摘 要：本文在分析鍋爐原控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了應(yīng)用可編程控制器 （PLC）控制的改造方案，給出了系統(tǒng)硬件的構(gòu)成，通過PLC實(shí)現(xiàn)了鍋爐的各種控制調(diào)節(jié)功能。 關(guān)鍵詞：鍋爐控制；可編程控制器；變頻器；節(jié)能 某橡膠廠兩臺(tái) 15t／h的鍋爐運(yùn)行原為儀表監(jiān)控，較難達(dá)到滿意結(jié)果。鍋爐熱效率低于設(shè)計(jì)指標(biāo)， 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，環(huán)境污染嚴(yán)重。原鍋爐運(yùn)行控制方法是調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、爐排和水泵的開關(guān)或者閥門，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的精確連續(xù)調(diào)節(jié)，控制精度低。 一、 控制方案 鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的基本任務(wù)是使燃燒熱量適應(yīng)負(fù)荷的需要，同時(shí)還要保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)給定出水溫度的情況，則需要調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量與給煤量的比例，使鍋爐運(yùn)行在最佳燃燒狀態(tài)。同時(shí)應(yīng)使?fàn)t膛內(nèi)存在一定的負(fù)壓，以維持鍋爐熱效率、避免爐膛過熱向外噴火，保證了人員的安全和環(huán)境衛(wèi)生。 1.鍋爐汽包水位控制系統(tǒng) 汽包水位是影響鍋爐安全運(yùn)行的重要參數(shù)。水位過高，會(huì)破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水增多，增加在管壁上的結(jié)垢和影響蒸汽質(zhì)量；水位過低，則會(huì)破壞水循環(huán)，引起水冷壁管的破裂 ，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成干鍋，損壞汽包。汽包 水位控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是維持鍋爐進(jìn)出水量平衡的系統(tǒng) 。通過調(diào)整進(jìn)水量的多少來(lái)達(dá)到進(jìn)出平衡，將汽包水位維持在汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發(fā)效率 ，保證生產(chǎn)安全。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個(gè)設(shè)有自平衡能力的被控對(duì)象，對(duì)于運(yùn)行中存在的假水位現(xiàn)象 ，即在負(fù)荷急劇增加時(shí)，導(dǎo)致汽包壓力下降，使水的沸騰突然加劇 ，而使水位抬高的現(xiàn)象 在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位、蒸汽量和給水量三沖量的控制系統(tǒng)作出正確判斷 （見圖 1）。 2．應(yīng)用變頻技術(shù)控制風(fēng)量及水流量 傳統(tǒng)的鍋爐控制方式 中，給水泵 、鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)等設(shè)備一直處于最大轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。鼓風(fēng)和引風(fēng)量的調(diào)整是通過凋整引風(fēng)擋風(fēng)板和鼓風(fēng)擋風(fēng)板開度來(lái)實(shí)現(xiàn) ，這種控制方式將大量的能源浪費(fèi)在擋風(fēng)板上 。 采用變頻器驅(qū)動(dòng)方式取代風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案，用變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵流量、引風(fēng)及鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)，不但調(diào)節(jié)范圍廣，而且調(diào)整特性 曲線平滑 ，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)的調(diào)節(jié)，并節(jié)能。在鍋爐控制系統(tǒng)中，利用變頻器對(duì)水泵進(jìn)行調(diào)速，從而對(duì)水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以顯著節(jié)能。 用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速還具備對(duì)電機(jī)的保護(hù)功能，如當(dāng)過流、缺相、過熱等情況出現(xiàn)時(shí)可及時(shí)報(bào)警和停機(jī)，大大延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。變頻器還具備軟啟動(dòng)功能，可減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提高了企業(yè)的用電質(zhì)量。 二、新系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)采用兩臺(tái)戴爾微機(jī)作為上位機(jī)，其中一臺(tái)作為主機(jī)，另一臺(tái)為輔機(jī)，構(gòu)成雙機(jī)冗余系統(tǒng)。通過 MPI多點(diǎn)接口與下位機(jī) PLC進(jìn)行通信，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐的遠(yuǎn)程控制。操作人員也隨時(shí)可以通過計(jì)算機(jī)了解鍋爐的工況，并對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵等進(jìn)行控制和參數(shù)設(shè)定。此外，鍋爐運(yùn)行及網(wǎng)管系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，可顯示或打印。 三、新系統(tǒng)配置 1．軟件部分 ：微軟Windows 2000操作系統(tǒng) 、 西門子Wince V5．1組態(tài)軟件、西門子提供的Soft— net—S7軟件、西門子S7—300編程軟件 SETUP7 v5．2+spl。 2．硬件配置 如下 ：P4 1．8G CPU，256M DDR 內(nèi)存 ，32M顯卡 ；40G硬盤 ；4個(gè) USB2．0接口；17英寸戴爾 CRT顯示器，觸摸式工業(yè)鍵盤，鼠標(biāo)套裝。 3．可編程控制器 PLC。采用德國(guó)西門子的S7— 300系列，CPU選用 S7—315一DP可編程控制器， 內(nèi)置 PID模塊，48k存儲(chǔ)器，I／O能擴(kuò)展到 2048點(diǎn)，西門子 CP5611通信卡。 四、控制系統(tǒng)的安全措施 1．通信網(wǎng)絡(luò)冗余 為保障系統(tǒng)運(yùn)行的可靠，計(jì)算機(jī)測(cè)控通信網(wǎng)采用雙冗余光纖環(huán)網(wǎng)，當(dāng)一條網(wǎng)絡(luò)線出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)影響系統(tǒng)正常工作。 2．PLC冗余 兩套SIEMENS S7—300 PLC實(shí)現(xiàn)冗余控制，每套都由相同的模塊組成，一套工作一套備用。 3．電源冗余 西門子 S7—300系列 PLC各模塊采用 DC24V供電方式?，F(xiàn)場(chǎng)提供兩路獨(dú)立的AC220V電源，分別給兩個(gè)西門子 SITOP電源 （20A）輸入端供電。這樣當(dāng)任何一路交流電掉電或任一個(gè) SITOP電源損壞時(shí)，不影響系統(tǒng)的持續(xù)供電，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電源冗余 。 由于采用了計(jì)算機(jī)控制，使鍋爐始終處于經(jīng)濟(jì)燃燒狀態(tài)，大大減少了煙氣和塵埃等污染。同時(shí)煙氣含氧量和爐渣含碳量明顯降低，節(jié)能效果顯著。采用變頻技術(shù)后。減少了設(shè)備啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊 、延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命 、減少了維護(hù)費(fèi)用。 參考文獻(xiàn)： [1] 朱傳標(biāo)．工業(yè)鍋爐技術(shù)基礎(chǔ)【M】．上海遠(yuǎn)東出版社 ，1996，12． [2] SIMATIC WinCC組態(tài)手冊(cè)【K】． [3] SIMATIC S7—300可編程控制器硬件和安裝手冊(cè)【K】．