基于PLC控制的鍋爐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

吳偉強(qiáng)

摘要：鍋爐消耗的能源占我國能源消耗的比重相當(dāng)大，因此有必要對(duì)鍋爐進(jìn)行改造使其滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)能源利用率及環(huán)保的要求。本文設(shè)計(jì)的鍋爐燃燒控制裝置選用西門子的PLC作為控制核心，實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)溫度、壓力、水位的自動(dòng)控制及自動(dòng)供水。使鍋爐能夠在最佳的工作條件條件下高效環(huán)保的燃燒，提高對(duì)能源的利用同時(shí)減少污染物的排放。

關(guān)鍵詞：PLC 控制系統(tǒng) 鍋爐

中圖分類號(hào)：TP336 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）06-0012-01

1 緒論

鍋爐是當(dāng)今各個(gè)產(chǎn)業(yè)中不可缺少的重要供能、供暖設(shè)備。最近這些年來，隨著我國各行各業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)能源需求越來越大，各個(gè)公司以及工廠對(duì)成本的管理水平的進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)燃燒鍋爐的能源利用率，污染排放方面的要求也有非常明顯的提高。PLC控制技術(shù)在工業(yè)方面的應(yīng)用是近年來發(fā)展出來的一項(xiàng)新技術(shù)，它是微型計(jì)算機(jī)軟件、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。

2 控制方案的設(shè)計(jì)

本鍋爐燃燒控制系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，分別為溫度，水位，壓力三類傳感器組成的鍋爐信號(hào)采集部分，以西門子的PLC為核心的控制部分，供水電機(jī)和各個(gè)電磁閥構(gòu)成的輸入量和輸出量控制部分，故障報(bào)警部分組成。鍋爐燃燒系統(tǒng)的整體構(gòu)架框圖如下圖1所示。

系統(tǒng)的工作原理如下：首先通過溫度傳感器，壓力傳感器，液位傳感器，將鍋爐的壓力，溫度等模擬信號(hào)通過EM235模擬量輸入模塊輸入到PLC，經(jīng)過PLC運(yùn)算處理后，根據(jù)鍋爐的工作情況經(jīng)過EM232模擬量模塊自動(dòng)輸出控制給油閥，變頻器。電網(wǎng)輸入的標(biāo)準(zhǔn)電壓以及頻率經(jīng)過變頻器轉(zhuǎn)變后用來控制恒壓供水泵的工作功率和轉(zhuǎn)速進(jìn)一步控制輸出功率。當(dāng)鍋爐內(nèi)的水位相對(duì)偏低時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)的打開給水閥門，加大鍋爐的進(jìn)水量，使鍋爐液位升高以便恢復(fù)至正常工作的水位；當(dāng)鍋爐水位相對(duì)上限偏高的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)動(dòng)作關(guān)閉給水閥門，減少鍋爐加水量，使鍋爐的水位降低至正常工作值范圍內(nèi)。當(dāng)鍋爐溫度較低時(shí)候，增大給油電磁閥門的開度，通過增加燃料量，來使鍋爐溫度恢復(fù)正常；當(dāng)鍋爐溫度比較高的時(shí)候，減小給油電磁閥的開度，進(jìn)而減少燃料量來使鍋爐的溫度降低。根據(jù)檢測(cè)出的供水罐體壓力的大小值，經(jīng)過變頻器調(diào)整供水電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及供水功率，以便使燃燒鍋爐根據(jù)需求恒壓供水。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)的分析知道系統(tǒng)的主要控制任務(wù)有三個(gè)，溫度控制，水位控制和壓力控制。為了使程序的結(jié)構(gòu)清晰，編寫方便，三個(gè)控制任務(wù)分別通過子程序來實(shí)現(xiàn)，而系統(tǒng)的啟動(dòng)停止，報(bào)警等則在程序里實(shí)現(xiàn)。因此需要三個(gè)子程序。其中溫度控制和壓力控制子程序用到了PID控制，PID參數(shù)設(shè)定要建立PID回路表，為了方便調(diào)整參數(shù)，兩個(gè)PID回路表按序放在主程序中。

主程序主要內(nèi)容有四個(gè)方面：（1）系統(tǒng)的初始化；（2）系統(tǒng)的啟?？刂?；（3）各個(gè)子程序的調(diào)用；（4）系統(tǒng)報(bào)警。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖2所示。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)通過鍋爐控制系統(tǒng)的分析，選用西門子的PLC及模塊作為控制器，實(shí)現(xiàn)了溫度、水位、壓力的自動(dòng)化控制，并通過軟件框圖的建立，通過主程序、子程序?qū)崿F(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

參考文獻(xiàn)

[1]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013.

[2]孫秀權(quán).鍋爐和工業(yè)爐窯實(shí)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1993.

[3]寧耀斌，明正峰.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.

摘要：鍋爐消耗的能源占我國能源消耗的比重相當(dāng)大，因此有必要對(duì)鍋爐進(jìn)行改造使其滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)能源利用率及環(huán)保的要求。本文設(shè)計(jì)的鍋爐燃燒控制裝置選用西門子的PLC作為控制核心，實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)溫度、壓力、水位的自動(dòng)控制及自動(dòng)供水。使鍋爐能夠在最佳的工作條件條件下高效環(huán)保的燃燒，提高對(duì)能源的利用同時(shí)減少污染物的排放。

關(guān)鍵詞：PLC 控制系統(tǒng) 鍋爐

中圖分類號(hào)：TP336 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）06-0012-01

1 緒論

鍋爐是當(dāng)今各個(gè)產(chǎn)業(yè)中不可缺少的重要供能、供暖設(shè)備。最近這些年來，隨著我國各行各業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)能源需求越來越大，各個(gè)公司以及工廠對(duì)成本的管理水平的進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)燃燒鍋爐的能源利用率，污染排放方面的要求也有非常明顯的提高。PLC控制技術(shù)在工業(yè)方面的應(yīng)用是近年來發(fā)展出來的一項(xiàng)新技術(shù)，它是微型計(jì)算機(jī)軟件、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。

2 控制方案的設(shè)計(jì)

本鍋爐燃燒控制系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，分別為溫度，水位，壓力三類傳感器組成的鍋爐信號(hào)采集部分，以西門子的PLC為核心的控制部分，供水電機(jī)和各個(gè)電磁閥構(gòu)成的輸入量和輸出量控制部分，故障報(bào)警部分組成。鍋爐燃燒系統(tǒng)的整體構(gòu)架框圖如下圖1所示。

系統(tǒng)的工作原理如下：首先通過溫度傳感器，壓力傳感器，液位傳感器，將鍋爐的壓力，溫度等模擬信號(hào)通過EM235模擬量輸入模塊輸入到PLC，經(jīng)過PLC運(yùn)算處理后，根據(jù)鍋爐的工作情況經(jīng)過EM232模擬量模塊自動(dòng)輸出控制給油閥，變頻器。電網(wǎng)輸入的標(biāo)準(zhǔn)電壓以及頻率經(jīng)過變頻器轉(zhuǎn)變后用來控制恒壓供水泵的工作功率和轉(zhuǎn)速進(jìn)一步控制輸出功率。當(dāng)鍋爐內(nèi)的水位相對(duì)偏低時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)的打開給水閥門，加大鍋爐的進(jìn)水量，使鍋爐液位升高以便恢復(fù)至正常工作的水位；當(dāng)鍋爐水位相對(duì)上限偏高的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)動(dòng)作關(guān)閉給水閥門，減少鍋爐加水量，使鍋爐的水位降低至正常工作值范圍內(nèi)。當(dāng)鍋爐溫度較低時(shí)候，增大給油電磁閥門的開度，通過增加燃料量，來使鍋爐溫度恢復(fù)正常；當(dāng)鍋爐溫度比較高的時(shí)候，減小給油電磁閥的開度，進(jìn)而減少燃料量來使鍋爐的溫度降低。根據(jù)檢測(cè)出的供水罐體壓力的大小值，經(jīng)過變頻器調(diào)整供水電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及供水功率，以便使燃燒鍋爐根據(jù)需求恒壓供水。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)的分析知道系統(tǒng)的主要控制任務(wù)有三個(gè)，溫度控制，水位控制和壓力控制。為了使程序的結(jié)構(gòu)清晰，編寫方便，三個(gè)控制任務(wù)分別通過子程序來實(shí)現(xiàn)，而系統(tǒng)的啟動(dòng)停止，報(bào)警等則在程序里實(shí)現(xiàn)。因此需要三個(gè)子程序。其中溫度控制和壓力控制子程序用到了PID控制，PID參數(shù)設(shè)定要建立PID回路表，為了方便調(diào)整參數(shù)，兩個(gè)PID回路表按序放在主程序中。

主程序主要內(nèi)容有四個(gè)方面：（1）系統(tǒng)的初始化；（2）系統(tǒng)的啟停控制；（3）各個(gè)子程序的調(diào)用；（4）系統(tǒng)報(bào)警。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖2所示。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)通過鍋爐控制系統(tǒng)的分析，選用西門子的PLC及模塊作為控制器，實(shí)現(xiàn)了溫度、水位、壓力的自動(dòng)化控制，并通過軟件框圖的建立，通過主程序、子程序?qū)崿F(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

參考文獻(xiàn)

[1]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013.

[2]孫秀權(quán).鍋爐和工業(yè)爐窯實(shí)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1993.

[3]寧耀斌，明正峰.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.

摘要：鍋爐消耗的能源占我國能源消耗的比重相當(dāng)大，因此有必要對(duì)鍋爐進(jìn)行改造使其滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)能源利用率及環(huán)保的要求。本文設(shè)計(jì)的鍋爐燃燒控制裝置選用西門子的PLC作為控制核心，實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)溫度、壓力、水位的自動(dòng)控制及自動(dòng)供水。使鍋爐能夠在最佳的工作條件條件下高效環(huán)保的燃燒，提高對(duì)能源的利用同時(shí)減少污染物的排放。

關(guān)鍵詞：PLC 控制系統(tǒng) 鍋爐

中圖分類號(hào)：TP336 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）06-0012-01

1 緒論

鍋爐是當(dāng)今各個(gè)產(chǎn)業(yè)中不可缺少的重要供能、供暖設(shè)備。最近這些年來，隨著我國各行各業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)能源需求越來越大，各個(gè)公司以及工廠對(duì)成本的管理水平的進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)燃燒鍋爐的能源利用率，污染排放方面的要求也有非常明顯的提高。PLC控制技術(shù)在工業(yè)方面的應(yīng)用是近年來發(fā)展出來的一項(xiàng)新技術(shù)，它是微型計(jì)算機(jī)軟件、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。

2 控制方案的設(shè)計(jì)

本鍋爐燃燒控制系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，分別為溫度，水位，壓力三類傳感器組成的鍋爐信號(hào)采集部分，以西門子的PLC為核心的控制部分，供水電機(jī)和各個(gè)電磁閥構(gòu)成的輸入量和輸出量控制部分，故障報(bào)警部分組成。鍋爐燃燒系統(tǒng)的整體構(gòu)架框圖如下圖1所示。

系統(tǒng)的工作原理如下：首先通過溫度傳感器，壓力傳感器，液位傳感器，將鍋爐的壓力，溫度等模擬信號(hào)通過EM235模擬量輸入模塊輸入到PLC，經(jīng)過PLC運(yùn)算處理后，根據(jù)鍋爐的工作情況經(jīng)過EM232模擬量模塊自動(dòng)輸出控制給油閥，變頻器。電網(wǎng)輸入的標(biāo)準(zhǔn)電壓以及頻率經(jīng)過變頻器轉(zhuǎn)變后用來控制恒壓供水泵的工作功率和轉(zhuǎn)速進(jìn)一步控制輸出功率。當(dāng)鍋爐內(nèi)的水位相對(duì)偏低時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)的打開給水閥門，加大鍋爐的進(jìn)水量，使鍋爐液位升高以便恢復(fù)至正常工作的水位；當(dāng)鍋爐水位相對(duì)上限偏高的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)動(dòng)作關(guān)閉給水閥門，減少鍋爐加水量，使鍋爐的水位降低至正常工作值范圍內(nèi)。當(dāng)鍋爐溫度較低時(shí)候，增大給油電磁閥門的開度，通過增加燃料量，來使鍋爐溫度恢復(fù)正常；當(dāng)鍋爐溫度比較高的時(shí)候，減小給油電磁閥的開度，進(jìn)而減少燃料量來使鍋爐的溫度降低。根據(jù)檢測(cè)出的供水罐體壓力的大小值，經(jīng)過變頻器調(diào)整供水電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及供水功率，以便使燃燒鍋爐根據(jù)需求恒壓供水。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)的分析知道系統(tǒng)的主要控制任務(wù)有三個(gè)，溫度控制，水位控制和壓力控制。為了使程序的結(jié)構(gòu)清晰，編寫方便，三個(gè)控制任務(wù)分別通過子程序來實(shí)現(xiàn)，而系統(tǒng)的啟動(dòng)停止，報(bào)警等則在程序里實(shí)現(xiàn)。因此需要三個(gè)子程序。其中溫度控制和壓力控制子程序用到了PID控制，PID參數(shù)設(shè)定要建立PID回路表，為了方便調(diào)整參數(shù)，兩個(gè)PID回路表按序放在主程序中。

主程序主要內(nèi)容有四個(gè)方面：（1）系統(tǒng)的初始化；（2）系統(tǒng)的啟停控制；（3）各個(gè)子程序的調(diào)用；（4）系統(tǒng)報(bào)警。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖2所示。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)通過鍋爐控制系統(tǒng)的分析，選用西門子的PLC及模塊作為控制器，實(shí)現(xiàn)了溫度、水位、壓力的自動(dòng)化控制，并通過軟件框圖的建立，通過主程序、子程序?qū)崿F(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

參考文獻(xiàn)

[1]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013.

[2]孫秀權(quán).鍋爐和工業(yè)爐窯實(shí)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1993.

[3]寧耀斌，明正峰.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.