摘 要：本文在分析鍋爐原控制系統(tǒng)的基礎上，提出了應用可編程控制器 （PLC）控制的改造方案，給出了系統(tǒng)硬件的構成，通過PLC實現(xiàn)了鍋爐的各種控制調節(jié)功能。 關鍵詞：鍋爐控制；可編程控制器；變頻器；節(jié)能 某橡膠廠兩臺 15t／h的鍋爐運行原為儀表監(jiān)控，較難達到滿意結果。鍋爐熱效率低于設計指標， 工人勞動強度大，環(huán)境污染嚴重。原鍋爐運行控制方法是調節(jié)風機、爐排和水泵的開關或者閥門，不能實現(xiàn)對它們的精確連續(xù)調節(jié)，控制精度低。 一、 控制方案 鍋爐燃燒過程自動控制的基本任務是使燃燒熱量適應負荷的需要，同時還要保證鍋爐安全經濟運行。對給定出水溫度的情況，則需要調節(jié)鼓風量與給煤量的比例，使鍋爐運行在最佳燃燒狀態(tài)。同時應使爐膛內存在一定的負壓，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行的重要參數(shù)。水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴重時會導致蒸汽帶水增多，增加在管壁上的結垢和影響蒸汽質量；水位過低，則會破壞水循環(huán)，引起水冷壁管的破裂 ，嚴重時會造成干鍋，損壞汽包。汽包 水位控制系統(tǒng)實質上是維持鍋爐進出水量平衡的系統(tǒng) 。通過調整進水量的多少來達到進出平衡，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 ，保證生產安全。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個設有自平衡能力的被控對象，對于運行中存在的假水位現(xiàn)象 ，即在負荷急劇增加時，導致汽包壓力下降，使水的沸騰突然加劇 ，而使水位抬高的現(xiàn)象 在實際應用中可根據(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．應用變頻技術控制風量及水流量 傳統(tǒng)的鍋爐控制方式 中，給水泵 、鼓風機和引風機等設備一直處于最大轉速下運行。鼓風和引風量的調整是通過凋整引風擋風板和鼓風擋風板開度來實現(xiàn) ，這種控制方式將大量的能源浪費在擋風板上 。 采用變頻器驅動方式取代風門、擋板、閥門的控制方案，用變頻器對電動機調速，實現(xiàn)對水泵流量、引風及鼓風機風量的調節(jié)，不但調節(jié)范圍廣，而且調整特性 曲線平滑 ，可以實現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)的調節(jié)，并節(jié)能。在鍋爐控制系統(tǒng)中，利用變頻器對水泵進行調速，從而對水流量進行調節(jié)，可以顯著節(jié)能。 用變頻器對電機進行調速還具備對電機的保護功能，如當過流、缺相、過熱等情況出現(xiàn)時可及時報警和停機，大大延長了電機的使用壽命。變頻器還具備軟啟動功能，可減小對電網的沖擊，提高了企業(yè)的用電質量。 二、新系統(tǒng)結構 系統(tǒng)采用兩臺戴爾微機作為上位機，其中一臺作為主機，另一臺為輔機，構成雙機冗余系統(tǒng)。通過 MPI多點接口與下位機 PLC進行通信，對現(xiàn)場鍋爐的運行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調度，實現(xiàn)對鍋爐的遠程控制。操作人員也隨時可以通過計算機了解鍋爐的工況，并對風機和水泵等進行控制和參數(shù)設定。此外，鍋爐運行及網管系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)可存儲在計算機的數(shù)據(jù)庫中，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 內存 ，32M顯卡 ；40G硬盤 ；4個 USB2．0接口；17英寸戴爾 CRT顯示器，觸摸式工業(yè)鍵盤，鼠標套裝。 3．可編程控制器 PLC。采用德國西門子的S7— 300系列，CPU選用 S7—315一DP可編程控制器， 內置 PID模塊，48k存儲器，I／O能擴展到 2048點，西門子 CP5611通信卡。 四、控制系統(tǒng)的安全措施 1．通信網絡冗余 為保障系統(tǒng)運行的可靠，計算機測控通信網采用雙冗余光纖環(huán)網，當一條網絡線出現(xiàn)故障時不會影響系統(tǒng)正常工作。 2．PLC冗余 兩套SIEMENS S7—300 PLC實現(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)場提供兩路獨立的AC220V電源，分別給兩個西門子 SITOP電源 （20A）輸入端供電。這樣當任何一路交流電掉電或任一個 SITOP電源損壞時，不影響系統(tǒng)的持續(xù)供電，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的電源冗余 。 由于采用了計算機控制，使鍋爐始終處于經濟燃燒狀態(tài)，大大減少了煙氣和塵埃等污染。同時煙氣含氧量和爐渣含碳量明顯降低，節(jié)能效果顯著。采用變頻技術后。減少了設備啟動時對電網的沖擊 、延長了電機的使用壽命 、減少了維護費用。 參考文獻： [1] 朱傳標．工業(yè)鍋爐技術基礎【M】．上海遠東出版社 ，1996，12． [2] SIMATIC WinCC組態(tài)手冊【K】． [3] SIMATIC S7—300可編程控制器硬件和安裝手冊【K】．