PLC在75th鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在75t/h鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用李英華（唐鋼北區(qū)動(dòng)力廠河北唐山定及蒸汽負(fù)荷的穩(wěn)定。鍋爐上模擬量較多，控制回路也較復(fù)雜。美國A-B公司PLC5系統(tǒng)基于高可靠性。高性能和豐富的指令系統(tǒng)及軟件硬件的合理搭配，不但實(shí)現(xiàn)了分散控制集中管理，而且很好地實(shí)現(xiàn)了鍋爐上的各種控制要求和控制功能。

　　1概述560m1高爐鼓風(fēng)機(jī)站的75t /h鍋爐是江西鍋爐廠生產(chǎn)的G-75/3.82Q型鍋爐該型鍋爐為自然循環(huán)，半露天布置的中壓參數(shù)鍋爐，全燒高爐煤氣，用焦?fàn)t煤氣穩(wěn)燃鍋爐主要控制系統(tǒng)有：汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)等主要的控制回路有：鍋爐汽包水位自動(dòng)控制、過熱蒸汽溫度自動(dòng)控制、燃燒自動(dòng)控制爐膛壓力自動(dòng)控制、聯(lián)鎖安全保護(hù)控制等。這些復(fù)雜的控制回路通過PLC5的巧妙設(shè)計(jì)和上位機(jī)Rsvlew的有機(jī)結(jié)合，不但實(shí)現(xiàn)鍋爐工藝要求的各種控制功能，而且實(shí)現(xiàn)了工藝流程畫面、控制分組畫面、趨勢畫面、PID參數(shù)調(diào)整畫面、報(bào)警畫面、活動(dòng)記錄畫面的監(jiān)控，以及班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)量的統(tǒng)計(jì)打印等2控制系統(tǒng)構(gòu)成2.1硬件構(gòu)成其硬件構(gòu)成見2.2模板功能簡介息處理的高速處理器，基本內(nèi)存64K，能帶I/O機(jī)架總數(shù)為24個(gè)，與遠(yuǎn)程I/O通訊的方式為適配器和掃描器2 1785-BCM熱備模板具有快速通訊能力，并在主PLC- 5處理器系統(tǒng)發(fā)生故障或失電時(shí)，切換到從處理器系統(tǒng)2.2.3 1771-ASB適配器模板，用來和主機(jī)框架中的遠(yuǎn)程掃描模板通訊，也能配其它I/O框架的遠(yuǎn)程模板通訊4 1771-IL模擬量輸入模板，8路差動(dòng)輸入或16路可選單端輸入，基板電流750mA，無需外部電源5 1771-OFE2模擬量輸出模板，4路隔離輸出（輸出通道間有效值1 000V）基板電流1.需外部電源61771-NIS模擬量輸入模板，8通道4~20 mA輸入，通道與通道之間，各通道與板背之間隔離，由模板向外部設(shè)備提供24VDC電源2.2.71771-IXE熱電偶輸入模板，8個(gè)可組態(tài)輸2.2.19417855-私處齄模板，是用控制和ftbHsh入U(xiǎn)可接電Tt：的系統(tǒng)是串級(jí)控制系統(tǒng)，即將過熱蒸汽出口的溫度的，犯EM，中文平臺(tái)采用四通邀方為主調(diào)信號(hào)，主周節(jié)器的輸出呢作為輔調(diào)75t/h鍋爐自控系統(tǒng)2.2.9 1771-IMD數(shù)字量輸入模板，輸入點(diǎn)是無16通道2.2.10 1771-OW16數(shù)字量輸出模板，輸出點(diǎn)是無源的，它能帶交流為220V的容量，16通道2.2.11 1771-P7槽外電源，為遠(yuǎn)程I/O框架提供電源2.2.12 1771-P6槽內(nèi)電源，為本地框架即熱備系統(tǒng)提供電源該配置采用熱備冗余系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，并且實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)操作站互為通訊，即每臺(tái)操作站都可以操作一臺(tái)鍋爐。

　　2.3軟件構(gòu)成6200系列9323軟件，圖形軟件為運(yùn)行于Windows95（英文版）操作系統(tǒng)下Win97，報(bào)表采用office973主要控制回路設(shè)計(jì)3.1鍋?zhàn)o(hù)汽包水位自動(dòng)控制控制汽包水位的穩(wěn)定，是保證鍋爐安全運(yùn)行的重要條件之下汽包水位大范圍的波動(dòng)會(huì)造成汽包內(nèi)減水或水滿并發(fā)生危險(xiǎn)，影響生產(chǎn)。因此，維持汽包水位的穩(wěn)定是極為關(guān)鍵的影響汽包水位的主要因素有：主蒸汽流量（即蒸汽負(fù)荷）和給水流量。蒸汽流量的增力加減少，汽包水位就要減少、增加，給水流量也要相應(yīng)地增力加減少，這樣才能保證鍋爐的正常運(yùn)行。為此，組成了串級(jí)加前饋的控制系統(tǒng)，汽包水位作主調(diào)信號(hào)，保證水位的穩(wěn)定，主調(diào)節(jié)器的輸出與主蒸汽流量信號(hào)（前饋湘加后作為輔調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，克服蒸汽對(duì)水位的擾動(dòng)，即當(dāng)蒸汽負(fù)荷突然發(fā)生變化時(shí)能夠保證蒸汽流量信號(hào)使給水閥一開始就向正確的方向移動(dòng)，抵消由于“虛假水位”引起的反向動(dòng)作，因而減少了水位和給水量的波動(dòng)幅度給水流量信號(hào)作為輔調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)，保證給水流量跟上水位的變化，能及時(shí)消除由于水壓的擾動(dòng)使給水量發(fā)生改變對(duì)控制系統(tǒng)的影響。水位過高或過低，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地從自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換成手動(dòng)操作，并有報(bào)警提示操作人員，水位嚴(yán)重過高或過低，在聯(lián)鎖的情況2節(jié)器的設(shè)定值，減溫器入口的溫度信號(hào)作為輔調(diào)節(jié)信號(hào)，輔調(diào)節(jié)器的輸出直接控制減溫水的調(diào)節(jié)門。由于這個(gè)系統(tǒng)存在滯后現(xiàn)象，在PID參數(shù)整定時(shí)，輔環(huán)為比例或比例微分調(diào)節(jié)這個(gè)系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了當(dāng)級(jí)過熱器出口溫度過高或過低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地從自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換成手動(dòng)操作，并有報(bào)警提示操作人員鍋爐燃燒控制系統(tǒng)主要是保證：過熱蒸汽壓力的穩(wěn)定，同時(shí)要求燃料跟上負(fù)荷的變化燃燒的經(jīng)濟(jì)性。特別對(duì)于燒煤氣的爐子更要求風(fēng)與煤氣的合理配合，才能保證爐膛充分燃燒，上述的各個(gè)性能才得以滿足3.3.1過熱蒸汽壓力的控制為保證過熱蒸汽壓力的穩(wěn)定，把它作為主調(diào)信號(hào)，主調(diào)節(jié)器的輸出作為高爐煤氣調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，高爐煤氣調(diào)節(jié)器的輸出直接控制高爐煤氣調(diào)節(jié)閥的開度由于是燃煤氣的鍋爐，燃料的分布是這樣的：有五層高爐煤氣，五層熱風(fēng)，一層焦?fàn)t煤氣。一、二層高爐煤氣、一、二層熱風(fēng)均為手動(dòng)控制，三四、五層高爐煤氣自動(dòng)控制。當(dāng)控制系統(tǒng)處于自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，如果第三層高爐煤氣調(diào)節(jié)閥全部打開時(shí)還滿足不了負(fù)荷的變化，第四層高爐煤氣調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開；如果第四層仍滿足不了要求，第五層高爐煤氣調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開；為保證燃燒和負(fù)荷的穩(wěn)定，各層高爐煤氣調(diào)節(jié)閥打開時(shí)閥門的開度設(shè)有重矗。為了使熱風(fēng)量跟上煤氣量的變化，又設(shè)了熱風(fēng)閥門開度與高爐煤氣閥門開度的系數(shù)比這樣，充分保證燃料滿足負(fù)荷的變化3.3.2送風(fēng)量控制此系統(tǒng)主要是保證熱風(fēng)跟上負(fù)荷的需要，還要考慮燃燒的經(jīng)濟(jì)性，把高爐煤氣焦?fàn)t煤氣的流量測量信號(hào)乘以空燃比的值再用測量煙道氧含量的氧化鋯的輸出加以修正后作為送風(fēng)調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，調(diào)節(jié)器的輸出直接控制送風(fēng)機(jī)擋板3.3. 3爐膛壓力的控制爐膛壓力的控制是通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)入口擋板的開度來保證爐膛壓力在允許范圍內(nèi)。由于鍋爐有兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)，這兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)可以同時(shí)投自動(dòng)，也可以一個(gè)投自動(dòng)，另一個(gè)投手動(dòng)，為使引風(fēng)機(jī)擋板及時(shí)跟上送風(fēng)機(jī)擋板開度的變化，把送風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)乘以一個(gè)系數(shù)作為爐膛壓力調(diào)節(jié)器的前饋倍號(hào)，以使引風(fēng)和送風(fēng)協(xié)調(diào)配合來保證爐膛壓力穩(wěn)定。

　　因篇幅有限，燃燒器控制系統(tǒng)原理圖略4結(jié)束語在全燒高爐煤氣鍋爐上采用美國AB公司PLC5控制系統(tǒng)尚屬首次，從投產(chǎn)以來的運(yùn)行效果看，控制功能滿足工藝要求，人機(jī)界面清晰簡便，便于運(yùn)行人員掌握。

　　（上接第67頁）打印裝置，可打印在一定時(shí)間范圍內(nèi)爐子當(dāng)時(shí)的各種情況報(bào)表，有利于生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)工作7結(jié)論為了節(jié)約能源，合理組織有效燃燒，必須加強(qiáng)加熱爐的熱工自動(dòng)化控制計(jì)算機(jī)參與熱工自動(dòng)化控制，有控制精度準(zhǔn)確，操作靈活，并且可實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)參數(shù)控制的特點(diǎn)，為加熱爐全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提供了有利條件。

　　對(duì)于一座爐子是否要全面進(jìn)行熱工自動(dòng)化控制，要綜合各方面的因素。對(duì)于一些小的爐子，熱工系統(tǒng)簡單，采取一般的控制就能滿足要求；對(duì)于比較大的爐子，加工系統(tǒng)復(fù)雜，可以考慮進(jìn)行全面熱工自動(dòng)化控制。所以，應(yīng)針對(duì)爐子本身的具體情況，因地制宜，合理地配置加熱爐的熱工控制水平