基于PLC的锅炉控制系统设计.pdf

2014 年第 12 期 基于 PLC 的锅炉控制系统设计 樊远刚 渊江西诚达工程咨询监理有限公司袁 江西南昌 330043冤 摘要院 PLC渊可编程控制器冤技术利用可编程存储器内部存储程序通过计算机执行运算与控制袁并通过发出相关质量使工业设 备实现自动化控制袁是工业发展中实现自动化生产的技术支撑遥 本文结合 PLC 技术相关知识对锅炉温度尧水位三冲量以及燃煤过 程等不同工序进行了自动化控制研究袁希望能设计出更为科学高效的锅炉控制系统袁推进各种锅炉在工业发展中的高效应用遥 关键词院 PLC 技术曰 锅炉控制曰 锅炉温度曰 三冲量曰 燃煤过程 中图分类号院 TP273 文献标识码院A 文章编号院 1674要3024渊2014冤12要109要02 前言 锅炉是一种各种能量的综合转化器袁 工业生产中或生活中 通过向其中输入煤炭等燃料使其转化成蒸汽尧 高温水或其他有 机热载体以为工业生产或人居生活提供所需的热能遥 目前锅炉 的种类也随着其应用领域的不同而发生不同的变化袁 而为了加 快工业生产步伐尧降低锅炉操作过程中的人力劳动袁将各种先进 的科学技术应用于锅炉的操控中是新时期应用锅炉行业探究的 重要方向袁 将 PLC 技术应用到锅炉的控制系统使其最高效的实 现自动化便是此方面的创新遥 1 PLC PLC 即可编程逻辑控制器袁 其主要是采用可编程的存储器 来执行逻辑运算尧定时向用户端发送指令袁并通过数字会模拟式 输入或输出来控制不同类型的机械设备的运作与生产袁 其主要 由电源尧中央处理单元渊CPU冤尧存储器等构件组成遥 1.1 PLC 的主要组成构件 1.1.1 电源 电源是为 PLC 各个模块的正常运转提供电源袁 同时其也为 电路提供 24 伏的工作电源袁 其是保证 PLC 系统正常圆转的基 础袁其一般电压波动在+10%要+15%遥 1.1.2 中央处理单元 中央处理单元时 PLC 的控制中枢袁其将程序赋予的接收尧存 储等功能付诸到实践操作中袁其通过扫描的方式收集各种数据袁 并将其存入指定的单元系统上袁 为整个系统的自动化运转提供 了数据支持遥 同时中央处理单元还能够及时诊断出整个系统工 作状态下发生的各种错误袁 为操作人员的及时维修提供了明确 的方向遥 1.1.3 编程器 操作人员可以通过编程器对整个生产过程的运转程序进行 编辑尧调试与监视袁极大的便捷了各种工业生产过程中对运转设 备的管理与监控遥 1.2 PLC 的特点 PLC 的编程简单易于操作与管理袁由于其开发的周期较短袁 便捷了编程的现场调试曰PLC 在各种硬件装置的配套上已经实 现了模块化与标准化袁便于使用者系统配置曰PLC 结合了多种抗 干扰系数较高的硬软件设施袁 可以直接应用于各种干扰较强的 工业生产施工中曰PLC 可以利用通信进行联网袁实现了分散化控 制袁为操作人员的集中管理提供了方便遥 2 基于 PLC 的锅炉控制系统设计 2.1 PLC 对锅炉温度控制 将 PLC 的外部硬件接线与梯形图软件相结合以发挥继电器 控制系统的功能袁根据 PLC 系统的功能流程图来进行设计袁将各 种中间量的输入与输出联系起来袁以完成 PLC 的整体设计遥如图 一所示袁设计中主要选取的是电阻型号为 PT100 的 PLC袁通过将 检测到锅炉的实际水温转为电流信号袁然后经过 EM235 模拟量 的程序输入模块再次将电流信号转化成数字信号袁 然后传输到 PLC 系统中通过比例-积分-微分控制器渊PID冤进行调节袁从而通 过 PID 将数字信号转化成 10mA 以下的电流信号并将电流信号 作用到可控硅电压调整器上袁 通过可控硅调整器对管道通角的 大小进行控制以最终实现调节电流输出功率的目的袁 经由 PLC 在整个系统中的调节可以对电流的输出量进行自动化的控制袁 而强化电流的输出功率的控制则完全实现了调控电锅炉温度的 目的遥 图一 锅炉温度控制系统设计 2.2 PLC 对锅炉水位三冲量的控制 如图二所示袁 锅炉的水位三冲量的基本原理使通过在软件 系统中选择主控冲量尧蒸汽流量以及给水量袁而通常情况下主控 量以锅炉的气泡水位为准袁蒸汽流量作为前馈信号袁而给水量则 作为反馈信号遥 改变锅炉的三冲量主要是通过控制双闭合回路 以及前馈控制的实际运行状况而实现的袁 由图二可以清楚的掌 握给水量尧PID 调节与变频控制组成了一个内回路袁而气泡水位尧 PID 调节与变频控制则组成了外汇路遥 当蒸汽流量进入控制系 统后袁其便形成了一个完整的正反馈体系袁随着蒸汽流量的增加 变频器的输出与给水量均会上增加袁 从而实现了对锅炉水位三 重量的控制遥 锅炉水位三冲量的有效控制可以有效的调节给水 量与水位的波动幅度袁从而提高锅炉的整体运作效率遥 图二 锅炉水位三冲量控制基本原理的平面图 2.3 PLC 对锅炉燃煤过程的控制 如锅炉燃煤控制系统所示袁 引风机先于送风电机而启动却 后于其而停止运作袁从而使锅炉的灶膛内烟气热量损失过大袁对 渊下转第 111 页冤 规划设计 109 建筑建材装饰 2014 年第 12 期 心的遥 不能一味的复制成功案例袁应当以当地的山水袁地形相结 合袁打造最理想的景观艺术形态遥 3.3 具有当地特色 小城镇的风土民情尧历史故事尧民俗文化尧地理环境等不同 因素使其具有独特的地方特色遥 名贵树种袁名草名树袁民间传说 都各具风格遥 历史遗址等多种景观建筑元素都将融入到该区域 的景观设计当中袁充分发挥原有的特色和民俗魅力遥 使其园林景 观能将历史特点完整的保存袁并使其古典文化发扬光大袁成为独 一无二的地方特色遥 3.4 保护文物袁古今结合 大多数小城镇都是在原有旧址上进行改造袁城墙尧城门尧鼓 楼尧 钟楼和古院寺庙等标志性的古建筑在部分小城镇中依然可 见遥 在城市建设中袁这些古建筑将成为景观设计中不可代替的宝 贵文物袁也为现代小城镇增添的一抹神秘色彩遥 因此现代城市景 观建设中不应盲目的拆除旧建筑袁一味新建遥 应当兴建新建筑的 同时保留原有的建筑并将其修复袁古今结合遥 3.5 功能合理分布袁满足不同人们的需求 小城镇的城市形态与大城市的人口集中尧城市分布规模大尧 城市用地紧张的特点相反遥 可以在一定范围内建设大规模的城 市中央绿地袁 其绿地的分布可根据其城镇的需求建设在居民集 中居住区的附近袁方便当地区民休息袁游玩遥 另外袁还需要在城镇 边缘地区建设标志性景观袁 使其外来游人路过或者游玩时可以 留有深刻印象袁并对该城镇进行深刻认识遥 4 结语 小城镇是国家经济发展中的必然产物袁 小城镇的建设规划 是时代不断进步的必要建设袁 小城镇景观环境设计的创造是其 发展的标志袁也是满足人们不断延伸的需求遥 该景观建设应当具 有一定的时代性和地方性袁 只有具备鲜明的特点才能够满足现 代人们不断提高的审美品位遥 它的长期性将促使人们不断探索 求新袁 坚持小城镇景观设计艺术使小城镇景观风貌保持鲜明的 个性袁使小城镇景观建设艺术历久弥新遥 参考文献院 1姚程明,文剑钢.浅析小城镇形象与环境景观设计要素要要要 以深圳万科野第五园冶为例J. 城市袁2010(07) 2张庭伟.城市高速发展中的城市设计问题:关于城市设计 原则的讨论J.城市规划汇刊袁2001(03) 3金柏苓.中国园林学的基础和领域袁中国园林袁2004渊3冤 4李嘉乐.现代风景园林学的内容极其形成过程袁中国园 林袁2012渊4冤 5刘延龙袁张丽敏袁李艳娟.小城镇规划中存在的问题及对 策咱J暂.小城镇建设袁2014渊远冤 6李玉昌.小城镇建设发展趋向咱J暂.城乡建设袁2013渊员员冤 7欧阳骁援农村小城镇建设的新视角J援中国农村经济袁2011(5) 渊上接第 109 页冤 锅炉的安全作业以及生产环境等均造成了极大的负面影响袁因 而可以 PLC 系统中的 PID 控制器进行适当的调节遥 由于自动控 制有开环控制与闭环控制两种袁 而受闭环控制系统固有特点的 影响袁其实质上形成了正负两种反馈遥 在此基础上引入 PID 调节 器袁 将燃料炉带入炉内并通过控制炉排的转动速度来调节给煤 量的多少袁 从而使 PID 可以根据给煤量来实现自动调节空气与 燃料的配比情况袁从而大大提升煤炭的燃烧效率及其供热效率遥 在控制燃煤的燃烧过程中可以通过结合脱硫除尘器来降低燃煤 后各种污染物排入大气中的量值袁 从而降低锅炉生产过程中的 大气污染遥 3 总结 利用 PLC 技术强化对锅炉各运作工序的控制袁 能在实现锅 炉自动化控制的基础上提升锅炉的整体运作效率袁 从而可以快 速推进相关工业生产的发展或为人居供热提供可靠保证遥 本文 结合 PLC 相关知识袁将其作用于锅炉温度尧水位三冲量以及燃煤 过程的控制中袁 希望通过强化锅炉控制系统内部各工序的设计 推进锅炉整体更高效的运转遥 参考文献院 1刘国华.基于 PLC 和 FCS 集中供热锅炉控制系统设计J. 电力科学与技术学报,2011渊02冤 渊上接第 108 页冤 个关键因素成本大小尧工期长短尧质量验收能否合格袁经建设单 位进一步论证后即确定最终方案遥 2 结束语 变电站在电力系统网络中起着变压尧分流的作用袁一旦出了 问题袁除了对其本身供电的区域造成停电外袁还会对与其连接的 其他变电站甚至整个电力系统网络造成影响遥 另外袁变电站的地 基处理存在普遍的规律性以及一定的特殊性遥 变电站工程在施 工过程中遇到软土地基等不良地基环境是极为正常的袁 施工建 设单位在进行建设时袁要提前做好应对措施袁争取为变电站整体 工程建设提供一个良好的地基条件遥 在实际工程设计中袁应根据 地质勘查报告袁结合当地地基处理的经验袁制定出经济安全的合 理方案遥 参考文献院 1吴家攀袁何华台.变电站土建基础设计及处理技术J.江西 建材袁2011渊04冤 2麦春明.研究变电站地基改造的处理方法J.建筑安全袁 2011渊08冤 渊上接第 107 页冤 空间或者物体上袁也可以分别运用在不同但是位置接近的家具尧 摆设尧装饰上遥 3.3 用强烈对比 色与色之间在很多情况下经过相互对比就会使得原有的两 个色变得更加强烈袁如果空间中运用上能形成对比的颜色袁那么 空间中的除了对比色以外的颜色就会失去它原有的色彩效果袁