控制器说明书

方案编号 1 1 4MW 燃气热水锅炉 控 制 系 统 方 案 南京仁泰法恩电气有限公司 2011 年 8 月 8 日 联系人 陈留群 电话 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 1 页 方案设计说明 方案设计说明 1 南京仁泰法恩电气有限公司是暖通 供暖节能 锅炉 热能设备等领域自 南京仁泰法恩电气有限公司是暖通 供暖节能 锅炉 热能设备等领域自 动化控制的高科技股份制公司 是国内最大的锅炉电脑控制器厂家 动化控制的高科技股份制公司 是国内最大的锅炉电脑控制器厂家 2 本公司是中国锅炉行业工业锅炉控制标准 本公司是中国锅炉行业工业锅炉控制标准 JB T 的第一起草单位 的第一起草单位 本方案由该标准的第一起草人王曦宁主持编写 本方案由该标准的第一起草人王曦宁主持编写 3 本方案在满足招标所用要求以外又增加了以下功能 本方案在满足招标所用要求以外又增加了以下功能 本公司运用当今世界前沿科技和仁泰可靠性核心技术 具有国际标准的高 本公司运用当今世界前沿科技和仁泰可靠性核心技术 具有国际标准的高 性能指标和性能指标和 会说话会说话 功能 当出现故障时 声光报警并有照语音提示指导相关人员功能 当出现故障时 声光报警并有照语音提示指导相关人员 排除故障 从而使锅炉进入一个会说话的时代 排除故障 从而使锅炉进入一个会说话的时代 本系统控制采用了热源运行周期自动寻优 环境温度前馈控制 故障自动 本系统控制采用了热源运行周期自动寻优 环境温度前馈控制 故障自动 检测等多项自主核心技术 让使用单位大大节约了运行成本 检测等多项自主核心技术 让使用单位大大节约了运行成本 4 本公司产品通过国家级测试所最高等级 本公司产品通过国家级测试所最高等级 4 级的电磁干扰测试 严格遵循国级的电磁干扰测试 严格遵循国 际通行的可靠性系统工程 际通行的可靠性系统工程 RSE 原则 从而使系统平均无故障时间达到了最优 原则 从而使系统平均无故障时间达到了最优 5 使用当今最先进的 使用当今最先进的 SMT 表面贴片焊技术 确保系统高科技性和可靠性 表面贴片焊技术 确保系统高科技性和可靠性 一 公司介绍一 公司介绍 南京仁泰法恩电气有限公司是暖通 供暖节能 锅炉 热能设备等领域自动化控制的高科 技股份制公司 是国内最大的锅炉电脑控制器厂家 仁泰公司于 1995 年在全国率先推出锅炉电脑控制器 至今已发展到全系列燃煤 燃油 气 和电热锅炉的电脑控制 PLC 控制 iPC 控制 小型和大型 DCS 控制和供暖节能控制 控制 锅炉的吨位达到 150t h 并且始终保持技术领先地位 目前仁泰公司产品已遍布全国 部 分出口国外 近 800 家国内锅炉厂和 30 家外资锅炉厂配套使用 已成为我国锅炉控制的主 流产品和著名品牌 是中国锅炉行业 工业锅炉控制标准 第一起草单位 卓越 严谨 诚信 共赢 是仁泰公司的企业精神 她体现在仁泰公司永续前进的步伐 之中 体现在与客户 合作伙伴 内部员工以及竞争对手的相处之中 我们不仅向世界提供最佳的冷暖控制 更是在提高人们的生活和工作的质量 公司资质公司资质 中国锅炉行业 工业锅炉控制标准 第一起草单位 省级高新技术企业 国家级高新区企业 计算机软件企业 锅炉行业协会团体会员 通过 ISO9001 2000 质量体系认证 二 关于标准二 关于标准 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 2 页 1 目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准 我公司执行的是南京仁泰公司企业标 准 Q 3201RTG01 2000 是目前国内唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家 2 我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中 我公司为该标准的第一起草单位 3 本控制方案依照国家有关标准和规程及南京仁泰公司企业标准编制 全面满足招标 方要求 主要引用的标准有 蒸汽锅炉安全技术监察规程 热水锅炉安全技术监察规程 JB 10094 工业锅炉通用技术条件 JB T 10354 2002 工业锅炉运行规程 三 控制方案三 控制方案 1 主要控制对象和设备主要控制对象和设备 控制一台 2 8MW 240 万大卡 热水锅炉 包括 a 燃气燃烧器 1 台 程控器内置 b 循环泵 2 台 一主一备 c 补水泵 1 台 由上述设备组成的热水负荷调节输出系统 2 控制系统组成及其特点控制系统组成及其特点 LCD 液晶显示 图形中文屏 是介于 LED 发光管数码显示 与 HMI 触摸屏 之间的 中高档显示器 我公司信靠自身强大的软件和硬件技术实力 运用当今世界前沿科技才仁泰 可靠核心技术 具有国际标准的高性能指标和 会说话 功能 全面超越国内现有的 LCD 中文显示屏锅炉电脑控制器 同时把锅炉电脑控制器技术又推出一个新的水准 其主要特点 具有 会说话 功能 语音提示 语音报警 采用当今最先进的 SMT 贴片工艺 通过国家级测试所的最高等级 4 级电磁干扰测试 具有经极高的可靠性 三色 LED 五个水位显示 温度和压力大字显示 燃烧器动态图形显示 配置仁泰高性能锅炉控制软件 比国内同类系统具有更高的性能价格比 3 锅炉系统控制示意原理图锅炉系统控制示意原理图 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 3 页 锅炉系统控制原理图锅炉系统控制原理图 4 控制柜示意图 机箱尺寸 防护等级 控制柜示意图 机箱尺寸 防护等级 高高 500mm 宽宽 400mm 厚厚 200mm 防护等级为 防护等级为 IP54 5 控制功能简述 控制功能简述 1 锅炉出水温度 回水温度检测 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 4 页 2 排烟温度检测 3 锅炉水位 缺水 和水箱水位检测 4 系统压力状态检测 5 循环泵实际工作状态和循环泵联锁信号 可以使用流量开关信号 检测 6 锅炉出水温度控制功能 系统按用户设定 将锅炉出水温度控制在指定的范围 内 7 锅炉或水箱水位控制 水位低于低水位电极时 控制系统开启补水泵 补水电磁 阀 水位高于高水位电极时 控制系统关闭补水泵 补水电磁阀 8 系统压力控制 系统压力低于下限 电接点压力表动针与低针接触 时控制系 统启动定压补水泵 系统压力高于上限 电接点压力表动针与高针接触 时控 制系统关闭定压补水泵 9 循环泵故障检测和自动切换 控制系统启动循环泵后 5 秒开始检测循环泵动作 反馈信号 如此信号未闭合或中途断开 控制系统自动进行循环泵主备切换 如 2 台循环泵均不能正常工作 控制系统报警并进行联锁保护 10 循环泵联锁和延时工作控制 控制系统不能正常检测到循环泵动作反馈信号时 自动联锁关闭燃烧器 进入运行或启动时间段时控制系统先启动循环泵 循环 泵正常工作 30 秒后 方可启动燃烧器 退出运行或进入停止时间段时控制系统 先关闭燃烧器 循环泵延时正常工作 4 分钟后关闭 11 实时时钟和分时段定时运行功能 控制系统内部安装有实时时钟 系统断电后 实时时钟仍能依靠后备电源保持走时 用户可在一天里设置 4 个启动时间段 每个时间段可设置不同的温度参数 可在用户使用高峰来到前将系统温度适当 提高 而在其他时间将温度保持在较低的水平 这样既可保证供热质量又可以 有效节约运行费用 12 燃烧程序控制 a 炉膛吹扫程序 b 自动点火程序 c 燃气压力异常检测 d 燃气泄漏检测程序 e 自动火焰探测 熄火保护程序 f 燃烧器火力调节程序 大 小火转换 13 燃烧器累计运行时间统计 14 紧急停炉 15 状态与参数显示功能 a 锅炉出水温度动态显示 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 5 页 b 锅炉回水温度动态显示 c 锅炉排烟温度动态显示 d 系统运行状态显示 e 燃烧器 循环水泵 补水泵工作状态动态显示 f 水位状态动态显示 g 系统压力状态动态显示 四 安全保护四 安全保护 1 锅炉缺水报警 联锁保护 2 炉水温度超高报警 联锁保护 3 循环泵故障报警 联锁保护 4 燃气压力高报警 联琐保护 5 燃气压力低报警 联琐保护 6 燃气泄漏报警 联琐保护 7 燃烧器故障熄火报警 联锁保护 8 系统压力超高或超低报警 联锁保护 9 断电故障保护 进入待命 五 与外部系统的接口五 与外部系统的接口 在工厂自动化系统 FA 楼宇自动化系统 BA 集散控制系统 DCS 等现代智能化信息和 控制系统中均要求实现多种形式的数字和模拟控制点的集成控制 多种设备和系统的联动控制 各系统采集数据的综合分析和决策 语音 数据 图像和视频信号集成通信 组织和建立区域 内自动化 智能化所需要的各种数据库 通过计算机的管理 使系统能够根据不同来源的数据 作出最合理的综合反应 如果锅炉控制系统不具备与其他信息和控制系统的接口 就会使 锅炉系统成为区域中的 信息孤岛 严重制约用户自动信息集成及综合自动化的实现 为此 我们的锅炉控制系统提供了丰富的符合国际标准的各种类型的对外通信线路和接口 5 1 EIA RS 232C 通信接口 RS 232C 是美国电子工业协会 EIA 制定的全双工串行通信接口的电气标准 该标准定义 了数据终端设备 DTE 和数据通信设备 DCE 间按位串行传输的接口信息 合理安排了 接口的电气信号和机械要求 在世界范围内得到了广泛的应用 在个人电脑 PC 中作为 标准配置 每一台都安装了符合 RS232C 规范的串行通信接口 COM1 和 COM2 因此锅炉控 制系统通过 RS232C 可以十分方便地和 PC 机进行连接 而不需要进行任何信号转换和中继 由于 RS232C 采用单端驱动和非差分接收电路 因而传输距离按标准规定仅为 50 英尺 我 公司通过在大量现场实践中积累的丰富经验 控制系统具有优秀的电路和软件设计 可以 使传输距离达到 100 米左右 在上位计算机安装在锅炉房控制室或附近时基本可以满足通 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 6 页 信传输距离的需要 5 2 EIA RS 485 串行总线接口 随着分布式控制系统的发展 在自动化领域迫切需要一种能适合远距离数字通信的总线接 口 为此美国电子工业协会 EIA 在 RS 232C RS 422 基础上制定了支持多节点 远距离 和接收高灵敏度的 RS 485 总线标准 与 RS 232C 标准不同 RS485 标准采用了平衡驱动器 和差分接收电路 抗共模干能力大大增强 传输距离增加到 1200 米 另外 RS 232C 接口只 允许连接 1 个收发器 只具有进行点对点 P2P 通信的单站连接能力 而 RS 485 在总线 上允许连接多达 128 个收发器 无中继时为 32 个收发器 具有多点通信的多站连接能力 这 样就可以利用单一的 RS 485 接口方便地建立起设备网络 现在许多流行的现场总线 Field bus 如 PROFIBUS MODBUS 其物理层都是 RS485 总线 5 3 开关量 控制系统也可以使用无源触点作为与其他控制系统的接口 这样不必开发专门的通信协议 在信息传输量较小或与非计算机系统相连时十分方便 也有利于用户控制采购和维护成本 此时控制系统的输入为无源开关信号 触点 控制系统在该触点上施加的电压为 14VAC 工作电流小于 1mA 对触点的工作寿命没有任何影响 控制系统的输出也是无源 开关信号 触点 触点容量为 220VAC 10A 例如 在需要远程控制锅炉的启停时 可以在远端的控制室里安装一个启动按钮和一个停 止按钮 按钮不需要带锁定功能 用户按下启动按钮时 控制系统启动锅炉 用户按下停 止按钮时 控制系统关闭锅炉 用户在远端和炉前控制柜都可以操作 互不干扰 通过控 制系统提供的 运行 和 报警 输出触点 可以在远端的控制室里安装一个运行指示灯 和一个报警指示灯 把输出触点串联在指示灯回路中 当锅炉进入运行状态时 运行触点 闭合 指示灯亮 当锅炉出现报警状态时报警触点闭合 指示灯亮 这样在远端的控制室 里也可以方便地观察到锅炉的实际运行工况 六 节能六 节能 6 1 热源效率自动寻优 节能控制是一个系统工程 包括热源节能子系统 运行节能子系统 管网节能子系统等一 系列内容 热源节能子系统着重提高锅炉的运行效率和负荷变化的跟随性 由于传统的层 燃式燃煤锅炉负荷可调节性差 负荷调节的响应随动滞后 一般在此类锅炉系统中是难以 实现热源节能控制的 而在燃油 气锅炉系统中 燃烧系统的可调节范围 响应速度都很 好 热源节能就成为检验一个控制系统节能性能先进性的试金石 我公司的热源效率自动寻优是目前唯一获得国家专利 专利号 ZL2 8 授权 最先进的热源 节能控制技术 运用此技术的控制系统通过对锅炉运行的工况数据进行采集 跟踪 分析 积算与寻优 在出现过量燃烧先兆时自动的对启动燃烧机的时间进行调整 从而找出一个 新的 最佳的燃烧机启停时间 传统的锅炉控制系统都是按照温度或压力的设定上下限对燃烧器进行启停控制 在这一过 程中对于锅炉运行是否节能是没有做任何考虑的 其运行曲线如下图所示 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 7 页 传统的锅炉控制系统运行曲线 我公司的具有热源效率自动寻优技术的控制系统在对对锅炉运行的工况数据进行采集 跟 踪 分析 积算与寻优后使燃烧器的启停工作周期逐步达到最优 其运行曲线如下图所示 原周期 T T停 n T启 n 时间 温度 压力 时间 设定上限 设定下限 燃烧器出力 启动 停止 调整后周期 Tn 延时值 周期 T T停T启 时间 温度 压力 时间 设定上限 设定下限 燃烧器出力 启动 停止 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 8 页 具有热源效率自动寻优技术的控制系统运行曲线 对照两幅曲线图就可以清晰的看出寻优后燃烧器新的启停工作周期中合理延长了停机时间 及缩短了总开启时间 减少了启停次数 从而减少和避免了过量供热与锅炉的排烟损失 6 2 气候补偿前馈控制 一般热水锅炉都采用恒定出水温度的方式来进行控制 当温度上升到预设的上限温度时 燃烧器关闭或减小火力 温度下降到预设的下限温度时 燃烧器点火或加大火力 在这种 控制方式下上下限温度和温差带的设定值是固定不变的 并不考虑环境温度的影响 另外 设计人员在进行锅炉选型时 通常是根据该地区的最低温度和用户采暖面积进行计算的 在选型上依据选大不选小的原则 很容易造成了大马拉小车的现象 使得许多锅炉长期运 行在低效率状态 在确定一个供热系统的容量时 设计人员会根据最冷的环境温度来确定 最大负荷 而最冷的天气每个采暖期只占约 10 并且在一天当中气温往往有 10 20 的变 化范围 所以 采用恒定出水温度的控制方式 往往会产生过度供热的现象 造成能源的 很大浪费 要想在采暖系统中节约能源 就必须做到 按需供热 即系统提供的热能和采暖用户所需 要的热能正好处于平衡状态时是最节省能源的 要做到这一点就必须首先对采暖用户的热 能需求进行检测和分析 这里最直接的数据就是室外的环境温度 它和用户的热能需求有 着直接的关联 12 17863524 4 2 10 8 6 8 6 0 2 4 20 16 18 10 14 12 1513121491110182120191716 时 242322 平均气温变化曲线 设计采暖温度 设计最冷温度 24 小时室外气温变化图 控制系统通过对采暖用户的热能需求进行检测和分析得出锅炉出水温度的给定值 这个给 定是随着室外的环境温度和用户的用热负荷不断变化的 通过这种方式 系统就可以做到 按需供热 从而在保证用户采暖舒适度的前提下节省能源 气候补偿功能使用时 它能够使热源出力根据室外温度和供暖系统回水温度的变化动态调 节 实现按需求供热 城市中 由于城市热岛效应 室外温度往往高于天气预报的温度 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 9 页 如果不能实时根据室内外温度情况调节热源出力 必然会造成热能浪费 气候补偿正可以 针对这一点 根据回水温度与室外温度 随时控制出水温度 准确地实现动态调节 七 配置清单 说明七 配置清单 说明 序号名称型号单位数量器件说明 1显示屏中文屏台1 2中央控制模块工业级 LCD套1 Winbond 仁泰 3锅炉专用控制软件WR2套1仁泰 4断路器3P只1正泰 5断路器1P只2正泰 6急停开关只1法国施耐德 7转换开关 指示灯套若干法国施耐德 8壁挂式机箱只1仁泰 9补水泵强电驱动套1法国施耐德 10循环泵强电驱动套2法国施耐德 11电线电缆 辅料若干 其他说明 其他说明 1 现场控制站性能要求符合 GB1497 的标准并配有专用地排 附一 现场传感器选配 附一 现场传感器选配 序号序号名名 称称型号规格型号规格数量数量品牌品牌 1 温度传感器 进 出水 2 个上海自仪 2温度传感器 排烟 1 个上海自仪 3水位电极4 只日本欧姆龙 八 服务体系八 服务体系 优质的产品系列 完善的服务体系 使南京仁泰公司的产品在市场上深得用户的信赖和 一致好评 用户服务网络 四层式 1 核心层为公司总部 可以通过电话咨询 来解决所发生的问题 以及本公司在全国控制系统最新推出的远 程在线服务系统与您零距离的接触 来达到最佳 最便捷 最经济的服务 YLZK 南京仁泰法恩电气有限公司 燃气热水锅炉控制方案 南京仁泰法恩电气有限公司 第 1