单台燃(油)气热水炉控制方案

1、单台燃(油)气热水锅炉控制方案杭 州 迈 欧 科 技 有 限 公 司Hangzhou Maiou Science&Technology Co,LTD2013年目 录一、系统概述3二、控制器特点3三、控制对象属性3四、控制器功能描述3五、控制器技术参数7六、控制器电源条件与安装要求7七、控制器硬件组成8八、项目实施与售后服务10九、配置清单及价格11一、 系统概述本项目初步设计针对单台燃(油)气热水锅炉房控制系统，本项目的主要工艺设备有：l 适用对象： 燃(油)气热水锅炉l 燃烧器： 百得、利雅路、威索等二、 控制器特点u 采用西门子公司的S7-200系列的PLC模块作为核心控制器；u 显示采用

2、西门子7彩色触摸屏，全中文图文操作界面，多窗口画面系统工况显示；u 故障自动识别、直观指示与处理；u 数据分析、历史运行数据查询方便；u 具有标准的RS232/485接口/MODBUS协议，实现与楼宇自控或DCS的连接，实现多台锅炉的群控功能。三、 控制对象属性控制对象： WNS（）-1.0/95/70-(Y)Q控制方式： 锅炉出水温度控制温控范围： 进水温度70，出水温度95缺水检测： 水位电极或浮球保护 燃料属性： 天然气或轻油箱体形式： 立柜四、 控制器功能描述4.1 控制系统监测点监测对象数量单位输入输出传感器、阀门、执行机构等AIDIAODO传感器类型信号类型1.燃烧器子系统燃气压力

3、低1套1干触点燃气压力高1套1干触点燃气泄漏1套1干触点熄火信号1套1干触点燃烧器小火1套1干触点燃烧器大火1套1干触点油泵（仅限于燃油型）1套1干触点2.风烟子系统烟道温度1套1热电阻/温度变送器420mA3.水子系统出水温度1套1热电阻/温度变送器420mA回水温度1套1热电阻/温度变送器420mA出水压力超高1套1干触点出水压力极低1套1干触点回水压力高1套1干触点回水压力低1套1干触点补水泵控制1套1干触点循环泵控制1套1干触点循环泵运行反馈1套1干触点水位极低联锁保护1套1干触点4.其他声报警1套1光报警1套1小计3107合计204.2 控制系统原理图CPU224XPRS485温度传

4、感器出水温度温度传感器回水温度温度传感器烟道温度出水压力超高压力控制器水位电极水位极低燃烧系 统熄火故障燃气泄漏燃气压力异常驱 动燃烧器反馈驱 动循环泵反馈驱 动补水泵报 警触摸屏上位机回水压力出水压力极低电接点压力表压力控制器4.3 控制功能4.3.1 燃烧器控制n 循环泵连锁燃烧器设备。循环泵处于开启状态时，才能开启燃烧器；n 燃烧器启停由锅炉出水温度控制，出水温度上限、下限值由用户设定；n 当锅内出水温度低于设定的出水温度下限值时，控制器输出开启燃烧器电源，燃烧器启动点火程序、同时进入燃烧负荷比例调节状态（燃烧器比例调节仪），此时由锅内温度直接调节燃烧负荷量；n 系统出水温度大于或等于设

5、定的出水温度上限值时，控制器输出停止燃烧信号，燃烧器进入燃烧负荷比例调节关闭状态，直至停止燃烧。4.3.2 循环泵控制系统上班即自动运行，上班启，下班停。4.3.3 补水泵控制系统上班即自动运行，补水泵由锅炉回水压力控制，回水压力低时开启补水泵；回水压力高时停补水泵。4.3.4 油泵控制（仅限于燃油型锅炉系统）系统油泵控制采用浮球信号输入方式；当检测油箱油位低时，自动开启油泵；当检测到油箱油位高时，关闭油泵。4.3.4 防冻控制n 系统运行中，为防止温度太低导致管道爆裂，系统在下班状态下设有防冻保护功能。n 系统处于下班状态时， 当回水温度低于5时，控制系统自动启动燃烧器小火暖炉。当回水温度超

6、过16时，关闭燃烧器小火，退出防冻状态。4.3.5 定时控制n 该系统设有定时自控和非定时自控功能。系统可在24小时内设置六组定时工作时段（各时段上班时间、下班时间、锅炉出水温度上限、下限）；启动定时功能后，电脑根据当前时间使系统自动进入上班或下班，不同时段可根据用户设置不同的温度范围进行自控。4.4 安全保护功能4.4.1 二级操控体系（可启动性）n 控制器设计了电脑控制和强电手操两种控制模式，使锅炉系统在保证安全的前提下尽可能保持运行，防止了控制系统以及一次仪表的任何微小故障导致锅炉系统的停运。n 本系统能直观显示和报警（声光）处理以下内容：1) 燃烧器故障与保护2) 锅炉出水温度超高故障

7、与保护3) 锅炉出水超压故障与保护（承压锅炉）4) 锅炉出水压力过低故障与保护（承压锅炉）5) 燃气高或低压故障与保护6) 燃气的泄漏故障与保护7) 热水循环泵和锅炉燃烧器的互锁保护8) 锅炉进、出水温度显示与保护9) 排烟温度显示与保护10) 温度变送器故障与保护11) 系统断电监测与保护12) 电机过载、过流监测与保护4.4.2 安全保护措施n 下列情况锅炉必须紧急停炉：出水温度超高故障、锅炉出水压力低故障、锅炉出水超压故障；n 燃烧熄火故障保护：燃烧器如果因各种原因不能正确点火或燃烧过程中出现熄火，电脑控制器“熄火故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备；n 出水压力超高保护（承压锅炉）：

8、系统运行过程中，当锅炉出水压力超出设定的正常工作压力时，控制器显示“出水压力超高故障”并声光报警指示，联锁受控设备。n 出水压力过低保护（承压锅炉）：系统运行过程中，当锅炉出水压力低于设定的极限低压力时，控制器显示“出水压力过低故障”并声光报警指示，联锁受控设备。n 燃气压力低保护：当供气压力低于燃烧器正常工作气压范围时，电脑控制器“燃气压力低故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备；n 燃气压力高保护：当供气压力大于燃烧器正常工作气压范围时，电脑控制器“燃气压力高故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备；n 燃（油）气的泄漏故障与保护：当因某种原因发生泄漏时，电脑控制器“燃（油）气的泄漏故障”声

9、光报警指示，联锁关闭燃烧器设备；n 锅内出水超温保护：系统运行过程中，当锅炉出水温度大于设定超温温度时，电脑控制器“出水超温故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备，不联锁循环泵；n 排烟温度超温保护：系统运行过程中，当实际排烟温度超过设定的烟道超温温度时，电脑控制器“烟道超温故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器，不联锁循环泵；n 传感器故障识别与保护：系统运行过程中，当出水（回水）温度传感器发生断路或开路故障时，电脑控制器“传感器故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备；n 循环泵故障保护：系统运行过程中，循环泵启动后，电脑制器检测不到流量开关信号时，故障连锁所有受控设备；n 断电故障保护：系统运

10、行过程中，出现供电断电系统自动切断输出设备，再次供电时，智能控制器自动处于下班状态，确保系统安全运行；n 电机负荷保护：通过断路器和热过载继电器，保护电机设备在运行过程中的过流、过热、缺相保护。4.5 其它功能n 设置运行参数：设置锅炉全自动运行所需温度、时段等参数；n 信息处理：将现场采集的信号进行智能数据分析统计处理，完成故障预测、故障处理、控制热系统设备、系统防冻控制、数据查询、智能模糊控制锅炉运行等工作。n 数据储存功能：通过采集现场温度、压力、排烟温度等信号，进行信号计算处理，并可自动记录锅炉的运行时间、点火次数、风机、水泵、燃烧器运行时间等。并保存数据以方便用户查阅。n 故障记录与

11、显示：能对锅炉发生的故障自动记录数据达100多条，用户可以通过触摸屏查询故障发生的位置、时间、故障原因分析，确保锅炉的正常、安全运行。n 自动识别故障并保护：发生故障时，软件自动识别故障，保护锅炉及附属设备安全；具有故障分析表并可查询维修指南。n 历史曲线：控制系统在正常工作时，每隔一个时间段记录锅炉运行工况数据，包括出水温度、排烟温度，并通过实时曲线的形式显示在触摸屏上，方便用户查询，也可方便用户对运行工况的分析。n 通讯功能：通过RS-485通讯或相关开关量输出可把设备启/停、故障类型等工况数据实时传送至中心控制室。n 软手动功能：在此状态下，可直接对燃烧器等负载进行操作。用软手动操作时，

12、将严格遵循燃烧器负荷的工作时序及燃烧器与循环泵连锁、超温、超压连锁关系。n 系统密码保护设置：系统设置三级密码保护功能，有用户操作级、管理级和工厂程序级。五、 控制器技术参数u 制造厂家： 杭州迈欧科技有限公司u 制造标准： GB/T14536.1及厂标u 安全性能检验符合： GB1497u 电控检验符合： GB3797-89u 防护等级： IP32u 环境温度： 0-50六、 控制器电源条件与安装要求6.1电源条件额定电压： 380V/220V15% 三相五线/单相额定频率： 50Hz2%6.2安装要求及位置控制器的安装可根据锅炉的大小、锅炉房的环境及要考虑操作维护的方便。可将控制器固定在锅

13、炉炉体一侧或摆放在专做的控制台上，使控制器处于平稳状态，也可将控制柜固定在锅炉房控制室里。控制器最好放置在干燥通风的地方，不能覆盖或阻塞控制器两侧的通风孔。七、 控制器硬件组成7.1 核心控制器作为单台燃(油)气蒸汽锅炉的控制平台，我们根据锅炉本体和燃烧机的数据点位，结合控制算法的复杂程度与控制模块的数据空间，采用S7-200系列中的CPU-224XP作为核心CPU。CPU-224XP的主要特点如下：u 模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用；u CPU带两个RS232/485通讯口；u 各种功能模块（AI/AO/DI/DO）可以非常好地满足和适应自动控制任务；u 由于简单实用的分散

14、式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活； u 方便用户和简易的无风扇设计；u 当控制任务增加时，可自由扩展；7.2 单机显示界面采用西门子 7彩色触摸屏显示，中文操作界面，文本翻页、友好的人机对话及先进的控制方式，内嵌迈欧公司标准的锅炉优化控制程序,锅炉运行状况文本实时显示，弹出式报警方式，受控设备运行状态界面实时显示，故障自动识别、直观指示与处理，虚拟按键，软手动、全自动操作模式。7.3一次仪表一体化度传感器选用天康仪表厂生产的铠装式热电阻，WZP系列工业用热电阻作为温度测量传感器 ,通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统,用以直接测量或控制各种生产过程中0-500

15、范围内的流体、蒸汽和气体介质以及固体表面等温度。输出信号为电势信号。7.4 主要电器元件交流接触器（施耐德）特点：LC1系列交流接触器主要用于交流50Hz或60Hz，额定工作电压至660V，在AC-3使用类别下额定工作电压为380V额定工作电流至95A的电路中，供远距离接通与分断电路之用，并可与热继电器直接插接组成电磁起动器，以保护可能发生操作过负荷的电路。接触器还可组装积木式辅助触头组、空气延时头、机械联锁机构等附件，组成延时接触器、可逆接触器、星三角起动器。热继电器（施耐德）特点：高标准：符合IEC60947-4-1和GB14048.4标准。 强适应性：“TH”防护处理,可以在湿热的环境中

16、使用。功能齐全：具有过载与缺相保护功能；具有手动/自动复位按钮；具有测试按钮；具有停止按钮；具有脱扣状态显示功能。中间继电器（施耐德）技术特点：型式系列有动作显示灯内藏型、高容量型、二级体内藏型等；额定操作电压(AC100/110，AC110/120，AC200/220，AC220/240)(DC100/110)；取得UL、CSA认定及电气用品取缔法标准品；3极、4极电弧标准装备；耐电压AC2000V。7.5 控制柜和接线我方关于机柜的设计选择，符合 EMC 所定义的电磁兼容性准则，而且具有抵抗机械碰撞、污染和腐蚀的能力。机柜坚固耐用，允许安放在苛刻的环境中。机柜具有抗射频干扰RFI能力，机柜

17、门上安装导电门封垫条，以提高抗射频干扰能力。机柜满足底部进线要求，机柜为前面开门。机柜内的每个端子排和端子都有清晰的标志，并与图纸和接线表相符。机柜内的端子排将布置在易于安装接线的地方，即为离柜底300mm以上和距柜顶150mm 以下。端子排、电缆夹头、电缆走线槽及接线槽均将由阻燃型材料制造。机柜内将预留充足的空间，使买方能方便地接线、汇线和布线。 八、 项目实施与售后服务8.1 项目实施我们认为需求方案是项目的关键，能否取得全面深入的需求数据，并制定出既充分满足目前监控要求又能适应未来发展的基本流程框架，将决定整个工程的水平。我们将在需求分析阶段不惜时间和精力，力求需求方案的全面、简洁和灵活

18、。与此同时，应用方的整体操作水平对项目具有很大影响，因此培训在整个工程中也占据了重要的地位。对于系统管理人员，已具备了相当的基础，除了对其进行短期的系统培训外，我们将把他们作为工程队伍的一部分；对于系统使用人员，基础相对较差，我们将针对他们制定系统的培训方案。当然，在工程施工中，我们也需要得到需方的支持，如桥架的安装与电缆的敷设，应由我方与需方共同设计，并由需方完成。8.2 售后服务我们将为用户提供整个系统软件和硬件的集成，使整个系统可靠、先进，并为用户提供快速、优质的售后服务与系统维护（包括系统升级）。我们的承诺包括： 系统可靠、先进：保证系统设计达到国内先进水平； 一年的质量保证期； 售后服务快速：保证在48小时内响应服务； 售后服务优质：由受过良好培训的专业人员提供售后服务。 九、 配置清单及价格2.1MW燃油气热水炉配置清单和价格序号设备名称型 号数量单位品牌 一、锅炉控制柜1操作界面7彩色触摸屏 1块西门子2控制级通讯软件HGLX3.01套迈欧3PLC控制模块CPU224XP1只西门子4模拟量模块EM2311只西门子5下位机通讯电缆MO-PPI1根迈欧6断路器C65N 3P D40A1只施耐德7燃烧器强电9KW 直接启动1套施耐德8比调仪DC10201只HONEYWELL9断路器 C65N 1P C10A1只施耐德10强手操指