10吨触摸屏蒸汽锅炉方案

1、蒸汽锅炉控制方案目 录一、概述二、屏幕显示与操作三、设备的自动控制四、故障识别与处理五、PLC明细六、变频控制系统七、布线图陕西炎龙锅炉控制工程有限公司中国 西安彩色触摸屏PLC锅炉控制柜 一、 自动控制系统方案概述控制系统采用著名工业仪表及西门子公司的可编程控制器PLC，同时嵌入炎龙公司精心设计的工艺结构。硬件按功能模块化设计，信号输入、输出、条理等主要芯片，全部采用进口器件；软件面向对象设计，内嵌入炎龙公司精心设计的软件，软硬结合，能对热能的协调利用进行自动控制和工况检测。该系统实现了蒸汽锅炉的手动/自动控制、工况监控、温度、压力、流量及液位显示等控制显示及监控要求。丰富的故障检测、故障报

2、警、故障处理功能，保证了系统的安全可靠运行。系统采用eviw触摸屏，高亮度、全中文显示，以西门子PLC作为信息处理和中央控制单元。以人机对话方式与锅炉用户交换信息，给操作者带来极大方便。控制系统配有测量蒸汽、给水、烟气、炉膛温度的温度控制仪表，配有测量蒸汽的流量积算仪表，配有测量汽包水位的液位控制仪表，配有测量给水和蒸汽压力控制仪表。本控制器型号 ：YLCQ-10-Q产品特点：1.全中文彩色触摸式图文操作界面，多窗口画面工况显示，触摸您所看，得到您所想！2.进口工控级核心控制模块西门子PLC,抗干扰能力更强。3.采用炎龙虚拟软件技术，人机界面更友好，操控更简单。4.系统运行温度、压力、安全保护

3、参数方便设置与动态显示。5.故障自动识别、直观指示与处理。6.数据分析、曲线、棒图显示和报表生成功能。7.历史数据查询。8.高级控制算法，提高系统节能性能。9.强制手操功能，24小时不停机。10.预留485通讯接口可以与锅炉供暖群控系统通讯实现远程监控。11.专业数控制造，外形美观大方。12.完全符合蒸汽锅炉安全监察规定及锅炉压力容器安全监察暂行条例 自动化控制工程规范国家标准有关规定。(一)控制系统简介:本方案主要控制对象为进口（威索、百德、利雅路、奥林、扎克、赛博）燃烧器、风机、水泵。以全中文进口彩色触摸屏作为操作和监测中心，同时预留了标准的通讯接口，可实现群控及远程监控。控制系统的空气开

4、关、交流接触器、热继电器全选用正泰公司生产的低压电器，外加本公司对控制柜进行了专业的外形设计、数控制造，及本公司丰富的燃油、气锅炉的设计调试经验，使该控制系统不仅实现了锅炉的手动控制、自动控制、工况监控、历史数据记录、实时温度压力棒图、实时趋势图等一般的监控要求，而且还具备了丰富的故障检测、故障报警、故障处理功能，从而保证了锅炉的安全可靠运行。强制手动功能，24小时不停机。(二)控制系统结构系统结构图：进口彩色触摸屏=RS232= 进口PLC = 模拟量数据采集模块 燃烧器I/O 锅炉水位给水泵 压力 温度 水位 流量(三)自动控制系统功能特点简介如下：1. 检测点：蒸汽流量、给水流量、燃气流

5、量、气包水位、气包压力、给水压力、蒸汽温度、排烟温度、水浴温度2. 调节：连续自动给水调节；燃烧自动调节；锅炉蒸汽压力调节。3. 报警及安全保护及故障显示功能：（1） 炉膛吹扫程序：在燃烧启动前燃烧机对锅炉炉膛预吹扫,风门执行器将风门由小向大运行，在风门最大位置对锅炉炉膛进行吹扫，熄火后后吹扫。(2)自动点火程序：在预吹扫完成后，风门执行器带动风门关小到设定的点火位置，点火变压器投入工作，点火电磁阀打开后，可将燃料雾化立即被高压电火花点燃产生点火火焰。（3）燃烧器安全运行联锁保护程序：风压安全检测，在预吹扫过程和整个运行过程中，风压检测装置都在工作中，当风压低于设定值时，程控器进入自锁状态中止

6、运行或停止燃烧。对于燃气的燃烧机还有高、低气压保护，火焰装置检测，在吹扫完成后与点火程序前，此装置自动进行自检，如有故障将会中断程序运行。(4)停炉、熄火保护程序：当点火火焰成立后，火焰探测器开始工作，当探测到有点火火焰后，将进行第一次火焰探测（燃烧火焰），在探测有火焰后程控器完成点火程序，燃烧进入负荷调节。不论任何一次如没有探测到火焰，程控器自锁并中断供燃料，同时停炉并有声光报警。2.锅炉安全保护功能：（1） 极低水位保护：当极低水位时，产生联锁保护发出声光报警，中断燃烧。并自动将系统转为停炉锁定状态。（2） 极高水位保护：当极高水位时，发出声光报警，中断燃烧。并自动将系统转为停炉锁定状态。

7、（3） 正常压力停炉保护：当蒸汽压力达到设定的上限整定值时，中断燃烧。当压力恢复到下限整定值时，锅炉能自动启动。（4） 超压停炉保护：当蒸汽压力达到设定的上限整定值时，中断燃烧，发出声光报警。（5） 熄火保护：当火焰探测器没有探测到炉膛内火焰时，停炉并有声光报警。（6） 烟气超温：当烟气温度超过设定值时，停炉并有声光报警。（7） 断电保护：当外部电源突然停电，锅炉停止运行.来电时必须重新启动，锅炉才能运行。（8） 电机缺相及过载保护：当风机电机缺相及过载时，热继电器会动作，切断风机电源，停炉并声光报警。（9）燃气压力异常保护： 当燃气压力超高、过低时停止燃烧器运行，同时发出声光报警。（10）燃

8、气泄露保护： 当燃气泄露是停止燃烧器运行，同时发出声光报警。3.锅炉检测调节功能:（1） 压力超高时，报警停炉；当蒸汽压力低于设定的下限时，锅炉自动启动，当蒸汽压力高于上限值时，锅炉自动停止。燃烧器的负荷大小也随压力的整定值自动变化为大火或小火。也可进行PID高级自动比例调节。（2） 控制系统中设计给水泵为两台，水泵为一用一备。（3） 锅炉后烟箱处装有烟气检测装置，当烟温超过设定值时，停炉报警，并能显示其温度大小。（4） 极低水位，极高水位报警显示并停炉；低水位，高水位报警显示，提醒操作者注意水位；正常水位的下限自动启动给水泵，正常水位的上限自动停给水。4. 在电脑部分失灵情况下，有强手操功能

9、（操作，控制）实现24小时不停机功能。画面简介1、 系统上电，屏幕显示欢迎画面：按“开始”键，将进入开机画面， 密码登陆画面，蒸汽压力参数设定画面操作平台画面，主画面画面，温度曲线画面。屏幕显示如下：欢迎画面：进入系统欢迎画面。参数设置：对通用参数（超温点给水泵等参数）定时参数（温度及时间段）参数（温度上下限）等的设置。系统操作：进行系统时间校正、密码修改等参数设定。帮助信息：对操作权限屏幕保护，帮助热线等说明。在系统总工况画面中，如按“主画面”进入“主画面”画面：）锅炉系统当前蒸汽压力,烟温，液位（在下图处显示）。）在主画面画面底部显示当前系统的工作状态：包括自动状态或停机状态 Ø

10、 手动操作：手动对设备进行开启或关闭操作。Ø 故障查询：查询当前故障记录。在“开始”画面中按“参数设置”键屏幕显示如下图：u 参数设置在系统运行之前，为使系统遵照预定的参数进行运行，用户可先通过密码进入参数设置画面，进行1#炉和2#炉烟道超温点的设置。系统在运行过程中若发生故障，在系统总工况画面中故障指示灯亮，屏幕显示如下： 例：l 在1#炉工况画面中，若当前存有故障，屏幕显示如下图： l 此时用户按故障查阅键可进行故障查询查阅,屏幕显示如下：例 ：当前系统处于如存在出水压力超高、回水压力过低故障，用户按故障查阅键，屏幕显示如下：u 手动操作若要手动操作设备，用户按 手动操作 键，先

11、输入密码切换到手动操作画面，屏幕显示：l 用户进行手动操作首先应在手动操作画面把顶部自动状态经触摸后转为手动。l 然后用户可选择相应设备进行开启或关闭的操作。例：用户当前刚上电并需手动开启补水泵，步骤如下：a) 在1号炉工况画面中切换成运行状态。b) 在工况监控画面中按手动键，进入手动操作画面。c) 在手动操作画面中，把自动状态经触摸切换成手动状态。d) 在手动操作状态下，用户切换补水泵为开状态。显示如下图： u 系统设置按 系统设置 键，屏幕显示：l 输入密码：输入系统操作密码。l 修改密码：在输入最高级密码后，可修改操作密码数字。l 时间设置：在输入最高级密码后，可设置系统当前时间。l 设

12、置锁定：把最高级密码设定为初级密码。u 帮助信息系统提供了在线帮助功能，您只要浏览帮助信息画面可以行到有关自动控制、手动操作、防冻功能及定时模式等相关信息。返回键：按此键可返回工况监控画面以查看当前系统工况。例：在开机状态下，系统发生1#炉烟道温度超温故障时，屏幕显示如下：例2：在开机状态下，发生了1#炉水位极低故障时，用户消除故障后可在画面上进行点动复位。屏幕显示如下：按此键可点动补水 注：2#炉工况同1#炉工况操作相同在此不加详细说明三、系统功能设备控制:1、 燃烧机设备控制 Ø 当锅内的蒸汽压力小于设定的低压力值时，启动燃烧器一段火、二段火。Ø 当锅内的蒸汽压力达到设

13、定的低压力值时，关闭二段火，一段火状态不变。Ø 当锅内的蒸汽压力达到设定的高压力值时，关闭燃烧器。2、 给水自控当设备启动无故障后即启动变频给水机构给水，水位超过零位时逐渐减小电机转速直至停止运转。在正常工作时，控制系统采用变频控制自动给水。通过给水控制，保证锅炉汽包水位维持在一定范围内。如果水位过低，会造成锅炉缺水的故障；水位过高，会引起蒸汽带水和汽包压力过高。一般情况下利用变频控制容易达到技术要求，而不需要任何先进控制算法。二冲量指水位，蒸汽流量二个测量值。引入蒸汽流量的目的是为了克服虚假水位的影响。当锅炉负荷突然增加时（如用户打开用汽阀），蒸汽流量迅速增加，造成汽包内压力降低。

14、这时，在汽包内部水面的气泡迅速变大，抬高了水位。这就是虚假水位。如果只根据水位控制，则在用汽增加时，进水反而减少。引入蒸汽流量作为前馈，则能在用汽量增加时，提前增加给水，有效地克服虚水现象。PID算法实现二冲量水位自动控制技术,可以将水位控制在设定值±10mm范围内,远远高于国家标准。给水泵电机速度受锅内水位和蒸汽流量共同控制，并通过变频器反馈信号实现闭环控制，使得阀门控制更准确更及时。当锅内水位高于设定水位时，调慢电机转速直至停止。给水泵只有在设备出现故障连锁或下班时，停止工作。锅内水位传感器 PID调节 进水 蒸汽流量传感器 变频控制给水泵节电原理概述交流电动机的转速N用公式表示

15、为：N=60f（1-s）/p ；（N为电机每分钟转速，f为电机接受频率，p为电机磁极对数，s为电机转差率）。由此可知交流电机的转速与接受频率成正比，通过改变电机的供电频率可达到调整电机转速的目的。流体传输设备（水泵、风机）的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）。根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的输出功率。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=453/503=0.729，即P4

16、5=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。如下图：由以上内容可以看出，用变频器进行流量控制时，可节约大量电能。锅炉控制系统在设计时是按现场最大需求量来考虑的，其给水泵都是按单台设备的最大工况来考虑的，在实际使用中有90% 以上的时间它们都工作在非满载状态下。采用阀门、自动滑阀调节不仅增大了系统循环压力和节流损失，而且由于调节是阶段性的，造成整个系统工作在波动状态；而安装变频控制系统则可一劳永逸地解决该问题，还可实现自动控制，并通过节能收回投资。同时变频器的软启动功能及平滑

17、调速的特点可实现对系统的平稳调节，使系统工作状态稳定，延长锅炉各部件的使用寿命。四、故障识别与处理1、锅内缺水当锅内水位低于警界低水位时，系统进入连锁状态关闭所有受控设备并声光报警，屏幕故障提示，故障消除后按复位键解除。2、 熄火故障燃烧器如果因各种原因不能正确点火或燃烧，控制系统能立即关闭燃烧器，并声光报警，根据触摸屏提示检查故障，故障消除后按复位键解除。3、压力超高故障 系统运行过程中，当锅炉蒸汽压力超出设定的高限工作压力时，控制器报警指示，并自动停机，故障消除后按复位键解除。断电故障保护 系统运行过程中，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

18、全运行。电机负荷保护通过断路器和热过载电器，保护电机设备在运行过程中的过流，过热保护。10变频故障保护 当电机过流、过载、欠压时变频器自动保护。五、锅炉控制PLC输入/输出参数明细表序号信号名称信号类型数量输入/输出1燃烧器状态无源触点9DI2燃烧器控制信号无源触点6DO3燃气泄漏检测无源触点1DI4燃气压力检测无源触点2DI5变频器控制信号无源触点2DO6水泵控制信号无源触点2DO7蒸汽流量4-20mA1AI8给水流量4-20mA1AI9燃气流量4-20mA1AI10气包水位4-20mA1AI11气包压力4-20mA1AI12变频器反馈4-20mA1AI13给水压力4-20mA1AI14蒸汽温度4-20mA1AI15排烟温度4-20mA1AI16水浴温度4-20mA1AI六、变频控制系统传统的锅炉水位控制系统中，给水泵是连续恒速运行的，并且流量的控制是通过调节水管道中调节阀和回流支路实现的。这两种方法都存在明显的缺陷。采用调节阀调节时，由于阀门的开度减小，水泵出口的压力会上升阀门两边的压差将增大。当增大到很大时不但会造成水泵的能量浪费，而且使水泵的震动和磨损增大，进而寿命缩短。采用回流支路调整时大量的水回流也同样造成能量的消耗。本系统