PDF《！＂# 技术及其在锅炉控制系统中的应用》

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) !!* ! 结束语 通过对普通万能铣床的电气控制系统进行改进#能 实现铣床工作台的快速上升$向前$横向定位% 手动与自 动控制方式之间的转换互不影响# 即使自动装置出现故 障也不影响原有的手动控制% !编辑 黄荻 作者简介&

张宝东!#$1%% #男#电气工程师% 收稿日期&

2005-01-27 ! # 技术及其在锅炉控制系统中的应用 杜建颖 ( 中科专利商标代理有限责任公司, 北京 !!!+,) $ 前言某供热采暖中心有 ! 台*!

3 蒸汽锅炉及多台电机和 大型机泵等#需要进行可编程控制器 ! 4#5 控制系统的配 套设计% 其设计要求为&

! 控制系统稳定$可靠$具有安全保 护功能'

采用先进的控制方式#使锅炉处于最佳经济燃烧 状态#以达到节约能源的目的% ! * 具有完善的手动6自动 控制功能$提高现场的操作水平#易于维修维护%! , 配置 要留有余地#便于以后扩充和开发% % 确定系统的设计选型方案 综合多种因素考虑# 我们决定选择 4#5 组成的分布 式控制系统%该系统采用 4#5 作为现场工作站#配上实用 的软件可以组成各种规模的 $57% &

! # 在系统中的功能 4#5 作为现场工作站应实现以下功能&

! 控制功能 为了保证炉膛温度控制在最佳温度范围内# 对温度 控制采用串级比值调节% 控制系统应实现锅炉的燃烧系统自动控制和给水自 动控制# 能够根据外界负荷的变化自动调整鼓风和给煤 量#使风煤配比为最佳状态#锅炉达到经济燃烧% 包括&

汽 包水位控制$蒸汽压力控制$过热蒸汽压力及过热蒸汽温 度控制$炉膛负压控制$给煤量控制$炉内料层高度控制$ 烟气含氧量控制$母管水压控制$除氧压力控制$除氧水 位控制$软水箱液位控制等% ! * 热工保护及电气保护功能 实现对重要参数的限位#对机泵过负荷$设备故障等 声光报警和故障自动处理等功能% 控制系统应根据工艺要求设置高压力极限$ 汽包低 水位热工保护和引风机跳闸联锁电气保护功能等# 最大 程度保证锅炉生产和操作人员的人身安全% 给水系统采 用母管给水阀门调节#应用变频6工频多泵切换技术保证 母管水压控制在允许的范围内#实现节电运行% 热工保护 分为&

蒸汽压力高保护$汽包水位低保护% 电气保护分为&

引风机跳闸联锁$给水泵跳闸报警% ! , 方便的操作$显示功能 实现控制台集中操作#提供完善的操作方式设置#提 供状态及运行$报警显示#有完善的保护和锁定功能以防 止误操作'

其中#电流显示功能&

鼓风机运行电流显示$引 风机运行电流显示'

过程累计功能&

给水泵运行时间累 计$单台炉蒸汽量累计$单台炉给水量累计$总上煤量测 量累计'

热效率分析功能&

单台锅炉的热效率等% ! % 实现炉的半自动点火和自动停炉等程控功能% ! - 实现参数在线人工设置功能% !

1 实现脱离上位机的独立运行的功能% '

控制设备选型及系统配置 4#5 选用日本 '

89'

0 公司的 5: 系列可编程控制 器及

57 系列单元#例如&

模拟量输入单元 ! 将模拟量信 摘要&

采用日本 ! #!$ 公司的 %&

系列可编程控制器及 %'

( 系列单元, 对某供热采暖中心进行了 )*% 控制系统 的配套设计, 实现了多变量、 非线性、 不确定的复杂过程自动控制, 提高了锅炉的热效率. 关键词&

分布式控制系统 中图分类号&

.)/01 文献标识码&

! 文章编号&

20%#$ ! 机械工程师 $##'

年第 ( 期数控技术!!! # # #$ $ $% % %&

&

&

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( ( () ) )( ( (* * *+ + + 号转换成二进制数据! 模拟量输出单元 # 将二进制数据 转换成模拟量信号! 模拟量 ! # 单元 $ 模拟量输入和输出 在一个单元! %回路控制板单元 $ 完成温度 流速 压力和 其它模拟值的回路控制&

创建监控和数据记录系统! %温 度传感器单元 $ ! 路或 路温度传感器直接输入! %温度控 制单元 $ # 个单元具有 $ 个温度控制器的功能! %加热 冷 却控制单元%$!% 控制单元 $ 应用于压力%流量和其它变 量理想的模拟控制! %安全继电器单元 $ 减少了安全回路 的配线和空间! %用户化计数器单元 $ 编程功能和各种 ! # 能力都放在一个单元中'

可编程高速反馈( 包括电子凸 轮! %!% 传感器单元 $ 将一个 !% 系统连接到 $&

'

上) 用一 个可编程控制器方便地启动! 串行通信单元 板$支持协 议宏(通信和 /*001 链接! 等&

触摸屏选用日本 #23#0 公司的 0145/6781/9/:( 与$&

6 的第一通用通讯口相连( 动态显示主画面及各控 制分画面 $ 主画面作为主菜单(用于显示系统各功能(通 过主画面可以选择各分画面( 动态显示各设备的运行状 态及进行不同的控制! +连锁报警 自动起停炉(还有在线 参数设置 故障处理等等, ! #$ 控制系统的调节功能 系统的调节功能有基本单回路定值调节% 最优化调 节%智能化调节和串级比值调节等, 为了保证炉膛温度控制在最佳温度范围内( 实现对 温度 $!% 串级比值调节( 其$!% 具有死区控制和积分分 离的能力, 比例%积分%微分调节 %?A,=+,A? 即$!%! 是工业控制中很常用的调节方法(无论 是速度%位置等快过程(还是温度%化工合成等慢过程(都 能达到满意的控制效果, 积分调节可以消除系统的静差( 微分调节可以改善系统动态响应速度, 比例%积分%微分 就可以满足不同的控制要求, 例如当需要获得较好的动 态品质和稳定精度时(可以选用 $! 调节(对于惯性滞后 较大的控制对象(采用 $!% 调节(可以消除惯性滞后的影 响, 在理想 $!% 控制方式中(当偏差较大时(由于积分的 作用( 将会产生很大的超调甚至振荡, 尤其对于温度控 制(其系统惯性大(这样的现象则更严重, 采用积分分离 的方法(即在被控量开始限幅时取消积分作用(等到被控 量进入某一范围时才加入积分( 以降低被控量的超调并 加速过程的稳定, 当被控量在给定值附近时(理想的 $!% 控制将使系统频繁动作(失去控制作用的平稳性, 如果在 给定值附近划出一个死区( 在死区内阀不动作即阀位保 持原有状态不变( 构成- 非线性% 带死区的积分分离式 $!% 控制系统.) 为了尽可能减少系统静差(采用 - 增量计算法.(输出 控制采用位置式输出形式) 在增量计算法中(当给定值发 生阶跃时( 由算法的比例和微分作用计算出的控制增量 有可能较大( 如果该值超过了执行元件所允许的最大限 度(实际的控制增量是受到限制的值(还没执行就遗失了 计算值的多余信息( 只能通过积分作用来补偿这部分信 息) 如果不加限幅(系统的动态特性将变坏) 用-积累补偿 法.可纠正比例和微分饱和) 就是将因饱和而没有能够执 行的增量信息积累(当有可能时(再补充执行) ........