導航：安全管理網>> 安全論文>> 特種設備論文>>正文

基于PLC控制的燃煤鍋爐自動化改造

文檔作者：王曉峰文檔來源：蘭州職業技術學院		點擊數：	更新時間： 2025年10月02日
下載地址：點擊這里	文件大小： 2.24 MB 共1頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共1頁]

本文件共1頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：2.24 MB 共1頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

上一篇：電廠鍋爐管的高溫腐蝕及金屬陶瓷涂層防護

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

數控技術數字技術
與應用
6
隨著我國經濟的高速發展,燃煤鍋爐作為一種重要的動力設
備,在工業生產、供暖、供熱等領域有較為廣泛的應用。但是,隨著人
們的環保意識日漸加強,燃煤鍋爐的污染問題也漸漸的引起了人們
的關注。由于鍋爐的燃燒會產生大量的氣體和有害煙塵,那么,如何
減少二氧化硫、二氧化碳氣體的排放就成了要解決的問題,其中之
一就是要提高鍋爐的運行效率,對其進行提升和改造,從而減少污
染氣體的排放。
由于我國在使用中的鍋爐控制水平并不高,其能效比普遍低于
國家標準,操作人員大多依靠經驗而非量化的值去操作,導致鍋爐
長期處在高能耗、高污染的生產狀態。所以在本文中我們將使用
PLC,即可編程控制器來對其生產運行過程進行控制。
1 PLC溫度控制的原理
在這里采用PLC中的PID算法對過程進行控制。原理如圖1所
示。
系統中目標設定值為生產運行時爐膛內需要的溫度,閉環中
PID控制器的溫度由溫度傳感器獲得,通過模數轉換變成數字量,
設定值與傳感器輸送的值進行運算,將結果放入PID控制器,通過
比例、積分、微分運算得到了一個數字量,然后經過控制上限和控制
下限限位處理后,在進行數模轉化,將一個電壓信號傳送到固態繼
電器,在控制爐排進而控制鍋爐的溫度。溫度傳感器有熱電偶和熱
電阻兩類,由于燃煤鍋爐的爐膛內溫度較高,所以采用熱電偶作為
系統中的溫度傳感器。熱電偶分為K和J型。其中K型為鎳鉻-鎳硅,
按偶絲直徑不同,使用溫度-200到1300度, J型為鐵-康銅,按偶絲
直徑不同,使用溫度-200到750度。分辨率分別為0.4度和0.3度,可
根據具體的要求選擇。系統中的固態繼電器由輸入電路、隔離和輸
出電路構成,固態繼電器的輸入端、輸出端采用光電隔離技術,將強
電和弱電分開,弱電設備輸出的信號可以加在固態繼電器控制端
上,無需添加保護電路。目標設定值、PID控制器、模數、數模系統構
成PLC主控系統。PLC我們采用三菱的FX2N-48MR作為PLC主
機,其輸入輸出點數較多,性價比較好。該系統的PID控制器(比例、
積分、微分)一般采用專用的模塊FX2N-4AD-TC(采用4通道)來實
現溫度的PID控制,本系統中模數、數模都由PLC實現,爐膛的反饋
信號直接進入PLC以方便采樣,控制固態繼電器的電壓信號由PLC
送出,從而控制爐排來確定爐內溫度。
2 鍋爐的自動調節控制
由于鍋爐的工作是由負荷確定,產生一定壓力的蒸汽和水,在
既要完成工作的前提下,又要實現鍋爐的安全、可靠經濟,必須實現
下列調節控制
汽包水位控制:作為本系統一個非常重要的控制變量、同時也
是鍋爐運行的主要指標,控制的水位要求是20cm±10cm之間。如果
水位過低,則包內水量少,而供熱負荷未變,在水的汽化效率未變的
前提下,會使汽包內水量急劇變化,如未加以控制,水會全部汽化,
最終導致鍋爐損毀。如果水位過高會對水汽分離的過程產生影響,
會產生蒸汽帶液的情況,同時會使過熱器管壁發生結垢問題而無法
使用,水位的過高或過低都會產生嚴重的后果,要對其進行嚴密的
控制。
爐排轉速控制:爐排的轉速由PLC經過PID運算后控制,系統
中由溫控傳送的信號決定了爐排的轉速,如反饋的信號比設定值
SV小,則爐排要提高轉速,增大給煤量,加大燃燒。如反饋的信號比
設定值SV大,則爐排要降低轉速,減小給煤量。由于系統中溫度是
一個時變量,給煤量要跟隨運算后的大小來變化,正是在該控制中
加入PID控制,使得燃煤的用量得到了定量的消耗。
出水溫度控制:出水溫度控制本質上就是爐排調節控制,通過
調節爐排轉速即給煤量的多少來調節鍋爐的出水溫度。作為鍋爐的
一項參數,采用電腦控制可有效避免人工控制的缺陷,電腦內要預
設室外溫度下標準供水溫度和標準供水、回水溫度差的曲線,電腦
首先應根據外界的溫度及一段時間內外界溫度的變化,模擬出外界
溫度變化的曲線,在根據標準供水曲線,對比本系統出水溫度的標
準值來反饋出水溫度的給定值。電腦根據出水的溫度值與給定值的
偏差大小,通過其內部的算法來控制爐排的轉動速度,要使得出水
溫度逐漸達到標準值。
3 結語
本文的設計是基于PLC控制的鍋爐控制系統的改造,能夠通過
PLC實時控制鍋爐的運行,加裝溫度傳感器和FX2N-4AD-TC采
樣能夠良好的反饋鍋爐的相關參數,實現該燃煤鍋爐系統的最優控
制。采用PLC作為其核心,系統編程靈活,操作方便。
參考文獻
[1]趙欽新.工業鍋爐安全經濟運行.北京:中國標準出版社,2003.2.
[2]高秦.可編程控制的應用技術及設計實例.北京:人民郵電出版社,
2004.
[3]陳韋明.電氣控制及PLC 控制技術.北京:北京交通大學出版社,
2010.
基于PLC 控制的燃煤鍋爐自動化改造
王曉峰
(蘭州職業技術學院 甘肅蘭州 730070)
摘要:針對目前燃煤鍋爐燃燒效能并不高的現狀,設計一種基于PLC控制的燃煤鍋爐控制系統,將鍋爐的自動化水平進行改造。該系統選用熱
電偶式溫度傳感器檢測溫度,用PLC內部的PID控制器來處理參數,將處理后的信號通過執行元件來控制爐溫,使系統的自動化程度得到提升,到達最
優控制。
關鍵詞:溫度傳感器 PLC PID運算
中圖分類號:TM571 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)08-0006-01
目標設定值
SV
比例
積分
微分
控制上限
A/ D
爐排 鍋爐
溫度傳感器
固態繼電器
控制下限
D /A
圖1

網友評論 more

特種設備論文最新內容

10-02