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锅炉PLC自动控制系统设计

锅炉PLC自动控制系统设计
锅炉PLC自动控制系统设计

热能厂锅炉PLC自动控制系统改造

1.现状:

1.1热能厂现状

我厂有两台八十年代SHL20-2.5/400燃煤锅炉,主要生产蒸汽为满足炼钢抽真空和煤气站生产煤气,负荷是在不断变化的,长期锅炉处于两种状态运行:高负荷运行(额定蒸发量>20T/h),炼钢真空时负荷较大,超负荷运行,负荷阶跃变化,真空后又阶跃变化为低负荷运行,负荷变化较快,每次时间半小时左右,对压力要求较高,且周期不定;低负荷运行(额定蒸发量<10T/h),满足煤气生产和自用汽消耗,且对压力要求不高。由于缺乏有效的自动控制系统,锅炉控制基本上采用通过仪表显示进行手动操作,使运行的不稳定因数增强,锅炉安全性得不到有效保证,同时影响生产的稳定性,且燃烧效率低,加大污染物排放,操作的劳动强度大,锅炉损害大等等。

1.2主要问题

锅炉目前存在的主要问题:自动化程度低,仪表简单落后,煤种不固定,操作依靠压力表、负压、流量等参数,手动操作调节挡风板和炉排速度来满足蒸汽量的变化,且负荷变化波动较大,常常为满足生产,一味加大鼓风和炉排速度,造成漏风系数、烟气量、排烟温度、灰渣含碳量等升高,同时锅炉设计过程中,根据固定的煤种,按照负荷计算好使用的风机,都要打出设计安全系数等等,这些因素造成锅炉不在最佳状态运行,浪费能源。同时由于生产的需要,改造的时间

紧。

1.3解决思路

如何使锅炉生生产安全、稳定、节能、环保,使锅炉处于经济运行状态下生产,加强在自动化程度是关键。锅炉PLC自动控制,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。采用PLC为主要控制元件,对锅炉生产过程实现快速、准确的控制,从而达到节省人力、物力,提高锅炉热效率和节省能源的目的,由于PLC具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能,所以抗干扰能力强,能置于环境恶劣的工业现场中,故障率低。PLC编程简单,易于通信和联网等等,很好满足了锅炉的安全性、节能性、稳定性、环保性,同时投资较少,适合小型锅炉自动化改造。

2.自动调节:

锅炉系统主要由给水系统、蒸汽系统、烟气系统、风系统等部分组成。锅炉自动燃烧控制系统实质就是针对这几个系统的运行过程进行自动控制,其主要控制系统:锅炉汽包水位自动控制和锅炉燃烧自动调节系统两部分。调节如下图:

2.1水位控制系统:

锅炉汽包水是正常运行主要指标之一,汽包水位是一个十分重要的调节参数。锅炉汽包水位对锅炉的安全运行起到至关重要的作用,大约80%以上的锅炉事故与水位有关,同时水位的高低对锅炉的经济运行起到重要的影响。汽包水位过高,会影响汽包内汽水分离,饱和水蒸汽带水过多,使过热蒸汽温度降低;水位过低,负荷增大时,水的汽化速度加快,汽包内水量迅速减少,如不及时调整,会使汽包内的水全部汽化,危及锅炉安全。当负荷非常不稳定时,受给水流量的影响,使汽包水位有较大延迟,蒸汽流量变化,会出现虚假水位等。

当负荷阶跃改变时,水面下汽泡容积变化引起的水位变化是很快的, H1~H2的时间常数只有10-20秒。由于“假水位”而出现的水位最大偏差很难依靠调节来克服,如果要求水位波动不能太大,只有限制负荷D的变化速度或限制负荷一次变化量。“虚假水位”变化的幅度与锅炉的汽压与蒸汽量有关,对于—般的中高压锅炉.加负荷跳跃变化10%时,“虚假水位”现象可使水位变化达30-40毫米。

装设给水自动调节装置。给水自动调节的任务是,使给水量跟踪

锅炉蒸发量并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。使给水流量适

应锅炉的蒸发量,以维持汽包水位在允许的范围内。给水自动调节的

另一个任务是保持给水稳定。在整个控制回路中要全面考虑这两方面

的任务。锅炉汽包水位的自动调节,是根据汽包水位的特性来设计的。

引起水位变化的因素很多,但主要是给水量和蒸发量的阶跃变化,调

节器就是依据水位信号、蒸汽流量和给水流量的偏差信号进行调节。

为保证锅炉运行安全,给水自动调节系统应选用可靠性较高的仪表和

自动调节系统。同时由于安全的需要,装设相应的水位报警系统。2.2锅炉燃烧自动调节系统:

2.2.1变频设备更换:

鼓、引风变频控制:

为更好的满足节能和PLC自动控制配合的需要,更换引风机和鼓风机变频取代原有的挡板控制。通过控制交流电频率来控制电机转速来达到控制鼓、引风流量。流量Q,转速N,压力P,功率W存在以下关系:

Q1/Q2=N1/N2 、P1/P2=N12/N22、W1/W2=N13/N23

由上述关系可见,当需求流量下降时,通过调节转速可以节约大量能源。例如:在理想情况下,一般流量需求为70%,如通过变频调速,则理论上讲,仅需额度功率的34.3%,即可节约65.7%的电能。如采用传统的挡板方式调节风量,虽然也可相应降低电能消耗,但节约效果与变频相比,则是天壤之别。

注意:设置鼓、引风参数时,要考虑风机的全压,是否满足烟、风道的阻力,只有当全压>烟、风道阻力时,风机才是有效的。

炉排变频控制

炉排电动机很小,因而采用变频器控制。其主要目的是稳定运行。当然节电也很大只是绝对数值占的比重很小。炉排变频控制的特殊性在于:

1、炉排由于经常处于低速运行,所以电动机散热会出现问题,解决的方法是选用变频专用电动机。

2、由于低速运行时变频器输入电流很小,但输出电流很大,远大于电机额定电流。此时变频器是采用低压大电流保证电动机恒转矩运行。因此,变频器必须提高一档选型。否则,无法保证炉排电动机的低速运行。

意义:

工业锅炉控制系统采用变频器调速实现锅炉自动控制,稳定性和可靠性高,调节性好。变频调速使电机运行明显改善,维护量明显减少,同时大大减少机械系统控制机构。系统采用过流、过压、瞬时断电、短路、欠压、缺相等多种保护,避免了因此造成电机烧损而影响生产所带来的直接和间接经济损失,更为重要是它的节能效果取得了可观的经济效益。

2.2.2燃烧自动控制:

锅炉燃烧系统主要有煤种、汽包压力、蒸汽流量、鼓风量、引风量、给煤量、炉膛负压、烟气含氧量等参量组成,通过调节各参数,目的就是使燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的变化和需要,同时到经济燃烧,主要任务有:

1.调节适应不同煤种。由于热能厂采用配煤技术,煤种变化不大,设置2~3种煤种的变化,实现适应不同煤种变化,以达到经济运行。

2.维持汽压稳定,满足蒸汽负荷的阶跃变化。汽压的变化表示锅炉

的蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应,必须相应地改变燃料量及其他参数,以改变锅炉的蒸汽量。

3.保证燃烧过程的经济性和稳定性。当燃料量改变时,必须相应地调节送风量,使它与燃料量相配合,保证燃烧过程有较高的经济性和稳定性。

4.调节引风量与送风量相配合,以保证炉膛负压在工艺允许范围。

燃烧调节系统一般主要有四个被调参数,煤种、汽包压力、燃料量和炉膛负压。不同煤种的调节量,他们是汽包压力、燃料量、炉膛负压、烟气含氧量、送风量和引风量。根据之间关系控制各参数,达到自动运行的目的。

由于热能厂为适应锅炉燃烧,采用配煤技术,实现煤种是适合锅炉燃烧的煤种,且煤种变化幅度相对较小。选择具有代表性的煤种,根据不同煤种设置参数,根据煤种的的变化,实现不同煤种间的自由切换。以达到对煤种的适应。在不同煤种下,通过设置出口压力,调节鼓风机变频控制器频率,从而改变鼓风量,根据负压调节引风机变频控制器频率,根据最佳风煤比调节炉排转速,也就是调节燃烧煤的供应量和进风量的比值,改变锅炉燃烧的发热量进而改变了锅炉的蒸发量,在根据炉膛负压调节引风机变频控制器频率,从而改变引风量,负荷变化不大时,应使燃料量、送风量、引风量各保持稳定;在负荷变动时,使燃料量、送风量、引风量成比例改变。根据负荷阶跃变化幅度较大,设置高负荷和低负荷两种状态下的参数,根据流量变化,

实现参数的自由切换,满足负荷的阶跃变化,达到更好控制的目的,以满足生产稳定性要求。

在满足负荷条件下通过对排烟温度,烟气量,烟气含氧量,灰渣含碳量测试比较。设置最佳参数,满足经济运行的要求。

系统各回路中都设置了手动自动两种操作方式和强制转换开关,满足异常情况下,实现手动和自动操作的自由切换。

2.3报警机制

当锅炉系统发生异常情况时(如水位、压力等异常),报警器发送报警信号,并将异常点在微机上进行显示,控制器还输出一个报警接点,用于控制带蜂鸣的报警指示灯。进行相应处理后,异常解决,报警停止。系统自动能把报警分为高低二种报警级别,低级别的报警只做提示用,当发生低级别报警时不影响燃烧自动调节,中报警发生时需要做相应处理,高级别报警发生时系统能立即连锁停炉,等待处理后再次投入运行,所有报警系统会自动的写入数据库备份,供以后查询、故障诊断和处理。

3PLC自动控制和原有的仪表手动控制方式相比具有以下明显优势:

1.直观显示锅炉各运行参数。能在显示器上显示锅炉运行的煤种、水位、压力、炉膛负压、炉膛温度、燃煤量等数个运行参量的瞬时值。2.能对运行状况进行准确地记录,便于事故追查和分析,防止事故的瞒报漏报现象。在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值,并修改系统的控制参数。

3.提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%。锅炉系统中包含鼓风机,引风机电动机,这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有挡板控制流量,浪费非常严重。通过进行变频控制可以平均节电达到30%-40%。4.作为锅炉控制装置,保证锅炉运行的安全性、稳定性、经济性,效果十分明显,同时减轻操作人员的劳动强度。

锅炉控制系统简介

锅炉控制系统简介 本锅炉控制系统设计遵循先进、可靠、安全、经济、适用、开放的原则。系统控制器采用DCS、计算机系统,能实现锅炉及辅机的热工控制、电气检测、联锁保护、自动调节及控制等,实现锅炉房生产过程控制自动化。 系统组成及技术要求 1系统组成 锅炉采用DCS控制系统集中监控,在锅炉房就地控制室内布置锅炉控制设备。整个锅炉系统的监视及控制功能将通过DCS控制系统实现,DCS将对锅炉系统所有被控对象进行监控,包括闭环控制、设备启、停控制,设备启停状态、远方/就地切换、主要工艺参数的监视(数据采集、LCD画面显示、参数处理、越限报警、制表打印等),并完成设备的连锁保护。机组正常运行时,运行人员主要在锅炉房就地控制室中通过LCD液晶显示器、键盘、鼠标来完成锅炉系统控制功能,只有非正常状态下,运行人员通过就地手操进行控制。 锅炉控制系统采用一套带冗余配置的DCS系统控制器及操作员站,实现对锅炉系统的集中监控,能对锅炉系统进行按键操作的全自动启动和停止的控制。控制系统由下述几部分组成:传感器、变送器,调节器及电动执行器等。同时系统能实现 对重要设备的手/自动切换和必要的手操功能。 锅炉自动调节系统包含下列项目: a 汽包水位自动调节; b 炉膛压力自动调节; c 蒸汽温度自动调节; DCS控制系统按dcS系统进行设计,其系统的配置及主要特性如下: 2、控制方式 采用集控、单机控制方式,集控方式下可以通过操作员站

的键盘和鼠标,对主、辅机设备进行启停,并由联锁功能;对各调节回路进行手动和自动控制;在手动方式下,通过备用操作盘启停设备和用硬手操对调节回路进行控制。系统主要运行在集控方式,只有控制系统故障时才在单机方式下运行。 集控方式下控制的设备有:引风机,鼓风机,给煤机,给水泵等。集控方式下的调节回路有:锅炉喂煤调节,炉膛负压调节,主蒸汽温度自控调节、汽包水位三冲量调节等。 3、主要画面监视及操作功能: 流程图参数显示 调节回路操作显示 电机控制显示 顺序启停操作 事件、报警显示 趋势记录显示保护报警显示 信号一缆表显示报表打印

锅炉控制系统的组态设计

; 济南铁道职业技术学院 电气工程系 毕业设计指导书 课题名称: 锅炉控制系统的组态设计《 专业电气自动化 班级电气0831 姓名 cmy ~ 设计日期至 指导教师 ly ? 2010、11

济南铁道职业技术学院电气工程系 毕业设计指导书 2010、11 一、设计课题: ! 锅炉控制系统的组态设计 锅炉设备是工业生产中典型的控制对象,而组态控制技术是当今自动化系统应用广泛的技术之一。本课题采用组态王组态软件设计上位机监控画面,实时监控液位参数,并采用实时趋势曲线显示液位的实时变化。由此组成一个简单的液位控制系统。 二、设计目的: 通过本课题的设计,培养学生利用组态软件、PLC设计控制系统的能力,理解、掌握工业中最常用的PID控制算法,有利于进一步加深《自动控制原理》、《组态软件》和《过程控制》等课程的理解,为今后工作打好基础。 三、设计内容: 掌握锅炉生产工艺,实现锅炉自动控制的手段,利用“组态王”软件做出上位机监控程序,具体有主监控画面、实时曲线、历史曲线;掌握PID参数调整方法。 — 四、设计要求及方法步骤: 1.设计要求: (1)监控系统要有主监控画面和各分系统的控制画面,包括实时曲线、历史曲线和报表等。 (2)各控制画面要有手/自动切换。

(3)掌握PID控制算法。 2.运用的相关知识 (1)组态控制技术。 (2)过程控制技术。 ~ 3.设计步骤: (1)熟悉、掌握锅炉的生产工艺。 (2)设计各分系统的控制方案。 (3)构思系统主监控画面和分画面,包括实时曲线、历史曲线和报表等。 (4)编写设计论文。 五、设计时间的安排: 熟悉题目、准备资料 1周 @ 锅炉控制系统的工艺了解 1周 监控画面的设计 2周 控制算法的编制和系统调试 3周 论文的编写 2周 准备毕业设计答辩 1周 六、成绩的考核 在规定时间内,学生完成全部的设计工作,包括相关资料的整理,然后提交给指导教师,指导教师审阅学生设计的全部资料并初步通过后,学生方可进入毕业答辩环节,若不符合设计要求,指导教师有权要求学生重做。 … 答辩时,设计者首先对自己的设计进行10分钟左右的讲解,然后进行答辩,时间一般为30分钟。 成绩根据学生平时的理论基础、设计水平、论文质量和答辩的情况综合考虑而定。 成绩按优秀、良好、中、及格、不及格五个等级进行评定。

燃气蒸汽锅炉DCS控制系统方案

xxx工业有限责任公司 锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统 控 制 方 案 xxxx电气系统

一:概述 xxxx电气是暖通、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,是国最大的锅炉电脑控制器厂家。 xx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、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xx公司产品已遍布全国,部分出口国外,近1000家国锅炉厂和11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”起草单位。 公司资质: 中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”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 中国锅炉行业协会团体会员 二、控制对象和设备 10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台,每台包括: ●程控器外置式燃烧器1台;风机功率12KW, ●给水泵2台,功率15kw(一主一备); ●循环泵 ●节能泵 由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。 三、关于标准 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xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000,是 目前国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xxxx公司企业标准编制,全面满足招标方要求。 四:系统设计原则 我方在进行本控制系统设计时,将严格遵循以下系统设计原则:

安全性原则:由于锅炉属于压力容器,而且工作环境比较恶劣,因此,控制系统首先要保证的就是锅炉系统运行的安全性,这是首要设计原则。为了达到安全的目的,在一次仪表和二次仪表的选型上,要严格遵循行业规,从根源上保证系统的安全。 可靠性原则:可靠性原则是针对控制系统的安全而言的,同样是为了保证锅炉的安全运行,在控制系统设计时,要注意控制的层次和相应层次的操作等级、权限。目前,国际上普遍认同的可靠控制系统分为三个等级:计算机上位监控子系统、实时控制子系统和就地强电手动操作子系统,本项目也将严格按这种方式来设计整体控制系统。 科学性原则:科学性原则是指控制系统中选用的一次、二次仪表、PLC等产品都属于目前国和国际上的主流产品,同时,控制系统的结构是合理的,具有行业针对性的。 先进性原则:先进性原则是指在系统科学设计和元器件经济合理的前提下,要尽量保证控制系统符合国际上自动化控制系统的发展方向,保证本控制系统在5-10年仍属于比较先进的锅炉控制系统。 五、控制方案 根据燃气锅炉的运行特点,锅炉控制系统控制采用小型分布式控制系统,本系统由一个工程师站,两个操作员站作为集中监控平台;S7-300作为锅炉及辅机控制系统,一次仪表信号分别送入PLC ,由PLC 经智能逻辑运算后驱动燃烧、循环泵等相关设备;上位系统一方面接收下位机上传的现场信号进行数据显示及报表和记录生成,另一方面,根据数据分析结果对下位机进行管理,实时监控锅炉系统运行以保证整个锅炉控制系统绝对安全可靠。拓扑图如下: 上位机: I/O数据处理、回路控制和顺序控制、完成面向过程的全部监测、调节和运算功能。包括温度、压力的显示、各种复杂调节和先进控制算法,各种电机的起停等控制,相关设备运行状态的监控及连锁保护等。 PLC柜:现场数据采集及简单处理、现场执行机构驱动。 操作员站及工程师站:工控机采用研华品牌,P4,512MB存,250G硬盘,DVD光驱,显示器采用22寸DELL 液晶显示器

工业锅炉控制系统设计

工业锅炉控制系统设计 The following text is amended on 12 November 2020.

工业锅炉控制方案设计 学生学号: 学生姓名:曹新龙 专业班级:自动化12102班指导老师:赵莹萍 目录

引言 锅炉是国民经济中主要的供热设备之一。电力,机械,冶金,化工,纺织,造纸,食品等工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的蒸汽。各种工业的生产性质与规模不同,工业和民用采暖的规模大小也不一样,因此所需的锅炉容量,蒸汽参数,结构,性能方面也不尽相同。锅炉是供热之源,锅炉机器设备的任务在于安全,可靠,有效地把燃料的化学能转化成热能,进而将热能传递给水,以生产热水和蒸汽。为了提高热量及效率,锅炉向着高压,高温和大容量等方向发展。供热锅炉,除了生产工艺有特殊要求外,所生产的热水不需要过高温的压力和温度,容量也无需很大。 随着生产的发展,锅炉日益广泛的应用于工业生产的各个领域,成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中,能源的需求是非常大的,然而我国的能源利用率极低,所以提高锅炉的热效率,具有极为重要的实际意义。此外,锅炉是否能应地制宜地有效地燃用地方燃料,并满足环境保护的各项要求而努力解决烟尘污染问题,以提高操作管理水平,减轻劳动强度,保证锅炉额定运行及运行效率,安全可靠地供热等课题。 锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。工业锅炉数量大、分布广,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。因此,提高热效率,提高自动化水平及防止环境污染, 降低耗煤量与耗电量,均是设计工业锅炉需考虑的重要因素。用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 本课题的主要方向就是采用过程控制对工业锅炉进行控制,采用先进的控制算法,以达到优化技术指标、提高经济效益和社会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争能力的作用。

基于DCS的锅炉控制系统设计

DCS控制系统设计 一.被控对象: 图1 锅炉设备工艺 二.工艺要求 燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧,生成热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器,形成一定气温的过热蒸汽D,汇集至蒸汽母管。压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。与此同时,燃烧过程中产生的烟气,除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外,还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气,最后经引风机送往烟囱,排入大气。 三.DCS选型 本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。 四.硬件 ①控制站硬件 1.机柜:SP202 结构:拼装 尺寸:2100*800*600 ESD:防静电手腕 散热:两风扇散热 接地:工作接地,安全接地 2.机笼 电源机笼:四个电源模块,型号:XP521 I/O机笼:20个槽位,用于固定卡件 3.接线端子板 冗余端子板:XP520R 4.端子转接板 5.主控卡:XP243X 地址范围:2到127。 后备锂电池模块:JP2,保持参数不丢失。 6.数据转发卡:XP233

地址范围:0到15 7.I/O卡件 (a)I/O点数计算 Ⅰ.锅炉控制系统中数字量输入点数: 启动;停止;点火;手动关闭蒸汽阀 以上共计四个数字量输入。 Ⅱ.锅炉控制系统中数字量输出点数: 给风;1号风机;给燃料;2号风机;蒸汽阀 以上共计五个数字量输出。 Ⅲ.锅炉控制系统中模拟量输入点数: 汽包液位、温度、压力。 以上共有三个模拟量输入(为了使模拟信号可以远传,变送器均选择电压式)。 (b)卡件选择 Ⅰ.XP363:触点型开关量输入卡。8路输入,统一隔离。 Ⅱ.XP362:触点型开关量输出卡。8路输出,统一隔离。 Ⅲ.SP314X:电压信号输入卡。4 路输入,点点隔离,可冗余 Ⅳ.XP221:电源指示灯。 ②操作员站硬件 1.PC机: 显示器;主机;操作员键盘,鼠标;操作员站狗; 2.Windows XP操作系统 3.安装Advan Trol-Pro实时监控软件。 ③工程师站硬件 1.PC机 显示器;主机;工程师键盘,鼠标;工程师站狗 2.工程师站硬件可以取代操作员站硬件 3.Windows XP操作系统 4.安装Advan Trol-Pro实时监控软件 5.安装组态软件包 ④通信网络 (a)信息管理网 通讯介质:双绞线(星形连接),50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆(总线形连接,带终端匹配器),光纤等; 通讯距离:最大 10km; 传输方式:曼彻斯特编码方式; (b)过程控制网络(SCnet Ⅱ网) 传输方式:曼彻斯特编码方式; 通讯控制:符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议; 通讯速率:10Mbps; 节点容量:最多 15个控制站,32个操作站、工程师站或多功能站; 通讯介质:双绞线,50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆、光缆;

组态王课程设计锅炉温度控制系统

锅炉温度控制系统上位机设计 1.设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽,既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源,又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大,生产设备的不断创新,作为全厂动力和热源的锅炉,办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全,稳定生产,锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展,自动化控制水平越来越高,用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高,为了提高锅炉的工作效率,较少对环境的污染问题,所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟; (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量; (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示; (4) 实现保存数据和参数报表打印功能; (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制,所以在监控界面设置了加热部分和降温部分,同时通过观察相应仪表,操作者手动的实现对锅炉温度的控制,而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外,在监控界面加入了液位控制部分,通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度,从而更加准确的操作系统,达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒,防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分,只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能,用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表,得到锅炉内液体温度和液位的实时信息,通过调节电磁阀1、2,使得锅炉内液体液位保持在要求范围内,通过加热按钮和降温按钮对

锅炉温度控制系统设计方案

锅炉温度控制系统设计方案 第1章绪论 1.1课题背景及研究的意义 锅炉是工业生产中最常用的能量转换设备之一,它通过转化燃料中的化学能或利用电能转化为能,成为人们广为依赖的采暖工具。在电锅炉中,利用电阻在通电流状态下发热的原理,通过对电流的大小的控制对温度的控制。由于电流易控制的特点,电锅炉在小型锅炉和精密控温的到使用者的青睐。但是,在大部分城市中,由于国家实行“西气东输”计划,燃气价格为普通人家所接受,经数据统计和计算,燃气锅炉更便宜,比电锅炉应用更受欢迎。 锅炉温度的稳定是锅炉性能的一项重要指标,温度过高和温度过低都会给锅炉的稳定运行和生产造成重大的的影响,甚至发生安全事故。温度过高,导致锅炉金属材料和相关部件的超温过热,加速管材金属氧化,降低锅炉和相关部件的使用寿命;温度过低,假定在保持锅炉蒸发量不变的情况下,锅炉的损耗将大幅上升,能源利用率因此下降,而且负荷也将受到限制。所以,限定锅炉在安全温度成为每一个温度控制系统的核心部分。 随着科技发展,人们对采暖方式和热水方式渐渐发生变化,家用燃气锅炉进入寻常百姓家,但是国燃气锅炉的开发与应用还处于较落后的阶段,市场上的大多数此类商品还是以国外为主,所以燃气锅炉依然有广大市场与研究价值。 本设计以家用燃气锅炉为研究目标,使用AT89C51单片机为控制核心组成温度控制系统,采用热电阻感应温度的变化,单片机实现收集数据、处理数据、发送控制命令的功能,从各方面详细的说明单片机在温度控制的应用。 1.2 温度传感技术 自工业时代以来,随着大型机械的出现和广泛应用,温度对机械工作性能的影响越来越被人们所重视,对温度的未知可能造成机械损坏或发生重大事故。于是温度传感器便应运而生。温度传感器用在生活的方方面面,从冶金行业到每一个人身边中的一部分,它已经随着时代的步伐在进步。 目前使用的较为先进的温度传感器是数字传感器。数字传感器的优点是不需要像传统方式一样加入转换部分,利用当今成熟的集成技术,在其部已经集成了感应温度系统和温度转换系统,尤其是它单端数据输出的功能,极大减少对主控

基于力控组态软件的锅炉监控系统设计报告

东北大学秦皇岛分校自动化工程系自动控制系统课程设计 基于力控组态软件的锅炉监控系统设计 专业名称自动化 班级学号 学生姓名 指导教师 设计时间2011.6.27~2011.7.8

东北大学秦皇岛分校自动化工程系 《自动控制系统》课程设计任务书 专业自动化班级姓名 设计题目:基于力控组态软件的锅炉监控系统设计 一、设计实验条件 地点:自动化系实验室 实验设备:PC机 二、设计任务 1、根据题目要求进行资料收集及监控方案的设计。 2、利用力控组态软件,完成控制系统软件组态,包括:建立实时数据库;绘制控制主界面;包括数据采集、显示(界面动画等)、报警组态、数据保存、历史数据查询、报表打印等功能。 3、撰写课程设计说明书 三、设计说明书的内容 1、设计题目与设计任务(设计任务书) 2、前言(绪论)(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语 四、设计时间与设计时间安排 1、设计时间:6月27日~7月8日 2、设计时间安排: 熟悉课题、收集资料:3天(6月27日~6月29日) 具体设计(含上机实验):6天(6月30日~7月5日) 编写课程设计说明书:2天(7月6日~7月7日) 答辩:1天(7月8日)

前言 随着工业自动化水平的迅速提高和计算机在工业领域的广泛应用,人们对工业自动化的要求越来越高,种类多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用,使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种要求。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法,因为它能够很好的解决传统工业控制软件存在的种种问题,使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态,完成最终的自动化控制工程。目前世界上组态软件品种繁多,国外产品有美国Wonderware公司的InTouch、美国Intellution公司的iFIX等,国内产品有三维力控、组态王、MCGS等。 一般的组态软件都由下列组件构成:图形界面系统、实时数据库系统、第三方程序接口组件、控制功能组件。 力控组态软件主要解决的问题:如何与采样、控制设备间进行数据交换;使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来;处理数据报警及系统报警;存储历史数据并支持历史数据查询;各类报表的生成和打印输出;为使用者提供灵活、多变的组态工具,可以适应不同应用领域的需求;最终生成的应用系统运行稳定可靠;具有与第三方程序的接口,方便数据共享。 本文以锅炉对象为例,利用三维力控PCAuto组态软件开发了一个小型的监控系统。 1.力控组态软件PCAuto 1.1软件的认识 力控监控组态软件PCAuto是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件,是在自动控制系统监控层一级的软件平台,它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯,它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合,便可以达到集中管理和监控的目的,同时还可以方便地向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口,来实现与“第三方”的软、硬件系统进行集成。 力控监控组态软件PCAuto最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成,它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实践方法,用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”,便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能,缩短了自动化工程师的系统集成的时间,大大地提高了集成效

火力发电厂锅炉自动控制系统

火力发电厂锅炉给水自动控制系统 工业锅炉的汽包水位是运行中的一个重要参数,维持汽包水位是保持汽轮机和锅炉安全运行的重要条件,锅炉汽包水位过高会造成汽包出口蒸汽中水分过多,使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏,同时还会使过热汽温急剧变化,直接影响机组运行的经济性和安全性;汽包水位过低则可能导致锅炉水循环工况破坏,造成水冷壁管供水不足而烧坏。 1.串级三冲量给水控制 如今的汽包水位自动控制基本上都是通过分散控制系统(DCS)来实现的,而控制策略基本上已串级三冲量给水控制为主,单回路调节已不能适应大型锅炉汽包水位的控制,如今已很少采用,串级三冲量给水控制由于引入了蒸汽流量和给水流量信号,对快速消除,平衡水位有着明显的效果,因此被广泛采用。 1.1 串级三冲量给水控制系统工作原理 如图 4.1 所示,串级三冲量给水控制系统由主调节器PI1(控制器1)和副调节器PI2(控制器2)串联构成。主调节器接受水位信号H f为主控信号,其输出去控制副调节器。副调节器接受主调节器信号I H外,还接受给水量信号I W和蒸汽流量信号I D。副调节器的作用主要是通过内回路进行蒸汽流量D 和给水流量W 的比值调节,并快速消除水侧和汽侧的扰动。主调节器主要是通过副调节器对水位进行校正,使水位保持在给定值。 串级三冲量给水控制系统有以下特点:两个调节器任务不同,参数整定相对独立。主调节器的任务是校正水位,副调节器的任务是迅速消除给水和蒸汽流量扰动,保持给水和蒸汽量平衡。给各整定值的整定带来很大的便利条件。在负荷变化时,可根据对象在内外扰动下虚假水位的严重程度来适当调整给水流量和蒸汽流量的作用强度,更好的消除虚假水位的影响,改善蒸汽负荷扰动下水位控制的品质。给水流量和蒸汽流量的作用强度之间是相互独立的,这也使整定工作更加方便自由。

PLC在工业锅炉自动控制系统中的应用

1 引言 锅炉是发电厂及其它工业企业中最普遍的动力设备之一,它的功能是把燃料中的贮能,通过燃烧转化成热能,以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前,国内大多数工业锅炉都是人工控制的,或简单的仪表单回路调节系统,燃料浪费很大。工业锅炉作为一个设备总体,有许多被控制量与控制量,扰动因数也很多,许多参数之间明显地存在着复杂的耦合关系。对于工业锅炉这个复杂的系统,由于其内部能量转换机理过于复杂,采用常规的方式进行控制,难以达到理想的控制效果,因此,必须采用智能控制方式控制,才能获得最佳控制效果。 2 系统的组成 系统运行的示意图如图1所示。 图1 系统运行示意图 由图1可知,燃料和空气按一定比例进入燃烧室燃烧,产生的热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽,经负荷设备调节阀供给负荷设备使用。与此同时,燃烧过程中产生的烟气,除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外,还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气,最后经引风机送往烟囱排入大气。 锅炉是个较复杂的调节对象,为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要,生产过程各主要工艺参数必须加以严格控制。主要调节项目有;负荷、锅炉给水、燃烧量、减温水、送风等。主要输出量是:汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。这些输入量与输出量之间是互相制约的,例如,蒸汽负荷变化时,必然会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化;燃料量的变化不仅影响蒸汽压力,同时还会影响汽包水位、过热蒸汽温度、空气量和炉膛负压等。对于这样复杂的对象,工程处理上作了一些简化,将锅炉控制系统划分为若干个调节系统。主要的调节系统有: (1) 汽包水位调节系统 被调量是汽包水位,调节量是给水流量,它主要考虑汽包内部物料平衡,使给水量适应锅炉的蒸发量,维持汽包水位在工艺允许范围内。 (2) 过热蒸汽温度调节系统 维持过热器出口温度在允许范围之内,并保证管壁温度不超过允许工作温度。 (3) 燃烧调节系统

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

课程设计任务书 题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 摘要 本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能,在系统中采用了主控-串级控制的切换装置,使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统,可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化,并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。 关键字:过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换 目录 1 生产工艺介绍 .................................................. 错误!未定义书签。 1.1 锅炉设备介绍............................................................................ 3 1.2 蒸汽过热系统的控制................................................................ 52控制原理简介 ..................................................................................... 6 2.1控制方案选择............................................................................. 6 2.1.1单回路控制方案................................................................. 6

锅炉燃烧控制系统_毕业设计

锅炉燃烧控制系统 摘要 锅炉的燃烧控制对于锅炉的安全、高效运行和节能降耗都具有重要意义,其控制和管理随之要求也越来越高。本设计主要针对锅炉燃烧控制系统的工作原理,根据控制要求,设计了一套基于PLC的锅炉燃烧控制系统。 在控制算法上,综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制、前馈控制等控制方式,实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压,并有效地克服了彼此的扰动,使整个系统稳定的运行。 在可编程控制器的选择上,采用了AB公司Logix5000系列PLC,设计了控制系统的硬件配置图、I/O模块接线图,并用其编程软件编写了实现控制算法的梯形图。同时,采用RSView32设计监控界面,使得在上位机上能够实时监控系统的运行状况并可以设置系统的工作参数,使对系统的控制简单易行。 关键词:锅炉燃烧控制系统,控制方式,PLC,监控

ABSTRACT The control of the boiler combustion which is for boilers safe, efficient operation and energy saving are of great significance, and its subsequent control and management is getting higher and higher requirements. According to the control requirements and the working principle, we design a system of a PLC based on the boiler combustion control system. In the control algorithm, we integratedly applied the single-loop control, cascade control, ratio control, feed-forward control and so on which is moded the control to achieve a fuel vapor pressure control regulator, air-conditioning of flue gas oxygen content control, citing the negative air volume control of the furnace pressure.It also effectively overcome the disturbance of each other, so that the operation of the entire system is stable. Choice in the programmable logic controller, we choose AB, Logix5000 series PLC, and applied it to the design of the control system hardware configuration diagram and I / O module wiring diagram. Then we use the preparation of its programming software control algorithm to achieve the ladder. At the same time, the use of RSView32 interface to design monitor makes PC can run real-time monitoring of system status and can set the system parameters, so that the system is easy to control. Keywords: boiler combustion control system, control, PLC ,supervisory control

锅炉蒸汽温度自动控制系统——模糊控制

锅炉蒸汽温度自动控制系统 摘要: 电厂实现热力过程自动化,能使机组安全、可靠、经济地运行。锅炉是火力 发电厂最重要的生产设备,过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一,过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统中的重要环节。在实现过程控制中,由于电站锅炉系统的被控对象具有大延迟,大滞后、非线性、时变、多变量耦合的复杂特性,无法建立准确的数学模型,对这类系统采用常规PID控制难以获得令人满意的控制效果。在这种情况下,先进的现代控制理论和控制方法已经越来越多地应用在锅炉汽温控制系统。 本文以电厂锅炉汽温系统为研究对象,对其进行了计算机控制系统的改造。考虑到锅炉汽温系统的被控对象特点,本文分别采用了常规PID控制器和模糊-PID 控制器,对两种控制系统对比研究,同时进一步分析了一般模糊-PID控制器的控制特点,在此基础之上给出了一种改进算法,通过在线调整参数,实现模糊-自调整比例常数PID控制。在此算法中,比例常数随着偏差大小而变化,有效地解决了在小偏差范围内,一般的模糊-PID控制器无法实现的静态无偏差的问题,提高了蒸汽温度控制系统的控制精度。 关键词:锅炉蒸汽温度模糊控制 随着我国经济的高速发展,对重要能源“电”的要求快速增长,大容量发电机组的投入运行以及超高压远距离和赢流输电的混和电网的建设,以三峡电网为中心的全国性电力系统的形成,电力系统的不断扩大,对其自动控制技术水平的要求也越来越高。同时,地方性的自备热电厂亦有长足发展,随着新建及改造工程的进行,其生产过程自动控制与时俱进,小容量机组“麻雀虽小,五脏俱全”,自备热电厂其自身特点:自供电、与主电网的关系疏及相互影响小,供热及采暖季节性等,可以提供更多的应用、尝试新技术、新产品的机会和可能性。这样做的重要目标是提高和保证电力,热力及牛产过程的安全可靠、经济高效。为了适应发展并实现上述目标,必须采取最新的技术和控制手段对电力系统的各种运铲状态和设备进行有效的自动控制。 火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位,是我国重点能源工业之一。其单元发电机组由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。由于其工艺流程复杂,设备众多,管道纵横交错,大型机组多至上千个参数需要监视、操作或控制,而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性,因此,单元机组自动化水平受到特别的重视。 锅炉蒸汽温度自动控制系统的分析: 过热蒸汽温度自动控制是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围内,并且保护过热器,使管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一,过热蒸汽温度过高或过低都会显著地影响电厂的安全性和经济性。目前,汽包锅炉的过热器侧调温都是以喷水减温方式为主的。它的原理是将洁净的给水直接喷进蒸汽,水吸收蒸汽的汽化潜热,从而改变过热蒸汽温度。汽温的变化通过减温器喷水量的调节加以控制。 影响过热器出口蒸汽温度变化的原因很多,如蒸汽流量变化、燃烧工况变化、

锅炉燃烧系统的控制系统设计

目录 1锅炉工艺简介 (1) 1.1锅炉的基本结构 (1) 1.2工艺流程 (2) 1.2煤粉制备常用系统 (3) 2 锅炉燃烧控制 (4) 2.1燃烧控制系统简介 (4) 2.2燃料控制 (4) 2.2.1燃料燃烧的调整 (4) 2.2.2燃烧调节的目的 (5) 2.2.3直吹式制粉系统锅炉的燃料量的调节 (5) 2.2.4影响炉内燃烧的因素 (6) 2.3锅炉燃烧的控制要求 (11) 2.3.1 锅炉汽压的调整 (11) 3锅炉燃烧控制系统设计 (14) 3.1锅炉燃烧系统蒸汽压力控制 (14) 3.1.1该方案采用串级控制来完成对锅炉蒸汽压力的控制 (14) 3.2燃烧过程中烟气氧含量闭环控制 (17) 3.2.1 锅炉的热效率 (18) 3.2.2反作用及控制阀的开闭形式选择 (20) 3.2.3 控制系统参数整定 (20) 3.3炉膛的负压控制与有关安全保护保护系统 (21) 3.3.1炉膛负压控制系统 (22) 3.3.2防止回火的连锁控制系统 (23) 3.3.3防止脱火的选择控制系统 (24) 3.4控制系统单元元件的选择(选型) (24) 3.4.1蒸汽压力变送器选择 (24) 3.4.2 燃料流量变送器的选用 (24) 4 DCS控制系统控制锅炉燃烧 (26) 4.1DCS集散控制系统 (26) 4.2基本构成 (27)

锅炉燃烧系统的控制 4.3锅炉自动燃烧控制系统 (31) 总结 (33) 致谢 (34) 参考文献 (35)

1锅炉工艺简介 1.1锅炉的基本结构 锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。 1、锅炉本体 锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。 炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉,又称火床炉;将液体、气体或磨成粉状的固体燃料喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉,又称火室炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉,又称流化床炉;利用空气流使煤粒高速旋转并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。炉膛的结构、形状、容积和高度都要保证燃料充分燃烧,并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下。当炉内的温度超过灰熔点时,灰便呈熔融状态。熔融的灰渣颗粒在触及炉内水冷壁管或其他构件时会粘在上面。粘结的灰粒逐渐增多,遂形成渣块,称为结渣。结渣会降低锅炉受热面的传热效果。严重时会堵塞烟气流动的通道,影响锅炉的安全和经济运行。一般用炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷或炉排热负荷表示其燃烧强烈程度。炉膛容积热负荷是单位炉膛容积中每单位时间内释放的热量。在锅炉技术中常用炉膛容积热负荷来衡量炉膛大小是否恰当。容积热负荷过大,则表示炉膛容积过小,燃料在炉内的停留时间过短,不能保证燃料完全燃烧,使燃烧效率下降;同时这还表示炉墙面积过小,难以敷设足够的水冷壁管,结果炉内和炉膛出口处烟气温度过高,受热面容易发生结渣。室燃炉的炉膛截面热负荷是单位时间内单位炉膛横截面上燃料燃烧所释放的热量。在炉膛容积确定以后,炉膛截面热负荷过大会使局部区域的壁面温度过高而引起结渣。层燃炉的炉排热负荷是单位时间内燃料燃烧所释放的热量与炉排面积的比值。炉排热负荷过高会使飞灰大大增加。炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时,锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。 锅筒它是自然循环和多次强制循环锅炉中接受省煤器来的给水、联接循环回路,并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒筒体由优质厚钢板制成,是锅炉中最重的部件之一。锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,

工业炉温自动控制系统

1 设计题目 要求: 1.查阅相关资料,分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。 2.分析系统每个环节的输入输出关系,代入相关参数求取系统传递函数。 3.分析系统时域性能和频域性能。 4.运用根轨迹法或频率法校正系统,使之满足给定性能指标要求。(已知条件和性能要求待定)

摘要 炉温控制系统---是指根据炉温对给定温度的偏差,自动接通或断开供给炉子的热源能量,或连续改变热源能量的大小,使炉温稳定有给定温度范围,以满足热处理工艺的需要。炉温自动控制用热电偶测量温度,与给定温度进行比较,将偏差信号放大后作为驱动信号,通过电机、减速器调节加热器上的电压来实现准确的温度控制。本文经过正确分析系统工作过程,建立系统数学模型,画出系统结构图后,设计与校正前系统性能分析和可采取的解决方案、方法及分析。运用matlab软件进行复杂的系统时域验证和计算机仿真,通过具体设计校正步骤、思路、计算分析过程和结果,对于炉温控制系统的研究与改进具有现实意义。 关键字炉温控制系统系统校正 matlab软件

1 工业炉温自动控制系统的工作原理 加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比,c u 增高,炉温就上升,c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制,该触 点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压f u 。 f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较,得出偏差电压e u ,经电压放大器、功率放大器放大成a u 后,作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下,炉温等于某个期望值T °C ,热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时,0e r f u u u =-=,故1a u u =,可逆电动机不转动,调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上,使c u 保持一定的数值。这时,炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量,形成稳定的热平衡状态,温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失),则出现以下的控制过程: 控制的结果是使炉膛温度回升,直至T °C 的实际值等于期望值为止。 ?→T C ?→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑ 系统中,加热炉是被控对象,炉温是被控量,给定量是由给定电位器设定的电压r u (表征炉温的希望值)。系统方框图见下图:

燃气蒸汽锅炉DCS控制系统

河南xxx工业有限责任公司 锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统 控 制 方 案 xxxx电气系统有限公司

一:概述 xxxx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。 xx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、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xx公司产品已遍布全国,部分出口国外,近1000家国内锅炉厂和11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”起草单位。 公司资质: 中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”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 中国锅炉行业协会团体会员 二、控制对象和设备 10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台,每台包括: ●程控器外置式燃烧器1台;风机功率12KW, ●给水泵2台,功率15kw(一主一备); ●循环泵 ●节能泵 由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。 三、关于标准 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xxxx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xxxx公司企业标准编制,全面满足招标方要求。 四:系统设计原则 我方在进行本控制系统设计时,将严格遵循以下系统设计原则:

FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析

FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析 摘要:氮氧化物是雾霾产生的一大成因,也是燃气锅炉排放的主要污染物。已颁布的《北京市锅炉大气污染物排放标准》将工业锅炉氮氧化物的排放标准大幅提高。 关键词:FGR循环型工业锅炉;节能控制系统设计; 工业锅炉是重要的热能动力设备,我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家。我国锅炉制造业特别是改革开放以来随着国民经济的蓬勃发展,全国有千余家持有各级锅炉制造许可证的企业可以生产各种不同等级的锅炉。由于节能环保日益严格,而工业锅炉又处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产运行状态,因此对工业锅炉推广应用各种新技术、新工艺、新管理是实现节能降耗、减少污染的重要途径。随着工业生产规模的不断扩大,生产过程不断强化。 一、烟气循环FGR的主要原理 烟气循环参与再燃烧有两种方式:烟气内部循环和烟气外部再循环。烟气内部循环一般用于普通低氮应用,利用燃烧器喷嘴流速产生卷吸烟气的效应,使少量烟气再次参与燃烧,降低火焰温度,排放目标值为80 mg/m3;而烟气外部再循环是通过风机的机械力量大幅度增加再循环烟气的流量,再循环烟气量可占总烟气量的25%,大幅度降低火焰温度,更低的氮氧化物排放。 二、FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析 1.物料出口温度控制。经过分析可知,影响锅炉物料出口温度的因素包括物料流量、燃烧工况以及空气量与燃料量比值等,在控制系统中,物料出口温度是通过改变燃料流量来控制的,但受到燃烧工况、风量的跟随作用以及风量与燃料量的比值影响。为了使物料出口温度稳定在目标温度,必须保证燃料能够充分燃烧,释放出足够的能量,因此选择采用串级控制系统。该控制系统中,物料出口温度控制回路为串级控制系统的主回路。在控制方案中,当物料出口温度由于某种干扰变化时,通过物料出口温度控制器的输出来改变燃料控制器的给定值,使燃料量随之变化。然后通过比值控制器使空气量也发生改变,保持燃料量和空气量的流量比不变。但从动态角度看,因蒸汽出口温度变化首先反应到燃料量给定值的变化,使燃料量随之变化,再经过燃料量测量变送器、比值器,改变空气量控制器的给定值,空气量才发生变化。显然,空气量的变化滞后于燃料量,即动态比值不能得到保证。在实际工业生产中,为了使燃料完全燃烧,在提升负荷时要求先提升空气量,后提升燃料量;在降低负荷时,要求先降低燃料量,后降低空气量,即所谓具有逻辑提降量的比值控制系统。通过增加两个选择器HS、LS 组成具有逻辑提降功能的燃烧过程控制系统,空气量与燃料量的比值。燃烧系统要减少稳态误差,同时由于流量噪声比较大,不能采用微分作用。因此,燃料流量控制器和空气流量控制器均采用控制器。如有微分作用时,一旦主控制器和输出稍有变化,调节阀将大幅度变化,不利于控制,所以副控制器选用控制器,主控制器采用PID 控制器。 2.烟气含氧量闭环控制。烟气含氧量是指燃料燃烧之后排出的烟气中氧气的含量,它主要与燃料的燃烧状况有关。烟气含氧量的影响因素是燃烧工况。燃烧过程的燃料量与空气量比值控制系统存在一个不足,即不能保证两者是最优比,这是由于流量测量的误差以及燃料质量的变化所造成的。为此,文中方案采用烟气氧含量作为送风量的校正信号。锅炉燃烧过程中烟气含氧量的闭环控制方案,烟气含氧量作为被控变量,其设定值是锅炉燃烧效率最高情况下的最优烟气含氧

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