天津鍋爐新聞
PLC的分布式鍋爐微機控制系統
一、概述
鍋爐是目前城市的主要空氣污染源，尤其是在北方城市，煙筒林立的現象仍然存在。改善這種情況的方案之一是拆除那些設備陳舊、效率低、污染大的小鍋爐房，合并成大鍋爐房實行集中供熱，并采用計算機控制、變頻器等先進技術，從而有效地減少污染，提高效率，節約能源，同時也可以提高供暖質量，目前很多城市在實施這一方案。天津鍋爐新聞
某高校原有四臺個小鍋爐房，現改造合并成一座大鍋爐房，新建四臺鍋爐，其中一臺15噸蒸汽鍋爐，三臺20噸熱水爐，負責全校教學區，宿舍區，家屬區的供暖任務，以及食堂，浴池等的供汽任務。我們結合多年設計鍋爐控制系統的經驗，為新鍋爐系統設計了熱工控制部分，鍋爐的鼓風，引風，爐排，以及供暖循環泵等都采用變頻調速控制，鍋爐系統則采用自行設計的計算機集散控制系統，實現了供暖鍋爐的現代化控制與管理。本文介紹此集散控制系統的設計與實現。
二、系統總體結構
鍋爐系統工作在高溫高壓條件，有一定的危險性，對控制系統的可靠性要求高，因此在系統結構上，我們采用了集散型控制系統的方案。系統主要由現場控制層、車間監控層和企業管理層三個層次構成。選擇研華Adam5511軟PLC做現場控制單元，每臺5511完成一臺鍋爐的控制任務;監控層采用奔騰III工業控制機做上位機操作站，顯示實時數據以及操作畫面;系統設置有數據庫服務器及WEB服務器，管理人員可以通過internet瀏覽鍋爐的實時和歷史數據，并據此進行系統的運行優化等工作，構成了系統的管理層�，F場控制站與操作站之間采用RS485總線，MODBUS協議通訊;操作站、工程師站及服務器之間采用以太網連接。整個系統可靠性高，同時又具有先進的控制與管理功能，而其成本較采用進口DCS低一倍以上，因此是類似系統的首選方案。
三、鍋爐系統控制回路
鍋爐是一個復雜的控制對象，其控制回路非線性嚴重，同時控制回路之間有耦合，因此系統采用智能變形PID算法，配和前饋等高級控制方法實現對鍋爐個回路的控制。
小型蒸汽鍋爐的控制回路主要包括蒸汽壓力、汽包水位、爐膛負壓和鼓風控制回路;熱水鍋爐則包括出水溫度、爐膛負壓和鼓風控制回路。
鍋爐的蒸汽壓力(或出水溫度)以及爐膛負壓、鼓風控制回路構成鍋爐的燃燒控制系統其控制方案是采用蒸汽壓力或出水溫度為主調量，通過調整爐排轉速使蒸汽壓力或出水溫度盡快達到給定值，同時配合風-煤配比控制鼓風量達到經濟燃燒，爐膛負壓回路則將爐膛內的壓力保持在微負壓。
熱水爐的出水溫度設定值跟隨室外溫度的變化自動修正，使用戶室內的溫度保持恒定，同時實現經濟供熱。溫度設定曲線可根據不同供熱時期有所變化改變。
鍋爐水位控制回路使鍋爐水位保持恒定，由于鍋爐水位受蒸汽負荷的影響較大，容易產生假水位，因此給水控制回路引入蒸汽流量及給水流量前饋控制的三沖量控制方案，以消除假水位的影響。
除常規控制回路外，對鍋爐燃燒控制系統，我們還設計了自動尋優算法。鍋爐運行過程中，尋優程序將根據計算出的鍋爐熱效率以及燃燒情況，自動調整鍋爐的風煤配比，使燃燒達到最佳，從而實現節煤和減少污染的目標。
原創
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