組態(tài)技術在鍋爐燃燒機控制中的應用
組態(tài)（Configuration）的含義是模塊的任意組合，組態(tài)控制技術以其編程簡單、運行安全可靠、故障率低、可維護性強等諸多優(yōu)點，逐步在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到廣泛采用。組態(tài)控制技術構成的計算機系統(tǒng)在硬件設計上除采用工業(yè)PC機外，系統(tǒng)大量采用各種成熟通用的1/0接口設備和現(xiàn)場設備，基本上不再需要單獨進行具體電路設計，不僅節(jié)約了硬件開發(fā)時間，更提高了工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性和安全性‘。
鑒于組態(tài)控制技術的諸多優(yōu)點及實際應用的良好效果，本文主要介紹組態(tài)控制技術在鍋爐控制系統(tǒng)中的應用。本系統(tǒng)硬件采用研華扳卡PCL-818L作為信號的輸入輸出接口，上位機軟件采用北京亞控公司的“組態(tài)王”。軟硬件采用模塊化設計，結構與功能設計合
理，操作簡單，智能化程度高，采用高性能的電源，具有較強的抗干擾能力。可對鍋爐的當前工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并對故障進行自動識別及處理，使系統(tǒng)安全、可靠地運行。通過本文的實際應用介紹，以期為優(yōu)化組態(tài)控制技術在鍋爐控制系統(tǒng)中的應用提供參考。
1鍋爐控制系統(tǒng)的控制要求
根據(jù)蒸汽鍋爐的工作過程，要求蒸汽壓力、鍋爐水液位和鍋爐燃燒器達到以下控制要求。
鍋爐燃燒機
I.I鍋爐水液位控制
當爐水液位到達上限時，關停補水泵；當爐水液位到達上上限時，關停補水泵和鍋爐燃燒器并報警；當爐水液位到達下限時，啟動補水泵；當爐水液位到達下下限時，關停補水泵和鍋爐燃燒機并報警；當補水泵出現(xiàn)故障時，關停小火、大火和補油泵并報警。
1.2蒸汽壓力控制
爐內(nèi)壓力要求控制在O.OIMPa≤P≤O.IOMPa。當蒸汽壓力P< O.OIMPa時，生物質燃燒機先啟動小火，延時0~lOOs(可調(diào))。當延時時間到，啟動大火；當蒸汽壓力O.OIMPa<P< O.lOMPa時，先關停大火，小火繼續(xù)工作，維持壓力；當P=O.lOMPa時，關停小火；當蒸汽壓力O.lOMPa<P<0.15MPa時，報警并停爐；當P≥0.15MPa時，關停補水泵、補油泵和生物質燃燒機并報警，切斷生物質燃燒機電源。
鍋爐燃燒器
1.3生物質燃燒機控制
當蒸汽壓力P≤O.OIMPa時，生物質燃燒機處于大、小火自動切換工作模式；當P> O.lOMPa時，生物質燃燒機處于停機工作模式；當生物質燃燒機出現(xiàn)故障時，關停小火、大火、補水泵和補油泵并報警。
2鍋爐控制系統(tǒng)方框圖
本系統(tǒng)有溫度、液位、壓力等7路模擬信號，經(jīng)變送器轉換成4~ 20mA信號后，經(jīng)250歐姆電阻轉換成1～5V，再經(jīng)端子板送人研華板卡PCL-818L，經(jīng)A/D轉換后，進入計算機，在計算機中處理之后輸出控制信號給PCL-818L，再經(jīng)端子板送給74LS07驅動中間繼電器，使其得電后來控制指示燈亮滅、生物質燃燒機的工作方式和泵的通斷。
本系統(tǒng)有8個開關量控制信號需要輸入到計算機，分別是啟動按鈕SBi、停止按鈕SB2、手動SB3、自動SB4、檢
信息技術II漏復位、報警器復位、補水泵故障和鍋爐燃燒器故障。計算機有9個開羔量控制信號需要輸出到控制系統(tǒng)，分別是鍋爐燃燒機故障報警、檢漏報警，液位低報警、電源指示、燃燒器、補水泵、補油泵、大火啟動和小火啟動。
本系統(tǒng)I／0接口設備選擇研華公司板卡PCL-818L、端子板選擇PCLD-9138、2個壓力變送器、4個溫度傳感器和1個流量計，系統(tǒng)方框圖如圖1所示。
3鍋爐控制系統(tǒng)I/O分配表
本控制系統(tǒng)1/0配置如表l所示。數(shù)字量和模擬量通過研華板卡PCL-818L輸入和輸出，模擬量可以實時顯示在操作畫面中，數(shù)值范圍滿足表1要求，若出現(xiàn)數(shù)值超限應在主畫面中出現(xiàn)報警提示。
生物質燃燒機
4蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)
4.1鍋爐控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立
根據(jù)I/O變量表進行數(shù)據(jù)庫建立在組態(tài)王工程瀏覽器的“數(shù)據(jù)庫”大綱項下面的“數(shù)據(jù)詞典”成員名中進行變量的定義，完成各個變量基本屬性的設置、漏量高于20%時，主畫面中將自動跳出“報警窗口”，報警窗口中將顯示事件日期、事件事件、報警日期、報警時間、變量名和報警類型等信息；當出口溫度高于950C，爐內(nèi)壓力高于0.15Mpa，爐內(nèi)液位低于Smm，燃氣泄漏量高于30%時，燃燒器將自動停機，各變量以紅色顯示，待爐內(nèi)壓力恢復正常后，燃燒器會自動啟動。系統(tǒng)的運行狀態(tài)為：燃燒器運行時，火苗閃爍且顯示綠色“燃燒器運行”；當燃燒器停止時，火苗停止閃爍且顯示紅色“燃燒器停止”。
燃燒器
4.2主畫面設計
在組態(tài)王工程瀏覽器“文件”大綱項下面的“畫面”中新建“鍋爐燃燒器控制系統(tǒng)”新畫面，進入畫面開發(fā)系統(tǒng)，利用畫面開發(fā)系統(tǒng)提供的工具箱繪制燃燒器運行主畫面
4.3運行與調(diào)試
本系統(tǒng)可以通過運行主畫面來實時顯示燃燒器的工作狀態(tài)，通過操作畫面，可以實時監(jiān)測燃燒器工作參數(shù)并進行遠程控制。圖4所示為燃燒器運行狀態(tài)畫面圖。
4.4報警
在“變量定義”時將“油出口溫度”“爐內(nèi)壓力”和“燃氣泄漏量”3個變量定義高報和高高報警，當高報時自動跳出“報警窗口”；高高報警時燃燒器自動停機。“爐內(nèi)液位”定義低報和低低報警，當?shù)蛨髸r自動跳出“報警窗口”；低低報警時燃燒器自動停機。報警窗口情況。記錄鍋爐燃燒器的運行情況，且系統(tǒng)操控界面友好、運行穩(wěn)定、使用方便，實現(xiàn)了蒸汽鍋爐運行系統(tǒng)的實時監(jiān)測
和自動控制。
生物質燃燒機；木屑顆粒機；模板破碎機；撕碎機；生物質氣化站；鍘草機；烘干機
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