PLC在蒸汽鍋爐自動控制中的應用

摘 要：PLC因其自身諸多的優勢被廣泛的應用在蒸汽鍋爐自動控制中，本文主要通過對PLC主要的應用特點的介紹，進而探討了其在蒸汽鍋爐中的具體應用，希望能夠為我國蒸汽鍋爐自動控制水平的提高提供參考。

關鍵詞：PLC；蒸汽鍋爐；自動控制；應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0000-01

PLC有很多的優勢，比如具有超強的擴展能力，能夠使用各種控制環境，也正是因為這一優勢，用戶可以根據自己的需要來選擇合適的模塊，進而擴大了PLC的應用范圍，除此之外，PLC還能夠適應各種編程語言，而且其使用的編程軟件相對來說也比較簡單。

一、PLC在蒸汽鍋爐自動控制中的應用特點

PLC已經被應用在很多領域，而且隨著PLC技術的不斷發展，其應用領域將更加廣泛，目前PLC設備被應用在蒸汽鍋爐中，以此來實現自動控制，提高蒸汽鍋爐的控制質量。PLC之所以能夠被應用在其中，主要是因為以下特點：

首先，如果能夠將PLC系統應用在蒸汽鍋爐中，會大大提高運算的速度，而且還能縮短周期，而使用PLC之所以能夠提高運算速度，只要是因為PLC得到指令之后，能夠在第一時間反映出來，之后進行快速運算；其次，編程功能非常強大，PLC本身就是可編程控制器，其編程能力自然很強，但是有些編程設備，只能適用于一種編程語言，但是PLC能夠適應各種編程語言，其使用的編程軟件相對來說也比較簡單；再次，使用PLC設備可以實現多點通信，因為每個PLC鐘中央處理器都會帶有一個通訊接口，正是這個接口，能夠實現多點通信；最后，擴展能力強，這是其他編程控制器無法比擬的優勢，PLC設備開關量非常多，有很多的模塊都是可以擴展，這樣就方便用戶對其進行任意的選擇，其控制功能也得以發揮出來。

二、PLC在蒸汽自動控制中的應用

PLC因其自身的優勢得到了蒸汽自動控制人員的青睞，將其應用在其中，主要應用在兩個方面：

1.汽包水位控制

汽包水位對蒸汽鍋爐的生產安全有著重要的影響，一旦該水位超過了指定的范圍，鍋爐運行就會出現不正常的現象。這主要是因為如果水位超出范圍，汽包中汽水在分離的過程中，就會受到影響，一旦超出范圍，飽和汽水帶就會相應的增加，危及鍋爐運行的安全，但是如果水位沒有達到相應的要求，汽包中的水就會出現快速蒸發的現象，這樣契稅就不能得到正常的循環，如果這種現象得不到有效控制，嚴重者就出現爆炸，危及人員的生命安全。而如果使用PLC設備就可以有效的避免這個問題。

安裝PLC設備，并且設定一定的水位參數，這樣就可以對其進行實時控制，一旦出現不足或者超出的現象，就會馬上發出預警，操作人員就會及時解決，避免嚴重后果的出現。使用PLC設備之所以能夠起到控制汽包水平的作用，主要是因為PLC相應的速度比較快，在控制水位的同時，也能夠減少波動，這樣即使出現水位過高的現象，也不會馬上引起安全事故。其主要的控制圖如圖1：

2.鍋爐燃燒PLC控制

鍋爐在正常運行時，PLC控制要根據進人爐膛的燃料量的變化，而調整爐膛發熱量的改變，幾乎沒有延時和慣性，可以視為比例環節。而蒸發部分可以看作是一個儲熱的容積，反映儲熱量多少的主要參數是汽包壓力，當爐膛發熱量和蒸汽流量所帶走的熱量不相等時，汽包壓力就要發生變化。

鍋爐燃燒PLC控制與蒸汽壓力變化的動態特性和鍋爐的供汽條件有關，如果用汽量不變，而燃料量改變產生內擾時，蒸汽壓力成積分規律變化。如果用汽設備的調節閥開度不變，則隨著汽壓的升高，蒸汽流量也將增加，這時蒸汽壓力成指數規律變化。當蒸汽流量多帶走的熱量等于燃料增加的熱量時，蒸汽壓力又在新的數值上穩定下來，系統達到新的平衡。

燃燒的經濟性指標很難直接測量，常用鍋爐煙氣中含氧量，或者燃料量與送風量的比值以及排煙溫度等指標來表示。如果能夠恰當地保持燃料量與空氣量的正確比值，就能達到最小的熱量損失和最大的燃燒效率。反之，如果比值不當，空氣不足，結果導致燃燒的不完全燃燒，當大部分燃料不能完全燃燒時，熱量損失直線上升，造成浪費；如果空氣過多，就會使大量的熱量損失在煙氣之中，使燃燒效率降低。

而PLC設備在其中的主要作用就是能夠對燃燒的經濟指標進行有效的控制，通關設定燃燒量以及空氣量的比值，一旦這個比值出超出或者達不到給定的要求，PLC就會發生預報，如果差別很少，該設備也能夠進行自動的調節，做好有效的控制燃燒量。

3.爐膛負壓控制

爐膛負壓的變化，反映了引風量與送風量的不相適應。通常要求爐膛負壓保持在-20一-40Pa這時燃燒工況，鍋爐房工作條件，爐子的維護及安全運行都最有利。如果爐膛負壓太小，爐膛容易向外噴火，既影響環境衛生，又可能危及設備與操作人員的安全。負壓太大，爐膛漏風量增大，增加引風機的電耗和煙氣帶走的熱量損失。因此，需要維持爐膛壓力在一定的范圍內。

這三項控制任務是相互關聯的，它們可以通過控制燃料量、送風量和引風量來完成。對于燃燒過程自動控制系統的要求是：在負荷穩定時，應使燃料量、送風量和引風量各自保持不變，及時地補償系統的內部擾動，這些內部擾動包括燃料的質量變化，以及由于電網頻率變化引起的燃料量、送風量和引風量的變化等。在負荷變化的外擾動作用時，則應使燃料量、送風量和引風量成比例的改變，既要適應負荷的要求，又要使3個被控量：蒸汽壓力、爐膛負壓和燃燒經濟性能指標保持在允許范圍內。

三、結束語

綜上所述，可知PLC在蒸汽鍋爐自動控制中應用有很大的作用，不僅提高了蒸汽鍋爐控制的效率，還提高了控制的質量，尤其是對汽包水位的控制，作用最為突出。因為汽包水位只有在指定的范圍內，才能發揮作用，超出或達不到要求，都會產生嚴重后果，PLC的應用避免了這個問題。

參考文獻：

[1]方康玲.過程控制系統[M].武漢：武漢理工大學出版社，2002.

[2]史國生.PLC在機械手步進控制中的應用[J].南京師范大學學報（工程技術版），2001（04）.

[3]韓冰，楊新發.PVC配混微機控制系統的開發[J].遼寧工學院學報（自然科學版），2001（02）.