基于PLC的節(jié)能環(huán)保鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計

趙艷麗 于吉生 荊珂

摘 要：隨著經(jīng)濟不斷的發(fā)展，信息技術(shù)的進步，在鍋爐運行的過程中，環(huán)保問題成為了鍋爐工作過程中急需解決的主要問題。本文首先對PLC技術(shù)進行了相應(yīng)的概述，對基于PLC技術(shù)的燃氣鍋爐自動控制系統(tǒng)進行了設(shè)計與應(yīng)用，希望能夠減少鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的大氣污染問題，進而達到環(huán)境與經(jīng)濟共同發(fā)展的目的。

關(guān)鍵詞：燃氣鍋爐 PLC技術(shù) 控制系統(tǒng)應(yīng)用

目前燃氣鍋爐在設(shè)計的過程中，燃燒的效率較高，能夠達到91%，但燃氣鍋爐在運行的過程中會受到外界溫度的變化或者是熱量的變化，導(dǎo)致所需燃氣數(shù)量不同，進而造成能源浪費的情況。使用PLC技術(shù)對燃氣鍋爐的控制系統(tǒng)進行控制，提高燃氣的使用效率，進而達到節(jié)省能源保護環(huán)境的目的。所以要對PLC技術(shù)下的燃氣鍋爐控制系統(tǒng)進行研究工作

一、PLC技術(shù)概述

PLC的全稱是可編程控制器，起源于1969年，自問世以來受到了工業(yè)的廣泛環(huán)境，并且成為了應(yīng)用數(shù)量最大的工業(yè)控制器。PLC的主要組成包括：存儲器、中心處理單元的CPU等，有著較強的抗干擾能力。PLC主要的服務(wù)對象是工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場，其中主要的可編程儲存器是計算機技術(shù)與機電系技術(shù)融合的產(chǎn)物。簡化了繼電器的控制系統(tǒng)，降低了能耗。PLC主要使用了存儲邏輯，將設(shè)備運行過程中的數(shù)據(jù)以程序的方式進行儲存，在發(fā)生故障時維修人員通過檢測程序數(shù)據(jù)便能了解到故障發(fā)生的位置。使用PLC進行控制設(shè)備的運行，主要通過程序的運行在數(shù)據(jù)傳輸方面有著較強的靈活性，在進行控制的過程中不會出現(xiàn)抖動的

問題。

二、基于PLC技術(shù)的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計

1.系統(tǒng)特點

本次鍋爐系統(tǒng)設(shè)計時主要的硬件設(shè)備有：中央監(jiān)控計算機、溫度傳感器、濕度傳感器。氧化鋯量分析儀、PLC編輯器。系統(tǒng)使用的軟件為VB開發(fā)語言以及人機交互式界面。

在燃氣鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計的過程中，使用了實用性較強的人機對話系統(tǒng)，對控制回路進行實時的觀察，實時的監(jiān)控過程對象。這種系統(tǒng)能夠?qū)M態(tài)回路以及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行在線修改，在控制系統(tǒng)發(fā)生局部故障時能夠在線維修。燃氣鍋爐控制系統(tǒng)在運行的過程中，PLC自動控制系統(tǒng)便會對整個系統(tǒng)的運行過程進行監(jiān)控，對顯示系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行還原，保障了系統(tǒng)數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。這種系統(tǒng)可以將不同設(shè)備的控制功能分配到與之相配的控制單元中，可以實現(xiàn)不同設(shè)備模塊的在線維修工作。

2.燃氣鍋爐控制系統(tǒng)的原理及設(shè)計方案

燃氣鍋爐控制燃氣量的關(guān)鍵零件有：穩(wěn)壓閥、比例調(diào)節(jié)器和變頻器。如果鍋爐所需的熱量發(fā)生變化時，要根據(jù)系統(tǒng)的燃氣量對熱量進行調(diào)節(jié)工作。比例調(diào)節(jié)器在燃氣的進入前后會出現(xiàn)壓力不穩(wěn)的情況，使用穩(wěn)壓閥可以對壓力進行有效的調(diào)節(jié)，保障壓力的穩(wěn)定性。如果燃氣與空氣的壓力信號發(fā)生異常時，通過比例調(diào)節(jié)器進行壓力的調(diào)適工作。調(diào)節(jié)器的膜片會帶動閥門發(fā)生變化，保障空氣與燃氣之間的壓力平衡，保持鍋爐處于最佳的燃燒區(qū)。

控制系統(tǒng)的主要控制設(shè)備是變頻器，風(fēng)機的運行主要是依靠變頻器進行控制的，如果改變變頻器的輸出頻率，則鍋爐所需的燃氣量就會發(fā)生改變，達到熱量控制的目的。燃氣鍋爐的燃氣系統(tǒng)所要控制的對象是主汽壓力，進入鍋爐內(nèi)部的燃氣量變化就能夠?qū)χ髌麎毫M行調(diào)節(jié)。首先在調(diào)節(jié)器內(nèi)進行燃氣流量值的設(shè)定工作，通過壓力傳感器對蒸汽壓力進行實時的監(jiān)測，并進行數(shù)據(jù)的反饋，將反饋的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較工作，將信號輸入到調(diào)節(jié)回路中，實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)的目的。

對鍋爐爐膛壓力與水位進行控制，鍋爐的爐膛能夠保障燃料充分的反應(yīng)，對其進行有效的控制能夠有效的控制排煙量，保障鍋爐設(shè)備與工作人員的人身安全。在設(shè)計的過程中將PLC與變頻器進行有效的結(jié)合，保障風(fēng)機的轉(zhuǎn)速能夠符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，從而實現(xiàn)鍋爐爐膛內(nèi)的壓力穩(wěn)定。首先變頻器會將鍋爐爐膛內(nèi)的壓力變?yōu)樾盘柕男问絺魉偷絇LC的調(diào)節(jié)器中，調(diào)節(jié)器將前饋數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷敵鼋K端，實現(xiàn)送風(fēng)量的調(diào)節(jié)工作，保持爐膛內(nèi)部的壓力穩(wěn)定。還能夠減少鍋爐在運行過程中因燃料燃燒不充分導(dǎo)致的煙塵產(chǎn)生，保護了大氣

環(huán)境。

使用這種系統(tǒng)，如果鍋爐在運行的過程中出現(xiàn)問題，數(shù)據(jù)的運行與設(shè)定值不相符，維修人員可以通過異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的位置進行在線維修工作，不僅提高了維修效率，而且保障了維修質(zhì)量。

總結(jié)：綜上所述，由于PLC控制系統(tǒng)的使用逐漸的增加。使用PLC進行鍋爐燃氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，能夠保障輸入的燃氣與鍋爐運行中所需的燃氣保持平衡，節(jié)約了燃氣的使用量。使用PLC對爐膛壓力系統(tǒng)與鍋爐蒸汽汽包水位進行設(shè)計，實現(xiàn)設(shè)備的實時監(jiān)控，可以保障鍋爐燃料的燃燒效率，提高了鍋爐運行的安全性。

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