基于PLC的節能環保鍋爐控制系統設計

趙艷麗 于吉生 荊珂

摘 要：隨著經濟不斷的發展，信息技術的進步，在鍋爐運行的過程中，環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技術進行了相應的概述，對基于PLC技術的燃氣鍋爐自動控制系統進行了設計與應用，希望能夠減少鍋爐燃燒過程中產生的大氣污染問題，進而達到環境與經濟共同發展的目的。

關鍵詞：燃氣鍋爐 PLC技術 控制系統應用

目前燃氣鍋爐在設計的過程中，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，導致所需燃氣數量不同，進而造成能源浪費的情況。使用PLC技術對燃氣鍋爐的控制系統進行控制，提高燃氣的使用效率，進而達到節省能源保護環境的目的。所以要對PLC技術下的燃氣鍋爐控制系統進行研究工作

一、PLC技術概述

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的廣泛環境，并且成為了應用數量最大的工業控制器。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主要的服務對象是工業生產的現場，其中主要的可編程儲存器是計算機技術與機電系技術融合的產物。簡化了繼電器的控制系統，降低了能耗。PLC主要使用了存儲邏輯，將設備運行過程中的數據以程序的方式進行儲存，在發生故障時維修人員通過檢測程序數據便能了解到故障發生的位置。使用PLC進行控制設備的運行，主要通過程序的運行在數據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抖動的

問題。

二、基于PLC技術的鍋爐控制系統的設計

1.系統特點

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

在燃氣鍋爐控制系統設計的過程中，使用了實用性較強的人機對話系統，對控制回路進行實時的觀察，實時的監控過程對象。這種系統能夠對組態回路以及系統的結構進行在線修改，在控制系統發生局部故障時能夠在線維修。燃氣鍋爐控制系統在運行的過程中，PLC自動控制系統便會對整個系統的運行過程進行監控，對顯示系統中的數據進行還原，保障了系統數據在傳輸過程中的安全性。這種系統可以將不同設備的控制功能分配到與之相配的控制單元中，可以實現不同設備模塊的在線維修工作。

2.燃氣鍋爐控制系統的原理及設計方案

燃氣鍋爐控制燃氣量的關鍵零件有：穩壓閥、比例調節器和變頻器。如果鍋爐所需的熱量發生變化時，要根據系統的燃氣量對熱量進行調節工作。比例調節器在燃氣的進入前后會出現壓力不穩的情況，使用穩壓閥可以對壓力進行有效的調節，保障壓力的穩定性。如果燃氣與空氣的壓力信號發生異常時，通過比例調節器進行壓力的調適工作。調節器的膜片會帶動閥門發生變化，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。

控制系統的主要控制設備是變頻器，風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生改變，達到熱量控制的目的。燃氣鍋爐的燃氣系統所要控制的對象是主汽壓力，進入鍋爐內部的燃氣量變化就能夠對主汽壓力進行調節。首先在調節器內進行燃氣流量值的設定工作，通過壓力傳感器對蒸汽壓力進行實時的監測，并進行數據的反饋，將反饋的數據與設定值進行比較工作，將信號輸入到調節回路中，實現壓力調節的目的。

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，對其進行有效的控制能夠有效的控制排煙量，保障鍋爐設備與工作人員的人身安全。在設計的過程中將PLC與變頻器進行有效的結合，保障風機的轉速能夠符合相應的標準，從而實現鍋爐爐膛內的壓力穩定。首先變頻器會將鍋爐爐膛內的壓力變為信號的形式傳送到PLC的調節器中，調節器將前饋數據傳輸到輸出終端，實現送風量的調節工作，保持爐膛內部的壓力穩定。還能夠減少鍋爐在運行過程中因燃料燃燒不充分導致的煙塵產生，保護了大氣

環境。

使用這種系統，如果鍋爐在運行的過程中出現問題，數據的運行與設定值不相符，維修人員可以通過異常數據出現的位置進行在線維修工作，不僅提高了維修效率，而且保障了維修質量。

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

參考文獻：

[1] 胡南江， 陳罡， 連坤宙，等. 基于PLC的生物質鍋爐燃燒控制系統設計[J]. 熱力發電， 2015（4）：120-123.

[2] 劉志. 基于PLC的電鍋爐溫度串級控制系統的設計[J]. 工業控制計算機， 2015（1）：54-55.

[3] 王會占. 基于PLC的冷凝燃氣鍋爐供熱系統的研究與實現[D]. 河北工業大學， 2014.

[4] 任天翔. 基于PLC的燃氣鍋爐供暖控制系統設計開發[D]. 華北電力大學（北京）， 2016.

[5] 吳偉強. 基于PLC控制的鍋爐系統的設計[J]. 數字技術與應用， 2014（6）：12-12.