姜大洋　王彪

摘 要：自控系統的運行狀態(tài)會直接影響鍋爐開廠進度，文章中鍋爐的自控系統采用了西門子PLC作為主控系統，鍋爐自控系統的好壞直接影響裝置開廠的進度。選用西門子PLC控制系統作為鍋的主控系統，使得鍋爐能夠自控完成從點火到穩(wěn)定出產蒸汽的全過程，并且顯示器能夠顯示整個畫面，并進行監(jiān)控。應用了PLC裝置后系統的運行穩(wěn)定性以及可靠性都有所提高，文章便針對該系統進行了詳細論述。

關鍵詞：鍋爐；控制系統；PLC；穩(wěn)定性；可靠性

1 系統組成

系統的人機交互任務主要通過配置的兩臺操作員站予以實現，鍋爐的監(jiān)控以及鍋爐的輔助設備的監(jiān)控可以通過該兩臺操作站予以實現。相關運行信息在用戶組態(tài)畫面以及標準畫面上的顯示、匯集是由操作站進行的，運行人員可以通過運行站顯示出的機組相關數據監(jiān)控設備工況。在整個系統的通訊網絡中，每個操作站都是網上的一個點，所有站在組態(tài)上完全相同，操作員站雖然在分工上各有不同，但每一個操作員站都能實現設備的工況顯示并完成控制。所有畫面在液晶顯示屏上均能在1S以內顯示完全，并且保證能夠在1S以內完成一次數據更新，兩次以內的擊鍵次數便能夠調用任意一個畫面。通過鍵盤以及鼠標運行人員能夠發(fā)出命令，并且執(zhí)行反應時間在1S以內，而運行人員的指令從發(fā)出到執(zhí)行到液晶屏上顯示出信息整個過程的時間應當在2S內完成。對于指令進行確認以及執(zhí)行時不會發(fā)生由于改變系統負載而造成的延遲現象?？梢詮囊韵聨讉€方面對操作員站基礎功能進行介紹：首先，可以對系統中所有的數字以及模擬量進行監(jiān)視。其次，對操作指導以及報警進行確認和顯示；第三，能夠對趨勢信息予以獲取并建立相應的畫面。第四對驅動裝置予以控制，并打印出系統數據報表。最后，選擇控制方式，并對系統相應設定值予以調整。

工程師站的配置主要用于開發(fā)程序、診斷系統，并對系統的組態(tài)進行控制，編輯修改系統畫面以及數據庫，同時還對工程師站相關外設予以顯示。具體可以從下面幾方面對其功能進行介紹：系統中所有已經定義的畫面均能夠通過調用顯示出來；此外工程師站上的所有趨勢圖以及畫面都能夠在操作員站上進行加載，這是建立在通信網絡健全的基礎之上的。通過網絡，工程師站能夠調取所有分散單元中系統相關數據以及組態(tài)信息，數據在重新組態(tài)后需要被重新確認，當系統確認無誤后便開始刷新內存，完成從組態(tài)。設置密碼用以提高軟件的安全性，防止控制策略被隨意改動，最后則是能夠對系統數據以及程序進行應用。

2 系統功能

系統的主要功能表現在下述六方面：（1）模擬顯示出工藝流程；（2）工藝測點參數的集中顯示；（3）對歷史趨勢進行全面顯示；（4）記錄相關系統運行數據，并通過相關工具能夠方便查詢歷史數據。（5）記錄警報情況，通過報警記錄能夠查閱相關越限警報參數，方便系統對警報事故的管理以及分析。（6）設置系統報警。

3 調節(jié)回路的控制

系統在進行控制的過程中還需要結合PID算法以及實際的工作經驗進行，以反饋控制作為基礎原理?？刂普{節(jié)回路主要有以下幾種：（1）燃燒控制調節(jié)，即蒸汽壓力調節(jié)；（2）引風機的控制調節(jié)，即爐膛負壓調節(jié)；（3）給水閥的控制調節(jié)，即氣包水位的調節(jié)；（4）給水閥的控制調節(jié)，即控制主蒸汽溫度；（5）減溫減壓設備的進汽閥門的調節(jié)以及控制，即減溫器的溫度調節(jié)；（6）天然氣的閥門控制。

3.1 燃燒控制調節(jié)

通過對燃氣進汽閥門的大小進行調節(jié)，并控制配風，實現對系統的控制，因此在對燃燒-主汽壓力的方案構建時，應當充分比較設定值和檢測值，并通過對調整處理偏差后，反饋到燃氣的調節(jié)回路中，作為前饋信號進行處理，此外，該偏差值應當同函數處理過之后的蒸汽流量一起反饋。通過對調節(jié)閥的調節(jié)，用以調整汽壓值，若汽壓低則提高調節(jié)閥開度，汽壓值過高，則應當減小閥門的開度，并對運行進行穩(wěn)定，調節(jié)風量控制應當同燃氣閥機械之間的比例確定。

自動調節(jié)投運前提：鍋爐連續(xù)正常運行，負荷基本穩(wěn)定，蒸汽壓力在控制目標上下小范圍波動。自動調節(jié)投運步驟：鼠標點擊伺服馬達， 在彈出控制窗口點擊“自動”即可，PID參數請由自動控制工程師登錄系統后根據實際運行趨勢整定。

3.2 引風機的控制調節(jié)

通過變頻器控制引風機轉速達到控制引風量，將爐膛負壓控制在50Pa左右，保證鍋爐高效安全運行，自動調節(jié)投運前提：鍋爐連續(xù)正常運行，負荷基本穩(wěn)定，爐膛壓力在控制目標上下小范圍波動，自動調節(jié)投運步驟：鼠標點擊引風機， 點擊“自動”即可， PID參數請由自動控制工程師登錄系統后根據實際運行趨勢整定。

注意事項：鍋爐運行過程中經常查看負壓，若爐膛壓力出現異常變化，請及時切換至手動，檢查異常原因并及時處理，防止事態(tài)擴大引發(fā)事故。

3.3 給水閥的控制調節(jié)

水位的三沖量控制是通過對電動調節(jié)閥的開度予以控制實現的，而調節(jié)投運的前提需要對鍋爐運行的連續(xù)性予以保證，并使得給水管的開關閥門狀態(tài)正確，且汽包水位的數值同預先設定值之間差距不大。自動調節(jié)的主要運行步驟包括以下幾方面：對給水管道中閥門的開關狀態(tài)進行確認，保證閥門位置的正確性，通過鼠標點擊給誰發(fā)按鈕，在彈出窗口中對控制目標進行選擇，選擇好左水位以及右水位后，點擊自動。PID參數則需要根據實際的情況由工程師登錄系統后才能予以整理確定。

注意事項：該系統同甲醇裝置之間具有緊密的聯系，因此在投入自動調節(jié)前需要對甲醇裝置是否穩(wěn)定進行確認。在設備運行過程中要對水位進行及時的查看，若水位出現明顯異常的變化，例如，安全閥出現排空現象，蒸汽用量大幅度瞬間提升等現象都會造成水位的異動，此時應當對異?，F象進行檢查并及時處理，預防發(fā)生大規(guī)模的安全事故。

3.4 減溫水閥的調節(jié)以及控制

根據主汽溫度控制減溫水閥開度調節(jié)減溫水量實現主汽溫度穩(wěn)定， 自動投人步驟與汽包水位控制類似。

3.5 減溫減壓設備的進汽閥門的調節(jié)以及控制。

根據減溫減壓裝置壓力調節(jié)進汽閥實現壓力穩(wěn)定， 自動投入步驟與汽包水位控制類似。

3.6 天然氣的閥門控制

根據減溫減壓裝置溫度控制進水閥開度實現溫度穩(wěn)定， 自動投入步驟與汽包水位控制類似。

3.7 天然氣壓力控制（天然氣閥控制調節(jié)）

根據天然氣調節(jié)閥后壓力控制調節(jié)閥開度使閥后壓力穩(wěn)定。

4 系統特點

（1）系統中PLC站、工程師站、操作員站之間采用冗余的交換機和冗余的光纖環(huán)網進行通訊， 傳輸速率為10Mbps，PLC 站通過MODBUS協議可與總裝置DCS之間實現通訊。（2）PLC 電源模板冗余，并采用UPS 供電，保證了系統的安全勝和穩(wěn)定性，有效地減少故障停機時間。

5 結束語

引用PLC后，系統的運行穩(wěn)定性有所升高，故障發(fā)生率逐步降低，不但滿足了開工鍋爐在蒸汽生產上的要求，同時提高了控制系統的自動化。因而PLC在鍋爐控制系統中的應用具有極大的發(fā)展空間。

參考文獻

[1]蔡建軍，孔鵬，陳維榮.基于PLC和變頻調速的供暖鍋爐控制系統設計[J].儀器儀表用戶，2004.

[2]王慧.基于PLC控制的爐溫度控制系統的研究[J].應用科技，2006.

[3]侯樹文，郭峰，王建偉，等.基于PLC控制器的鍋爐控制仿真[A].中國儀器儀表學會2007學術年會智能檢測控制技術及儀表裝置發(fā)展研討會論文集，2007.