PLC在工业锅炉自动水位控制中的应用

・　・　科技论坛　ＰＬＣ在工业锅炉自动水位控制中的应用　韩瑞宝　（牡丹江温春药业有限责任公司，黑龙江牡丹江１５７０４１）　摘要：蒸汽锅炉是工业企业中比较普遍的设备，水位控制尤为重要。一旦缺水，就有可能造成锅炉爆炸，给企业造成重大的经济损　失，严重可能危及人身安全。用ＰＬＣ（可编程控制器）来控制既简便又准确，增加了蒸汽锅炉运行的可靠性。　关键词：工业蒸汽锅炉；ＰＩＤ控制；ＰＬＣ　１简介蒸汽锅炉系统的组成　蒸汽锅炉系统运行的示意图如图１所示。工业蒸汽锅炉由图１可　知，燃料和空气通过炉排进入炉膛（燃烧室）点燃，高温的火焰产生的热　量传递给汽包使汽包产生高压饱和蒸汽，经调节阀将高压饱和蒸汽供　给所需设备使用。同时，燃料燃烧过程中产生的烟气，经省煤器将锅炉　给水和空气预热器预热空气预热，最后由引风机送向烟囱排向空中。在　这个阶段，最难控制的就是水位的控制。一旦缺水，就有可能造成锅炉　０　爆炸，给企业造成重大的经济损失，严重可能危及人身安全。传统的控　制方法是看水位表，水少的时候官动给水泵加水，水到达水位上限是关　闭给水泵。这样的控制极易出现事故。万一司炉工人—个疏忽忘加水　了，就有可能造成锅炉爆炸。为了安全，采用ＰＬＣ自动控制上水，既减少　引风机　烟囱　鼓　机　图１蒸汽锅炉系统运行的示意图　司炉工人的工作量，又保证锅炉的安全。　２．４注意事项。２．４．１　２自动上水改造方案　变频器可以产生高次　根据系统原来运行状况，本着既能控制简便、又能节能降耗安全且　谐波，干扰通讯，模拟　费用较少的方针，我采用了１台变频器带动２台电动机给水泵的方案。　信号需要ＰＬＣ采集，要　如图２所示。在这个方案中，我将在原有的锅炉层的控制系统——Ｄｃｓ　进行信号的Ａ／Ｄ和　充分利用了，同时改进了控制方法新增加了ＰＬＣ（可编程序控制器）、控　Ｄ／Ａ处理转换，在处理　制信号转换装置和变频器。　转换过程中，变频器高　２．１硬件控制系统。２．１．１采用了三菱公司的变频器ＦＲ—Ｅ７４０。三　次谐波可以干扰从而　菱变频器ＦＲ—ＦＲ—Ｅ７４０是三菱公司的产品。是一种商陛能变频器，它　影响信号的失真。因　配置灵活、调试简单，适用于很多需要变速调速运动的场合任意调速，　此，可以把将变频器地　它具有多种输入输出接口，接收和输出模拟信号，电流、电压信号。与工　线零线分开接并且要　控机、编程器配合，就能形成自动化控制系统。换—句话说，什么时候加　加装滤波装置。２．４．２为　速，什么时候减速，什么时候正转、反转，一切都可以预先编程，它会忠　了节约降低成本，采用　诚准确的执行命令。２．１．２三菱ＦＲ２Ｎ型可编程控制器。三菱ＦＸ２Ｎ系　原有的控制信号要通　列可编程控制器是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于ＦＸ　过隔离装置过滤后送　图２自动上水系统控制原理图　系列中最高档次的超小形程序装置。除输入出ｌ６—２５点的独立用途外，　到信号接收装置。２Ａ．３　设定值　还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用　工业蒸汽锅炉给水在　途，是—套可以满足多样化广泛需要的ＰＬＣ。在基本单元Ｅ连接扩展单　锅炉运行过程中是非　号　元或扩展模块，可进行１６—２５６点的灵活输入输出组合。可选用　常重要的环节，它的可　１６／３２／４８／６４／８０／１２８点的主机，可以采用最小８点的扩展模块进行扩　靠性、稳定性直接关系　展。可根据电源及输出形式，自由选择。　到生产运行的稳定与　２．２运行方案。蒸汽锅炉运行时，可以开１台给水泵供水就可以满　安全和企业的发展前　足所需用水量，因此，控制系统可以用恒液位控制对运行蒸汽锅炉的汽　途。因此，如果变频器　图３　ＰｌＤ原理图　包水位进行控制即可。利用转换开关将开关拨到对应位置，通过锅炉原　出现故障后，司炉工人可切换至原有控制系统继续使用锅炉而不影响　有控制系统中的ＤＣＳ装置手动控制器将锅炉电动阀完全打开给汽包　生产，这一项联锁措施至关重要。　进水后，之后再通过手控转换装置切断ＤＣＳ控制信号，切断原有控制回　３结论　路，进水电动阀保持常开状态。同时用切换开关切人ＰＬＣ控制系统，利　用ＰＬＣ控制变频器进行调试是现在企事业单位应该采用的方法，　用ＰＬＣ将蒸汽锅炉汽包液位信号进行ＰＩＤ运算处理后，通过控制信号　变频器的选型、容量关系到系统运行的安全性和可靠性。若将计算机技　转换装置，将三菱ＰＬＣ输出的４～２０ｍＡ模拟信号通过Ａ／Ｄ转换传递　术与ＰＬＣ和变频器有机的结合起来，可以降低成本，提高生产效率。我　给变频器，从而由变频器控制的电动机输出转速。在本方案控制过程　相信这种技术以其节能、环保、方便、工作效率高等优点，在企业中得到　中，关键的是调整过程参数ＰＩＤ达到—个满意的值。由于在工业蒸汽锅　广泛应用。　炉运行过程中，根据负荷要求不同，决定了我们提给水流量的多少和给　参考文献　水水压力的大小。为了确保系统稳定的运行，不出现少出现大的波动，　［１】宋德玉．可编程序控制器原理及应用系绫设计技术　．北京：冶金工业　可能会对生产造成，在调试过程中，应多次反复调整ＰＩＤ参数大小，直　出崩　社。１９９９．　至达到控制过程的最佳状态。　［２］陈诗滔．工业过程ｌ钗表与控制咖．北京：中国轻工业出版京　ｌ９９８．　２．３　ＰＬＣ控制。本系统的核心控制器件是ＰＬＣ，它。识别信号、对运行　口储缪，王淑英．电气控制与ＰＬＣ应用　北京：机械工业出版，２００６：４７—　状态进行处理、联锁保护、逻辑运算，对输入的Ｎ个模拟信号进行运算　１５２．　处理后，输出规定的数字信号控制变频器的运行频率，调整电动机的速　［４］张扬，蔡春伟．Ｓ７－２００ＰＬＣ原理与应用系统设计阿北京：机械工业出　度。程序结构运算比较复杂，在控制过程中对液位信号进行ＰＩＤ运算的　版社。２００７：ｌ８—２３．　程序，原理图如图３所示。　作者简介：韩瑞宝（１９７３，７一），男，本科学历，现任黑龙江农业经济职业学院兼职教师，工程师，研究方向：电气自动控制。