輪機(jī)自動化課件-第七章

第七章輔鍋爐的自動控制

輔鍋爐的自動控制包括水位自動控制、燃燒（即蒸汽壓力）自動控制、鍋爐點(diǎn)火及燃燒時序控制和自動安全保護(hù)。

油輪輔鍋爐的水位和蒸汽壓力采用帶用積分的調(diào)節(jié)器所組成的控制系統(tǒng)；貸輪輔鍋爐的水位和蒸汽壓力大多采用雙位控制，少數(shù)采用比例控制。第七章輔鍋爐的自動控制1第一節(jié)輔鍋爐水位的自動控制一、雙位式水位自動控制第一節(jié)輔鍋爐水位的自動控制一、雙位式水位自動控制2二、鍋爐水位控制的特點(diǎn)1、雙回路水位自動控制（1）何為雙回路？

維持給水閥前后壓差恒定的給水差

壓控制回路；

控制給水閥開度的水位控制回路。二、鍋爐水位控制的特點(diǎn)3（2）雙回路水位控制原理圖

（2）雙回路水位控制原理圖

42、雙沖量水位自動控制（1）何為假水位？鍋爐在運(yùn)行期間，爐水中有一部分是汽泡，這種汽泡不斷在受熱面上形成，隨后脫離受熱面升起并進(jìn)入鍋爐的蒸汽空間。對于現(xiàn)代船用鍋爐，水面下的總蒸汽量可達(dá)到全部水容積的15％~20％。水面下的蒸汽總量與鍋爐的蒸發(fā)量和汽壓有關(guān)，蒸發(fā)量越大、汽壓越小，水面下的蒸汽總?cè)莘e就越大，因此鍋爐在穩(wěn)定工況時，水位與水面下的蒸汽容積有關(guān)。鍋爐在過渡工況時，水位不僅受蒸發(fā)量和給水量的影響，而且還受水面下蒸汽容積變化的影響。2、雙沖量水位自動控制5

（2）單沖量水位調(diào)節(jié)器：

僅以水位作為輸入信號。（3）雙沖量水位調(diào)節(jié)器：

輸入信號除了有水位變化信號以外，還有蒸汽流量變化的信號。

6（4）雙沖量水位控制原理圖

（4）雙沖量水位控制原理圖

73、雙回路、雙沖量水位控制

（1）雙回路、雙沖量水位控制系統(tǒng)原理圖3、雙回路、雙沖量水位控制

（1）雙回路、雙8（2）油輪輔鍋爐水位控制系統(tǒng)

1-水位差壓變送器；2-水位調(diào)節(jié)器；3-氣動計算器；4-蒸汽流量變送器；5-給水調(diào)節(jié)閥；6-給水差壓變送器；7-給水差壓調(diào)節(jié)器；8-蒸汽閥；9-汽輪機(jī)給水泵組；10-氣組；11-氣容（2）油輪輔鍋爐水位控制系統(tǒng)

9第二節(jié)

輔鍋爐蒸汽壓力的自動控制——即燃燒的自動控制。要保特鍋爐的汽壓在正常范圍內(nèi)是通過控制爐膛的燃燒強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的。汽壓偏低—燃油量和空氣量汽壓偏高—燃油量和空氣量第二節(jié)輔鍋爐蒸汽壓力的自動控制——即燃燒的自動控制10一、蒸汽壓力的雙位控制在絕大多數(shù)燃燒雙位控制系統(tǒng)中，在蒸汽管路上裝兩個壓力檢測開關(guān)，它們的動作整定值不同。當(dāng)蒸汽壓力下降到允許下限值時，兩個壓力檢測開關(guān)都閉合，控制系統(tǒng)自動啟動風(fēng)門電機(jī)使風(fēng)門開得最大，它同軸所帶動的回油閥關(guān)得最?。ㄟ@是采用一個油頭工作的情況，對采用兩個油頭的鍋爐是打開兩個供油電磁閥使兩個油頭同時噴油）。這時噴油量和送風(fēng)量都最大，即對鍋爐的進(jìn)行所謂的“高火燃燒”。當(dāng)蒸汽壓力上升到正常上限時，一個壓力檢測開關(guān)閉合，另一個壓力檢測開關(guān)斷開，再次啟動風(fēng)門電機(jī)把風(fēng)門關(guān)得最小。它同軸帶動的回油閥開得最大（或關(guān)閉一個燃油電磁閥，使一個油頭噴油工作）。這時，噴油量和送風(fēng)量都是最小的，即鍋爐進(jìn)行所謂的“低火燃燒”。當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時，蒸汽壓力就在允許的下限值和正常的上限值之間波動。當(dāng)鍋爐負(fù)荷很小時，在“低火燃燒”的情況下，蒸汽壓力仍然要繼續(xù)升高。當(dāng)汽壓升高到氣壓保護(hù)壓力時，兩個壓力檢測開關(guān)均斷開，自動停爐，發(fā)聲光報警。當(dāng)蒸汽壓力下降到允許的下限值時，兩個壓力檢測開關(guān)均閉合，但必須按復(fù)位（起動）按鈕才能重新啟動鍋爐。輪機(jī)自動化課件-第七章11二、蒸汽壓力的比例控制（1）蒸汽壓力比例控制系統(tǒng)的組成（2）蒸汽壓力比例控制系統(tǒng)的工作原理

（3）調(diào)整比例作用的強(qiáng)弱

輪機(jī)自動化課件-第七章12當(dāng)鍋爐燃燒強(qiáng)度適應(yīng)鍋爐負(fù)荷要求---R1×R4=R2×R3當(dāng)汽壓上升（鍋爐負(fù)荷減小）時---劃針2左移---R1小、R2大---上負(fù)下正---電機(jī)反轉(zhuǎn)---風(fēng)門減小，回油閥開大---反饋劃針左移，R3小、R4大---電橋平衡（R1×R4=R2×R3）。當(dāng)鍋爐燃燒強(qiáng)度適應(yīng)鍋爐負(fù)荷要求---R1×R4=R2×R313三、油輪輔鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)

油輪輔鍋爐燃燒控制的特點(diǎn)：兩個控制回路：主調(diào)節(jié)回路（汽壓控制回路）和副調(diào)節(jié)回路（空氣量控制回路）三、油輪輔鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)14函數(shù)發(fā)生器：——為了保證完全燃燒，需最佳風(fēng)油比。噴油量與空氣壓力之間的關(guān)系曲線：函數(shù)發(fā)生器：15輪機(jī)自動化課件-第七章16第三節(jié)輔鍋爐燃燒時序的自動控制第三節(jié)輔鍋爐燃燒時序的自動控制17一、燃燒時序程序控制的主要元件1、信號發(fā)訊器一、燃燒時序程序控制的主要元件182、時序控制元件

有觸點(diǎn)時序控制器和無觸點(diǎn)時序控制器。

有觸點(diǎn)時序控制器：多回路時間繼電器凸輪式時序控制器輪機(jī)自動化課件-第七章19

（1）有觸點(diǎn)時序控制器：

——多回路時間繼電器

1-同步電機(jī)；2-傳動軸；3,4-離合器；5-控制線圈；6-杠桿；7-鐵芯；8-拉力彈簧；

9,10-減速齒輪；1l-標(biāo)度盤；12-爪形塊；13-復(fù)位彈簧；14-鎖緊螺母

（1）有觸點(diǎn)時序控制器：

20（2）無觸點(diǎn)的時序控制器

（2）無觸點(diǎn)的時序控制器

21

3、火焰感受器:

檢測爐膛內(nèi)是否有火焰。

（1)光敏電阻：

光照越強(qiáng)，阻值越小。3、火焰感受器:

22（2）光電池

在光照射下，兩極間能產(chǎn)生電壓輸出。

（2）光電池

在光照射下，兩極間能產(chǎn)生電壓輸出23（3）紫外線燈泡有足夠的光照射時，紫外線管子導(dǎo)通；無光照射時管子載止。（3）紫外線燈泡24序號符號地址注釋序號符號地址注釋1水泵停止IO.O轉(zhuǎn)換開關(guān)23點(diǎn)火手動I2.6按鈕2水泵自動IO.124光電池I2.7控制觸點(diǎn)3水泵手動IO.225水泵Q0.0輸出繼電器4停爐IO.3按鈕26風(fēng)機(jī)Q0.1輸出繼電器5起動IO.4按鈕27油泵Q0.2輸出繼電器6燃燒停止IO.5轉(zhuǎn)換開關(guān)28點(diǎn)火變壓器Q0.3輸出繼電器7燃燒自動IO.629回油風(fēng)量調(diào)節(jié)Q0.4輸出繼電器8燃燒手動IO.730壓力比例調(diào)節(jié)Q0.5輸出繼電器9風(fēng)壓保護(hù)I1.0輸入觸點(diǎn)31燃油電磁閥Q0.6輸出繼電器10超壓保護(hù)I1.1輸入觸點(diǎn)32熄火保護(hù)手動復(fù)位Q0.7輸出繼電器11危險低水位I1.2輸入觸點(diǎn)33水泵運(yùn)行指示Q1.0輸出繼電器12高水位I1.3輸入觸點(diǎn)34風(fēng)機(jī)運(yùn)行指示Q1.1輸出繼電器13低水位I1.4輸入觸點(diǎn)35油泵運(yùn)行指示Q1.2輸出繼電器14水泵熱保護(hù)I1.5輸入觸點(diǎn)36熄火指示燈Q1.3輸出繼電器15風(fēng)機(jī)熱保護(hù)I1.6輸入觸點(diǎn)37危險水位指示Q1.4輸出繼電器16油泵熱保護(hù)I1.7輸入觸點(diǎn)38報警器Q1.5輸出繼電器17風(fēng)機(jī)停止I2.0轉(zhuǎn)換開關(guān)39定時器1T33通電延時，7S18風(fēng)機(jī)自動I2.140定時器2T34通電延時，46S19風(fēng)機(jī)手動I2.241定時器3T35通電延時，40S20油泵停止I2.3轉(zhuǎn)換開關(guān)42定時器4T36通電延時，44S21油泵自動I2.443定時器5T97通電延時，40S22油泵手動I2.544定時器6T98通電延時，40S

二、輔鍋爐燃燒時序的PLC控制

I/O點(diǎn)和定時器的符號、地址表

序號符號地址注釋序號符號地址注釋1水泵停止IO.O轉(zhuǎn)換開關(guān)225

接線圖

接線圖26

輔鍋爐燃燒時序的PLC控制過程⑴起動前的準(zhǔn)備①合上總電源開關(guān)，控制電路接通電源。②若爐內(nèi)水位低于危險低水位，I1.2斷開，M8.0不工作，鍋爐無法自動起動。此時應(yīng)將給水泵旋鈕放在“手動”位置，I0.2閉合，Q0.0閉合，起動水泵向爐內(nèi)供水，當(dāng)水位上升到正常水位后，水泵旋鈕放在“停”位置，水泵停止工作。③將燃燒控制旋鈕和風(fēng)機(jī)旋鈕轉(zhuǎn)到“手動”位置，I0.7和I2.2閉合；油泵轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“?！蔽恢茫琁2.3斷開；然后按下起動按鈕I0.4,M2.0通電，于是M2.0觸點(diǎn)閉合自鎖，M12.0通電，Q0.1得電，起動風(fēng)機(jī)進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)，手動進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)一分鐘后，再按停止按鈕I0.3，使風(fēng)機(jī)停止工作。④將給水泵開關(guān)，燃燒開關(guān)，風(fēng)機(jī)開關(guān)和油泵開關(guān)都轉(zhuǎn)到“自動”位置，準(zhǔn)備自動起動。輔鍋爐燃燒時序的PLC控制過程27

⑵燃燒的時序控制①預(yù)掃風(fēng)當(dāng)按下起動按鈕I0.4時，由于水位正常，M8.0有電，其常開觸點(diǎn)閉合；T34沒有電，其常閉觸點(diǎn)閉合，M2.0有電，M12.0有電，Q0.1得電，風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)；M13.0有電，Q0.2得電，油泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)。但此時燃油電磁閥無電關(guān)閉，燃油從油泵排出后在管路中循環(huán)，不能進(jìn)入爐內(nèi)，風(fēng)機(jī)對爐膛進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)。由于Q0.4得電，壓力比例調(diào)節(jié)器YBD發(fā)訊電位器的滑動觸點(diǎn)動作，逐漸把風(fēng)門關(guān)小，回油閥開大，為點(diǎn)火做好準(zhǔn)備。由于在40秒之前尚未點(diǎn)火，所以光電池感受不到火焰的光照，I2.7斷開，M31.0無電，M4.0有電，相應(yīng)的M4.0觸點(diǎn)閉合，為點(diǎn)火變壓器Q0.3通電和熄火保護(hù)復(fù)位的T33通電做好準(zhǔn)備。⑵燃燒的時序控制28②點(diǎn)火在預(yù)掃風(fēng)40秒后，T97閉合，燃油電磁閥Q0.6有電，打開油泵到噴油器的供油管路。但因回油閥己開大，故向爐內(nèi)噴油量很少。與此同時，T35也閉合，使點(diǎn)火變壓器Q0.3通電，點(diǎn)火電極之間產(chǎn)生電火花進(jìn)行點(diǎn)火；同時T98閉合使T33通電。但是，它要在通電7秒后才能將其Q0.7閉合。所以，這時只對點(diǎn)火進(jìn)行監(jiān)視，為熄火保護(hù)作好準(zhǔn)備。如果在7秒內(nèi)點(diǎn)火成功，爐內(nèi)有火焰，光電池受到光照，I2.7閉合，M31.0有電，M31.2有電，使M4.0失電，M4.0觸點(diǎn)斷開，使T33斷電，其觸點(diǎn)因未達(dá)到閉合時間繼續(xù)斷開，維持M1.0為斷電狀態(tài)。到46秒時，T34斷開，風(fēng)壓保護(hù)I1.0己閉合，使M2.0仍有電。正常點(diǎn)火時序控制結(jié)束。②點(diǎn)火29如果點(diǎn)火時序控制從40秒時開始點(diǎn)火，延時時間超過7秒，光電池仍未感受到爐膛火焰的照射，I2.7短開，M31.0失電，M31.2失電，M4.0得電，使M4.0觸點(diǎn)一直保持閉合，當(dāng)T33達(dá)到設(shè)定時間7秒后，使觸頭T33閉合，Q0.7得電，其常開觸點(diǎn)閉合，M1.0得電，使M2.0失電，將控制回路電源切斷。使風(fēng)機(jī)、油泵停轉(zhuǎn)，電磁閥關(guān)閉，發(fā)出報警信號。在第一次點(diǎn)火失敗時，必須在排除故障后進(jìn)行再次起動。首先將熄火保護(hù)繼電器觸點(diǎn)Q0.7手動復(fù)位，使其斷開。只有M1.0斷電，其常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合后，才能重新起動。如果點(diǎn)火時序控制從40秒時開始點(diǎn)火，延時時間超過30

在燃燒過程中，如果中途熄火，光電池失去火焰光照，I2.7斷開。M31.0失電，M31.2失電，M4.0得電，使M4.0觸點(diǎn)閉合，M15.0得電，點(diǎn)火變壓器Q0.3通電，重新進(jìn)行點(diǎn)火；同時，開始7秒計時，對點(diǎn)火時間進(jìn)行監(jiān)視。若在7秒內(nèi)點(diǎn)火成功，即轉(zhuǎn)入正常燃燒；若仍未點(diǎn)燃，則同點(diǎn)火失敗情況一樣，使鍋爐停止燃燒，并發(fā)出熄火聲光報警信號。也就是，在中途熄火后，自動點(diǎn)火一次，如不成功，停爐并發(fā)出報警。

31⑶汽壓自動控制在點(diǎn)火時序控制過程中，點(diǎn)火44秒后，Q0.4失電，使壓力比例調(diào)節(jié)器YBD的滑動觸點(diǎn)和電動比例操作器DBC的滑動觸點(diǎn)動作，由于此時鍋爐是低壓起動，所以YBD滑動觸點(diǎn)移到低壓端，電動比例操作器DBC的滑動點(diǎn)也向低壓端跟蹤，使風(fēng)門開大，回油閥關(guān)小(噴油量加大)，鍋爐進(jìn)入正常比例燃燒自動控制。輪機(jī)自動化課件-第七章32當(dāng)氣壓上升到控制氣壓的下限值時，如果氣壓再升高，則相應(yīng)地關(guān)小風(fēng)門和減少噴油量，維持正常負(fù)荷的氣壓比例控制。當(dāng)鍋爐的負(fù)荷低于30%,風(fēng)油量己調(diào)到最小程度。氣壓達(dá)到控制氣壓的上限值時，比例控制失去作用，氣壓轉(zhuǎn)入雙位控制。即達(dá)到超壓保護(hù)繼電器的整定上限值，I1.1斷開，M12.0、M13.0都失電，風(fēng)機(jī)和油泵停止工作，此時為正常熄爐，不發(fā)出報警信號。當(dāng)鍋爐的氣壓又降低到控制氣壓的下限值時，I1.1又重新閉合，M12.0、M13.0都通電，風(fēng)機(jī)和油泵重新起動，開始自動點(diǎn)火控制，使鍋爐重新燃燒。因此，鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時，氣壓的比例控制作用不大，燃燒接近雙位控制。當(dāng)氣壓上升到控制氣壓的下限值時，如果氣壓再升高，則33⑷安全保護(hù)該系統(tǒng)的安全保護(hù)有危險低水位和風(fēng)壓過低自動熄爐保護(hù)。鍋爐在運(yùn)行中，當(dāng)水位下降到危險低水位時，最低的一根電極脫離水面，I1.2斷開，M8.0斷電，使M2.0斷電，切斷整個控制程序，使鍋爐自動熄火停爐。當(dāng)風(fēng)壓過低時，風(fēng)壓保護(hù)繼電器觸點(diǎn)I1.0斷開，使M2.0斷電，鍋爐自動熄火停爐。⑸停爐停爐時，可手按停止按鈕I0.3,使M2.0斷電，燃燒系統(tǒng)停止工作。當(dāng)水位降到低于危險低水位時，應(yīng)把水泵開關(guān)放在“手動”位置，向鍋爐供水，直到水位達(dá)到正常水位時，再把水泵開關(guān)放在“停止”位置上。切斷總電源開關(guān)，并把燃燒開關(guān)置于“手動”位置，風(fēng)機(jī)、油泵開關(guān)放在“停止”位置上。⑷安全保護(hù)34本控制系統(tǒng)的鍋爐水位采用電極式雙位控制，當(dāng)鍋爐水位高于設(shè)定的高水位值時，I1.3接通，M7.0有電，其常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.0失電，水泵停止運(yùn)行；此時M7.0的常開觸點(diǎn)閉合，由于低水位I1.4閉合，當(dāng)水位回落到高水位值以下時，M7.0保持接通狀態(tài)不變，水泵繼續(xù)停止運(yùn)行。當(dāng)水位低于設(shè)定的低水位值時，I1.4斷開，M7.0失電，使M7.0的常開觸點(diǎn)閉合，Q0.0得電，水泵開始運(yùn)行；此時M7.0的常開觸點(diǎn)斷開，當(dāng)水位上升到低水位值以上時，M7.0保持?jǐn)嚅_狀態(tài)不變，水泵繼續(xù)運(yùn)行。如此反復(fù)，鍋爐水位在兩個水位設(shè)定值之間不斷變化，實(shí)現(xiàn)水位的雙位控制。本控制系統(tǒng)的鍋爐水位采用電極式雙位控制，當(dāng)鍋35輪機(jī)自動化課件-第七章36三、燃燒時序控制系統(tǒng)的管理和維護(hù)要點(diǎn)

（1）應(yīng)注意系統(tǒng)的環(huán)境溫度、濕度以及是否積塵。（2）檢查系統(tǒng)的供電和輸入輸出使用的電源是否在基準(zhǔn)范圍之內(nèi)，盡量避免不必要的停電。（3）檢查外部配線螺絲有無松動，外部配線電纜是否有斷裂。定期檢查PLC系統(tǒng)的I/O（輸入/輸出）的接線情況。特別注意不要將灰塵、油污弄到接線端子上，以免引起接觸不良。（4）注意輸出繼電器的壽命，檢查控制系統(tǒng)外部電氣、繼電器觸頭、滑動接觸電器的情況。三、燃燒時序控制系統(tǒng)的管理和維護(hù)要點(diǎn)37（5）在PLC產(chǎn)品中，有些使用電池保證在停電時CPU模塊內(nèi)存中儲存的工作參數(shù)等信息不丟失。要經(jīng)常注意電池故障燈狀況，一旦燈亮，就應(yīng)在一周內(nèi)更換電池。對于西門子S7系列PLC，更換時應(yīng)保持電源供電，即帶電更換電池；而日本的一些PLC產(chǎn)品，如歐姆龍、三菱和富士電機(jī)公司產(chǎn)品，在更換電池時是斷電更換的，這是因?yàn)樵诟鼡Q的過程中，有一個大電容在放電，這類PLC在更換電池時往往要求在數(shù)十秒內(nèi)完成即可。電池的更換周期一般不超過5年。為防止意外，要求船上始終要存有該電池的備件。（6）閱讀系統(tǒng)的技術(shù)資料，接船、交船時對系統(tǒng)進(jìn)行全面的功能測試，或進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。注意與資料對照或記錄系統(tǒng)正常工作時的參數(shù)，注意系統(tǒng)正常運(yùn)行時的儀表和指示燈顯示，以便在維修或發(fā)生故障時進(jìn)行對照。（5）在PLC產(chǎn)品中，有些使用電池保證在停電時CPU模塊內(nèi)存38四、燃燒時序控制系統(tǒng)常見故障分析和排除方法故障查找時，一般先看電源是否正常。如果電源正常，再看故障的影響范圍，是整個系統(tǒng)都癱瘓，還是局部的故障。如果是局部故障，則使用提供的技術(shù)資料圖紙，找到該項(xiàng)出問題的功能所涉及的外部邏輯條件及其所對應(yīng)的具體I/O通道和具體設(shè)備，進(jìn)行檢查測量。（1）在進(jìn)行故障判斷前要熟悉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、功能和操作方法，熟悉操作開關(guān)的用途、顯示燈的含義，熟悉各種操縱方式之間的轉(zhuǎn)換方法和相互關(guān)系、系統(tǒng)運(yùn)行的條件和結(jié)果，仔細(xì)閱讀說明書。充分利用顯示燈、LED的信息，尤其是自檢顯示的信息。發(fā)生故障時，可以首先查看PLC的CPU模塊POWERLED顯示，判斷是否是電源故障。如果POWERLED亮，再查看RUNLED是否亮，如果燈滅，表示PLC運(yùn)行停止，可能是擴(kuò)展模塊或外部通信連接不好所致。四、燃燒時序控制系統(tǒng)常見故障分析和排除方法39（2）如果屬PLC硬件故障，可通過換用PLC模塊備件的方式進(jìn)行解決。若硬件無故障，而系統(tǒng)的控制功能不符，應(yīng)根據(jù)故障的具體現(xiàn)象，考慮其他原因。例如，鍋爐點(diǎn)火后，但很快又出現(xiàn)火焰故障報警，隨后停爐，則可檢查火焰檢測器前面的隔熱玻璃是否臟污。又如，鍋爐點(diǎn)火過程中兩點(diǎn)火電極間不打火，則應(yīng)檢查點(diǎn)火變壓器的輸出，或拆下點(diǎn)火電極進(jìn)行清潔并重新調(diào)整兩電極間的間隙到合適的距離。（3）當(dāng)經(jīng)過測試，輸出點(diǎn)的LED顯示表明系統(tǒng)的輸入/輸出信號控制關(guān)系正常，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有隨其動作時，應(yīng)根據(jù)電氣原理圖和接線圖檢查外部的繼電器、電磁閥或者外部電氣連接。（2）如果屬PLC硬件故障，可通過換用PLC模塊備件的方式進(jìn)40（4）在使用鍵盤修改系統(tǒng)工作參數(shù)或通過印刷板上的微調(diào)電位器修改系統(tǒng)工作參數(shù)之前，最好記錄其原始數(shù)據(jù)或原始位置，以便在修改無效時，恢復(fù)初始值。（5）拔插印刷電路板或模塊時，要關(guān)閉電源。記住模塊或印刷電路板的型號和在插槽的原始位。要將新模塊上的可設(shè)置的撥動開關(guān)、跳線、電位器設(shè)置的與原有模塊一致。（6）還有許多注意事項(xiàng)，如保證系統(tǒng)可靠、正確地接地，避免電磁干擾（如大負(fù)載電纜靠近PLC系統(tǒng)），等等。（4）在使用鍵盤修改系統(tǒng)工作參數(shù)或通過印刷板上的微調(diào)電位器修41第五節(jié)輔鍋爐的安全保護(hù)裝置1、蒸汽壓力保護(hù)蒸汽壓力保護(hù)的目的主要是為了防止蒸汽壓力超過汽包的設(shè)計壓力，避免爆炸事故。壓力保護(hù)的手段是在鍋爐上安裝安全閥，一旦蒸汽壓力超過安全閥的設(shè)定壓力，安全閥能夠自動開啟，對爐內(nèi)壓力進(jìn)行泄放。鍋爐一般安裝有2個安全閥，通過安全閥的調(diào)壓彈簧可以調(diào)整安全閥的開啟壓力，開啟壓力的大小可為大于實(shí)際工作壓力的5%，但應(yīng)不超過鍋爐的設(shè)計壓力。

第五節(jié)輔鍋爐的安全保護(hù)裝置1、蒸汽壓力保護(hù)422、水位安全保護(hù)若在故障情況下，若出現(xiàn)低水位報警后，水位還繼續(xù)下降，則會出現(xiàn)鍋爐干燒的情況。為此，鍋爐必須設(shè)有危險水位保護(hù)裝置。當(dāng)水位下降到危險低水位時，保護(hù)裝置應(yīng)能切斷鍋爐的燃燒，并發(fā)出報警。2、水位安全保護(hù)若在故障情況下，若出現(xiàn)低水位報433、熄火保護(hù)

熄火保護(hù)的目的是在鍋爐非正常熄火時，能及時切斷鍋爐的燃油系統(tǒng)，并發(fā)出聲光報警。3、熄火保護(hù)44思考題（1）柴油機(jī)貨輪輔鍋爐和油輪輔鍋爐水位和蒸汽壓力一般采用何調(diào)節(jié)規(guī)律？（2）什么叫“單沖量”，“雙沖量”水位調(diào)節(jié)器？鍋爐運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)檢測水位的氣動差壓變送器輸出為零可能的原因是什么？（3）為什么鍋爐水位報警要延時？（4）輔鍋爐燃燒自動控制系統(tǒng)中，有哪些調(diào)節(jié)器？（5）蒸汽壓力自動控制的特點(diǎn)？（6）函數(shù)發(fā)生器的工作原理。（7）輔鍋爐燃燒時序的PLC控制原理。思考題（1）柴油機(jī)貨輪輔鍋爐和油輪輔鍋爐水位和蒸汽壓力一45

第七章輔鍋爐的自動控制

輔鍋爐的自動控制包括水位自動控制、燃燒（即蒸汽壓力）自動控制、鍋爐點(diǎn)火及燃燒時序控制和自動安全保護(hù)。

油輪輔鍋爐的水位和蒸汽壓力采用帶用積分的調(diào)節(jié)器所組成的控制系統(tǒng)；貸輪輔鍋爐的水位和蒸汽壓力大多采用雙位控制，少數(shù)采用比例控制。第七章輔鍋爐的自動控制46第一節(jié)輔鍋爐水位的自動控制一、雙位式水位自動控制第一節(jié)輔鍋爐水位的自動控制一、雙位式水位自動控制47二、鍋爐水位控制的特點(diǎn)1、雙回路水位自動控制（1）何為雙回路？

維持給水閥前后壓差恒定的給水差

壓控制回路；

控制給水閥開度的水位控制回路。二、鍋爐水位控制的特點(diǎn)48（2）雙回路水位控制原理圖

（2）雙回路水位控制原理圖

492、雙沖量水位自動控制（1）何為假水位？鍋爐在運(yùn)行期間，爐水中有一部分是汽泡，這種汽泡不斷在受熱面上形成，隨后脫離受熱面升起并進(jìn)入鍋爐的蒸汽空間。對于現(xiàn)代船用鍋爐，水面下的總蒸汽量可達(dá)到全部水容積的15％~20％。水面下的蒸汽總量與鍋爐的蒸發(fā)量和汽壓有關(guān)，蒸發(fā)量越大、汽壓越小，水面下的蒸汽總?cè)莘e就越大，因此鍋爐在穩(wěn)定工況時，水位與水面下的蒸汽容積有關(guān)。鍋爐在過渡工況時，水位不僅受蒸發(fā)量和給水量的影響，而且還受水面下蒸汽容積變化的影響。2、雙沖量水位自動控制50

（2）單沖量水位調(diào)節(jié)器：

僅以水位作為輸入信號。（3）雙沖量水位調(diào)節(jié)器：

輸入信號除了有水位變化信號以外，還有蒸汽流量變化的信號。

51（4）雙沖量水位控制原理圖

（4）雙沖量水位控制原理圖

523、雙回路、雙沖量水位控制

（1）雙回路、雙沖量水位控制系統(tǒng)原理圖3、雙回路、雙沖量水位控制

（1）雙回路、雙53（2）油輪輔鍋爐水位控制系統(tǒng)

1-水位差壓變送器；2-水位調(diào)節(jié)器；3-氣動計算器；4-蒸汽流量變送器；5-給水調(diào)節(jié)閥；6-給水差壓變送器；7-給水差壓調(diào)節(jié)器；8-蒸汽閥；9-汽輪機(jī)給水泵組；10-氣組；11-氣容（2）油輪輔鍋爐水位控制系統(tǒng)

54第二節(jié)

輔鍋爐蒸汽壓力的自動控制——即燃燒的自動控制。要保特鍋爐的汽壓在正常范圍內(nèi)是通過控制爐膛的燃燒強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的。汽壓偏低—燃油量和空氣量汽壓偏高—燃油量和空氣量第二節(jié)輔鍋爐蒸汽壓力的自動控制——即燃燒的自動控制55一、蒸汽壓力的雙位控制在絕大多數(shù)燃燒雙位控制系統(tǒng)中，在蒸汽管路上裝兩個壓力檢測開關(guān)，它們的動作整定值不同。當(dāng)蒸汽壓力下降到允許下限值時，兩個壓力檢測開關(guān)都閉合，控制系統(tǒng)自動啟動風(fēng)門電機(jī)使風(fēng)門開得最大，它同軸所帶動的回油閥關(guān)得最?。ㄟ@是采用一個油頭工作的情況，對采用兩個油頭的鍋爐是打開兩個供油電磁閥使兩個油頭同時噴油）。這時噴油量和送風(fēng)量都最大，即對鍋爐的進(jìn)行所謂的“高火燃燒”。當(dāng)蒸汽壓力上升到正常上限時，一個壓力檢測開關(guān)閉合，另一個壓力檢測開關(guān)斷開，再次啟動風(fēng)門電機(jī)把風(fēng)門關(guān)得最小。它同軸帶動的回油閥開得最大（或關(guān)閉一個燃油電磁閥，使一個油頭噴油工作）。這時，噴油量和送風(fēng)量都是最小的，即鍋爐進(jìn)行所謂的“低火燃燒”。當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時，蒸汽壓力就在允許的下限值和正常的上限值之間波動。當(dāng)鍋爐負(fù)荷很小時，在“低火燃燒”的情況下，蒸汽壓力仍然要繼續(xù)升高。當(dāng)汽壓升高到氣壓保護(hù)壓力時，兩個壓力檢測開關(guān)均斷開，自動停爐，發(fā)聲光報警。當(dāng)蒸汽壓力下降到允許的下限值時，兩個壓力檢測開關(guān)均閉合，但必須按復(fù)位（起動）按鈕才能重新啟動鍋爐。輪機(jī)自動化課件-第七章56二、蒸汽壓力的比例控制（1）蒸汽壓力比例控制系統(tǒng)的組成（2）蒸汽壓力比例控制系統(tǒng)的工作原理

（3）調(diào)整比例作用的強(qiáng)弱

輪機(jī)自動化課件-第七章57當(dāng)鍋爐燃燒強(qiáng)度適應(yīng)鍋爐負(fù)荷要求---R1×R4=R2×R3當(dāng)汽壓上升（鍋爐負(fù)荷減小）時---劃針2左移---R1小、R2大---上負(fù)下正---電機(jī)反轉(zhuǎn)---風(fēng)門減小，回油閥開大---反饋劃針左移，R3小、R4大---電橋平衡（R1×R4=R2×R3）。當(dāng)鍋爐燃燒強(qiáng)度適應(yīng)鍋爐負(fù)荷要求---R1×R4=R2×R358三、油輪輔鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)

油輪輔鍋爐燃燒控制的特點(diǎn)：兩個控制回路：主調(diào)節(jié)回路（汽壓控制回路）和副調(diào)節(jié)回路（空氣量控制回路）三、油輪輔鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)59函數(shù)發(fā)生器：——為了保證完全燃燒，需最佳風(fēng)油比。噴油量與空氣壓力之間的關(guān)系曲線：函數(shù)發(fā)生器：60輪機(jī)自動化課件-第七章61第三節(jié)輔鍋爐燃燒時序的自動控制第三節(jié)輔鍋爐燃燒時序的自動控制62一、燃燒時序程序控制的主要元件1、信號發(fā)訊器一、燃燒時序程序控制的主要元件632、時序控制元件

有觸點(diǎn)時序控制器和無觸點(diǎn)時序控制器。

有觸點(diǎn)時序控制器：多回路時間繼電器凸輪式時序控制器輪機(jī)自動化課件-第七章64

（1）有觸點(diǎn)時序控制器：

——多回路時間繼電器

1-同步電機(jī)；2-傳動軸；3,4-離合器；5-控制線圈；6-杠桿；7-鐵芯；8-拉力彈簧；

9,10-減速齒輪；1l-標(biāo)度盤；12-爪形塊；13-復(fù)位彈簧；14-鎖緊螺母

（1）有觸點(diǎn)時序控制器：

65（2）無觸點(diǎn)的時序控制器

（2）無觸點(diǎn)的時序控制器

66

3、火焰感受器:

檢測爐膛內(nèi)是否有火焰。

（1)光敏電阻：

光照越強(qiáng)，阻值越小。3、火焰感受器:

67（2）光電池

在光照射下，兩極間能產(chǎn)生電壓輸出。

（2）光電池

在光照射下，兩極間能產(chǎn)生電壓輸出68（3）紫外線燈泡有足夠的光照射時，紫外線管子導(dǎo)通；無光照射時管子載止。（3）紫外線燈泡69序號符號地址注釋序號符號地址注釋1水泵停止IO.O轉(zhuǎn)換開關(guān)23點(diǎn)火手動I2.6按鈕2水泵自動IO.124光電池I2.7控制觸點(diǎn)3水泵手動IO.225水泵Q0.0輸出繼電器4停爐IO.3按鈕26風(fēng)機(jī)Q0.1輸出繼電器5起動IO.4按鈕27油泵Q0.2輸出繼電器6燃燒停止IO.5轉(zhuǎn)換開關(guān)28點(diǎn)火變壓器Q0.3輸出繼電器7燃燒自動IO.629回油風(fēng)量調(diào)節(jié)Q0.4輸出繼電器8燃燒手動IO.730壓力比例調(diào)節(jié)Q0.5輸出繼電器9風(fēng)壓保護(hù)I1.0輸入觸點(diǎn)31燃油電磁閥Q0.6輸出繼電器10超壓保護(hù)I1.1輸入觸點(diǎn)32熄火保護(hù)手動復(fù)位Q0.7輸出繼電器11危險低水位I1.2輸入觸點(diǎn)33水泵運(yùn)行指示Q1.0輸出繼電器12高水位I1.3輸入觸點(diǎn)34風(fēng)機(jī)運(yùn)行指示Q1.1輸出繼電器13低水位I1.4輸入觸點(diǎn)35油泵運(yùn)行指示Q1.2輸出繼電器14水泵熱保護(hù)I1.5輸入觸點(diǎn)36熄火指示燈Q1.3輸出繼電器15風(fēng)機(jī)熱保護(hù)I1.6輸入觸點(diǎn)37危險水位指示Q1.4輸出繼電器16油泵熱保護(hù)I1.7輸入觸點(diǎn)38報警器Q1.5輸出繼電器17風(fēng)機(jī)停止I2.0轉(zhuǎn)換開關(guān)39定時器1T33通電延時，7S18風(fēng)機(jī)自動I2.140定時器2T34通電延時，46S19風(fēng)機(jī)手動I2.241定時器3T35通電延時，40S20油泵停止I2.3轉(zhuǎn)換開關(guān)42定時器4T36通電延時，44S21油泵自動I2.443定時器5T97通電延時，40S22油泵手動I2.544定時器6T98通電延時，40S

二、輔鍋爐燃燒時序的PLC控制

I/O點(diǎn)和定時器的符號、地址表

序號符號地址注釋序號符號地址注釋1水泵停止IO.O轉(zhuǎn)換開關(guān)270

接線圖

接線圖71

輔鍋爐燃燒時序的PLC控制過程⑴起動前的準(zhǔn)備①合上總電源開關(guān)，控制電路接通電源。②若爐內(nèi)水位低于危險低水位，I1.2斷開，M8.0不工作，鍋爐無法自動起動。此時應(yīng)將給水泵旋鈕放在“手動”位置，I0.2閉合，Q0.0閉合，起動水泵向爐內(nèi)供水，當(dāng)水位上升到正常水位后，水泵旋鈕放在“停”位置，水泵停止工作。③將燃燒控制旋鈕和風(fēng)機(jī)旋鈕轉(zhuǎn)到“手動”位置，I0.7和I2.2閉合；油泵轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“?！蔽恢茫琁2.3斷開；然后按下起動按鈕I0.4,M2.0通電，于是M2.0觸點(diǎn)閉合自鎖，M12.0通電，Q0.1得電，起動風(fēng)機(jī)進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)，手動進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)一分鐘后，再按停止按鈕I0.3，使風(fēng)機(jī)停止工作。④將給水泵開關(guān)，燃燒開關(guān)，風(fēng)機(jī)開關(guān)和油泵開關(guān)都轉(zhuǎn)到“自動”位置，準(zhǔn)備自動起動。輔鍋爐燃燒時序的PLC控制過程72

⑵燃燒的時序控制①預(yù)掃風(fēng)當(dāng)按下起動按鈕I0.4時，由于水位正常，M8.0有電，其常開觸點(diǎn)閉合；T34沒有電，其常閉觸點(diǎn)閉合，M2.0有電，M12.0有電，Q0.1得電，風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)；M13.0有電，Q0.2得電，油泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)。但此時燃油電磁閥無電關(guān)閉，燃油從油泵排出后在管路中循環(huán)，不能進(jìn)入爐內(nèi)，風(fēng)機(jī)對爐膛進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)。由于Q0.4得電，壓力比例調(diào)節(jié)器YBD發(fā)訊電位器的滑動觸點(diǎn)動作，逐漸把風(fēng)門關(guān)小，回油閥開大，為點(diǎn)火做好準(zhǔn)備。由于在40秒之前尚未點(diǎn)火，所以光電池感受不到火焰的光照，I2.7斷開，M31.0無電，M4.0有電，相應(yīng)的M4.0觸點(diǎn)閉合，為點(diǎn)火變壓器Q0.3通電和熄火保護(hù)復(fù)位的T33通電做好準(zhǔn)備。⑵燃燒的時序控制73②點(diǎn)火在預(yù)掃風(fēng)40秒后，T97閉合，燃油電磁閥Q0.6有電，打開油泵到噴油器的供油管路。但因回油閥己開大，故向爐內(nèi)噴油量很少。與此同時，T35也閉合，使點(diǎn)火變壓器Q0.3通電，點(diǎn)火電極之間產(chǎn)生電火花進(jìn)行點(diǎn)火；同時T98閉合使T33通電。但是，它要在通電7秒后才能將其Q0.7閉合。所以，這時只對點(diǎn)火進(jìn)行監(jiān)視，為熄火保護(hù)作好準(zhǔn)備。如果在7秒內(nèi)點(diǎn)火成功，爐內(nèi)有火焰，光電池受到光照，I2.7閉合，M31.0有電，M31.2有電，使M4.0失電，M4.0觸點(diǎn)斷開，使T33斷電，其觸點(diǎn)因未達(dá)到閉合時間繼續(xù)斷開，維持M1.0為斷電狀態(tài)。到46秒時，T34斷開，風(fēng)壓保護(hù)I1.0己閉合，使M2.0仍有電。正常點(diǎn)火時序控制結(jié)束。②點(diǎn)火74如果點(diǎn)火時序控制從40秒時開始點(diǎn)火，延時時間超過7秒，光電池仍未感受到爐膛火焰的照射，I2.7短開，M31.0失電，M31.2失電，M4.0得電，使M4.0觸點(diǎn)一直保持閉合，當(dāng)T33達(dá)到設(shè)定時間7秒后，使觸頭T33閉合，Q0.7得電，其常開觸點(diǎn)閉合，M1.0得電，使M2.0失電，將控制回路電源切斷。使風(fēng)機(jī)、油泵停轉(zhuǎn)，電磁閥關(guān)閉，發(fā)出報警信號。在第一次點(diǎn)火失敗時，必須在排除故障后進(jìn)行再次起動。首先將熄火保護(hù)繼電器觸點(diǎn)Q0.7手動復(fù)位，使其斷開。只有M1.0斷電，其常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合后，才能重新起動。如果點(diǎn)火時序控制從40秒時開始點(diǎn)火，延時時間超過75

在燃燒過程中，如果中途熄火，光電池失去火焰光照，I2.7斷開。M31.0失電，M31.2失電，M4.0得電，使M4.0觸點(diǎn)閉合，M15.0得電，點(diǎn)火變壓器Q0.3通電，重新進(jìn)行點(diǎn)火；同時，開始7秒計時，對點(diǎn)火時間進(jìn)行監(jiān)視。若在7秒內(nèi)點(diǎn)火成功，即轉(zhuǎn)入正常燃燒；若仍未點(diǎn)燃，則同點(diǎn)火失敗情況一樣，使鍋爐停止燃燒，并發(fā)出熄火聲光報警信號。也就是，在中途熄火后，自動點(diǎn)火一次，如不成功，停爐并發(fā)出報警。

76⑶汽壓自動控制在點(diǎn)火時序控制過程中，點(diǎn)火44秒后，Q0.4失電，使壓力比例調(diào)節(jié)器YBD的滑動觸點(diǎn)和電動比例操作器DBC的滑動觸點(diǎn)動作，由于此時鍋爐是低壓起動，所以YBD滑動觸點(diǎn)移到低壓端，電動比例操作器DBC的滑動點(diǎn)也向低壓端跟蹤，使風(fēng)門開大，回油閥關(guān)小(噴油量加大)，鍋爐進(jìn)入正常比例燃燒自動控制。輪機(jī)自動化課件-第七章77當(dāng)氣壓上升到控制氣壓的下限值時，如果氣壓再升高，則相應(yīng)地關(guān)小風(fēng)門和減少噴油量，維持正常負(fù)荷的氣壓比例控制。當(dāng)鍋爐的負(fù)荷低于30%,風(fēng)油量己調(diào)到最小程度。氣壓達(dá)到控制氣壓的上限值時，比例控制失去作用，氣壓轉(zhuǎn)入雙位控制。即達(dá)到超壓保護(hù)繼電器的整定上限值，I1.1斷開，M12.0、M13.0都失電，風(fēng)機(jī)和油泵停止工作，此時為正常熄爐，不發(fā)出報警信號。當(dāng)鍋爐的氣壓又降低到控制氣壓的下限值時，I1.1又重新閉合，M12.0、M13.0都通電，風(fēng)機(jī)和油泵重新起動，開始自動點(diǎn)火控制，使鍋爐重新燃燒。因此，鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時，氣壓的比例控制作用不大，燃燒接近雙位控制。當(dāng)氣壓上升到控制氣壓的下限值時，如果氣壓再升高，則78⑷安全保護(hù)該系統(tǒng)的安全保護(hù)有危險低水位和風(fēng)壓過低自動熄爐保護(hù)。鍋爐在運(yùn)行中，當(dāng)水位下降到危險低水位時，最低的一根電極脫離水面，I1.2斷開，M8.0斷電，使M2.0斷電，切斷整個控制程序，使鍋爐自動熄火停爐。當(dāng)風(fēng)壓過低時，風(fēng)壓保護(hù)繼電器觸點(diǎn)I1.0斷開，使M2.0斷電，鍋爐自動熄火停爐。⑸停爐停爐時，可手按停止按鈕I0.3,使M2.0斷電，燃燒系統(tǒng)停止工作。當(dāng)水位降到低于危險低水位時，應(yīng)把水泵開關(guān)放在“手動”位置，向鍋爐供水，直到水位達(dá)到正常水位時，再把水泵開關(guān)放在“停止”位置上。切斷總電源開關(guān)，并把燃燒開關(guān)置于“手動”位置，風(fēng)機(jī)、油泵開關(guān)放在“停止”位置上。⑷安全保護(hù)79本控制系統(tǒng)的鍋爐水位采用電極式雙位控制，當(dāng)鍋爐水位高于設(shè)定的高水位值時，I1.3接通，M7.0有電，其常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.0失電，水泵停止運(yùn)行；此時M7.0的常開觸點(diǎn)閉合，由于低水位I1.4閉合，當(dāng)水位回落到高水位值以下時，M7.0保持接通狀態(tài)不變，水泵繼續(xù)停止運(yùn)行。當(dāng)水位低于設(shè)定的低水位值時，I1.4斷開，M7.0失電，使M7.0的常開觸點(diǎn)閉合，Q0.0得電，水泵開始運(yùn)行；此時M7.0的常開觸點(diǎn)斷開，當(dāng)水位上升到低水位值以上時，M7.0保持?jǐn)嚅_狀態(tài)不變，水泵繼續(xù)運(yùn)行。如此反復(fù)，鍋爐水位在兩個水位設(shè)定值之間不斷變化，實(shí)現(xiàn)水位的雙位控制。本控制系統(tǒng)的鍋爐水位采用電極式雙位控制，當(dāng)鍋80輪機(jī)自動化課件-第七章81三、燃燒時序控制系統(tǒng)的管理和維護(hù)要點(diǎn)

（1）應(yīng)注意系統(tǒng)的環(huán)境溫度、濕度以及是否積塵。（2）檢查系統(tǒng)的供電和輸入輸出使用的電源是否在基準(zhǔn)范圍之內(nèi)，盡量避免不必要的停電。（3）檢查外部配線螺絲有無松動，外部配線電纜是否有斷裂。定期檢查PLC系統(tǒng)的I/O（輸入/輸出）的接線情況。特別注意不要將灰塵、油污弄到接線端子上，以免引起接觸不良。（4）注意輸出繼電器的壽命，檢查控制系統(tǒng)外部電氣、繼電器觸頭、滑動接觸電器的情況。三、燃燒時序控制系統(tǒng)的管理和維護(hù)要點(diǎn)82（5）在PLC產(chǎn)品中，有些使用電池保證在停電時CPU模塊內(nèi)存中儲存的工作參數(shù)等信息不丟失。要經(jīng)常注意電池故障燈狀況，一旦燈亮，就應(yīng)在一周內(nèi)更換電池。對于西門子S7系列PLC，更換時應(yīng)保持電源供電，即帶電更換電池；而日本的一些PLC產(chǎn)品，如歐姆龍、三菱和富士電機(jī)公司產(chǎn)品，在更換電池時是斷電更換的，這是因?yàn)樵诟鼡Q的過程中，有一個大電容在放電，這類PLC在更換電池時往往要求在數(shù)十秒內(nèi)完成即可。電池的更換周期一般不