蒸汽鍋爐自動化設(shè)計方案-畢業(yè)論文

蒸汽鍋爐自動控制方案沈陽九星電子技術(shù)開發(fā)有限公司第38頁共38頁目錄TOC\o"1-3"\f\h\z\u1概述 21.1簡介 21.2項目背景 41.3節(jié)能分析 51.3.1節(jié)煤分析 51.3.2節(jié)電分析 62系統(tǒng)方案 82.1設(shè)計原則 82.2配置原則 102.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 122.4系統(tǒng)優(yōu)點 132.5功能簡介 14①自動調(diào)節(jié)功能 14②手動功能 15③檢測功能 16④連鎖與報警功能 17⑤軟件監(jiān)控 183控制方法簡述 223.1概述 223.2各控制回路的介紹 244系統(tǒng)工程條件 344.1引用的規(guī)范和標準 344.2工作環(huán)境條件 344.3電源系統(tǒng) 354.4系統(tǒng)接地 354.5系統(tǒng)可靠性指標 365近二年主要工程業(yè)績 371概述1.1簡介鍋爐是全廠重要的動力設(shè)備，其任務(wù)是供給合格穩(wěn)定的蒸汽，以滿足負荷的需要。我國現(xiàn)有大、中型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的2/5，另有更多的小型采暖鍋爐，普通存在高能耗、低效率、大浪費和環(huán)境污染嚴重供暖現(xiàn)狀。鍋爐計算機控制，是近年來開發(fā)的一項新技術(shù)，它是微型計算機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，利用計算機與變頻自控技術(shù)對鍋爐生產(chǎn)過程的各個主要參數(shù)都必須嚴格控制，鍋爐設(shè)備是一個復(fù)雜的控制對象，主要輸入變量是負荷、鍋爐給水、燃料量、減溫水、送風(fēng)和引風(fēng)量。主要輸出變量包括汽包水位、過熱蒸汽溫度及壓力、煙氣氧量和爐膛負壓等。因此鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜控制對象。鍋爐控制的控制方式大體分手動儀表控制和微機自動控制兩種方式，鍋爐采用微機自動控制和原有的儀表控制方式相比具有以下明顯優(yōu)勢：直觀而集中的顯示鍋爐所有運行參數(shù)。能快速計算出鍋爐在正常運行和啟停過程中的有用數(shù)據(jù)，并在顯示器（屏）上同時顯示鍋爐運行水位、壓力、爐膛負壓、煙氣含量、測點溫度、消耗量等數(shù)十個運行參量的瞬時值、累計值及給定值，并能按需要在鍋爐的結(jié)構(gòu)示意畫面相應(yīng)位置上顯示出參數(shù)值。給操作人員以直觀形象，減少觀察的疲勞和失誤；可按需要隨時打印或定時打印各種參數(shù)和數(shù)據(jù)，能對運行狀況進行準確地記錄，便于事故追查和分析，防止事故的瞞報漏報現(xiàn)象；可在運行中隨時方便的修改各種運行參數(shù)的控制值，并修改系統(tǒng)的控制參數(shù)，達到最佳運行工況；減少了顯示儀表，控制軟件代替了許多復(fù)雜的儀表單元，（例如加法器、微分器、濾波器、限幅報警器等），從而減少了投資也減少了故障率；提高鍋爐熱效率。從已在運行的鍋爐來看，采用計算機控制后熱效率可比以前提高5-10%，據(jù)用戶統(tǒng)計，一臺30T的鍋爐，全年平均負荷70%，以平均熱效率提高5%，計全年節(jié)煤800噸，按每噸煤380元計算每年節(jié)約304000元左右；鍋爐系統(tǒng)中包含鼓風(fēng)機，引風(fēng)機，給水泵，等大功率電動機，由于鍋爐本身特性和選型的因素，這些設(shè)備大部分時間非滿負荷運行，原有方式采用閥門和擋板控制流量，浪費比較嚴重。通過對風(fēng)機水泵進行變頻控制可以平均節(jié)電達到30%-40%；鍋爐是一個多輸入多數(shù)出、非線性動態(tài)對象，諸多調(diào)解量和被調(diào)量間存在著耦合通道。例如當(dāng)鍋爐的負荷變化時，所有的被調(diào)量都會發(fā)生變化。故而理想控制應(yīng)該采用多變量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法只有通過計算機實現(xiàn)比較方便；微機控制系統(tǒng)經(jīng)擴展后可構(gòu)成分級控制系統(tǒng)，可與工廠內(nèi)其他節(jié)點構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng)。這是企業(yè)現(xiàn)代化管理不可缺少的；作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，減輕操作人員的勞動強度。在采用計算機控制的鍋爐控制系統(tǒng)中，有十分周到的安全機制，可以設(shè)置多點聲光報警，和自動連鎖停爐。杜絕由于人為疏忽造成的重大事故。綜合以上所述種種優(yōu)點可以預(yù)見采用計算機控制鍋爐系統(tǒng)是行業(yè)的大勢所趨。利用計算機來提高鍋爐自動化水平，對節(jié)能、環(huán)保安全等諸方面意義重大，符合國家節(jié)能環(huán)保的發(fā)展要求。1．2項目背景鍋爐房現(xiàn)有：2臺20T/H蒸汽鍋爐和1臺15T/H蒸汽鍋爐，手動操作儀表盤3套，變頻驅(qū)動柜3套，其它附屬控制箱若干。進行改造后需拆除鍋爐主控制室的原有操作盤及儀表盤和附屬相關(guān)設(shè)備，增加三套PLC控制系統(tǒng)（盤）和一套計算機控制盤，結(jié)合原有變頻驅(qū)動柜組成PLC的監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對2臺35T/H和1臺15T/H鍋爐運行狀態(tài)、各項參數(shù)的監(jiān)視和鍋爐參數(shù)的自動控制。工程范圍大概包含以下幾部分：鍋爐房自動化控制系統(tǒng)整體設(shè)計；鍋爐儀表操作盤及儀表傳感器制作與安裝；3臺鍋爐控制與儀表電纜電線及橋架敷設(shè)；鍋爐控制軟件的編制與調(diào)試；1.3節(jié)能分析對用戶來說，穩(wěn)定高效節(jié)能的系統(tǒng)才是受歡迎的，才能有發(fā)展前力。節(jié)能效果高低是關(guān)系用戶的切身利益，也是我們一致追求的目標。我們大致計算一些供暖相關(guān)數(shù)據(jù)供貴方參考。1.3.1節(jié)煤分析我們2006年在對遼陽供暖公司40T鍋爐運行（東豐鍋爐廠）檢測，其結(jié)果如下：節(jié)約前：省煤器后過剩氧O2==10%；鼓風(fēng)機入口處溫度Trk==20℃空氣預(yù)熱器后溫度Tpy==200℃根據(jù)英國排煙熱損失計算公式如下：q2=（3.55×21%/（21%—O2）+0.44）×(Tpy—Trk)/100帶入上式如下：q`2=（3.55×21%/（21%—O2）+0.44）×(Tpy—Trk)/100=（3.55×1.91+0.44）×1.8=（6.78+0.44）×1.8=12.996%=13%上了自動控制系統(tǒng)之后：O2=4%其他溫度都不變Q``2=（3.55×21/（21-4）+0.44）×1.8=（3.55×1.235+0.44）×1.8=4.83×1.8=8.69%前后排煙熱損失差為：q2=q`2—q``2=13%-8.69%=4.31%3臺鍋爐計算數(shù)據(jù)為：3臺鍋爐（總噸位55T/H）一小時計算耗煤量公式：55T×150Kg/h=8.25T/1小時節(jié)煤為：8.25T/h×4.31%=0.3555T/h取暖一天按8小時，天數(shù)按350天算，每噸煤價按350元，鍋爐房每年可節(jié)煤費用為：=350元/T×0.3555/h×8小時/天×350天=348，390元1.3.2節(jié)電分析由于鼓、引風(fēng)電機及采用變頻控制技術(shù)使整個控制系統(tǒng)的線性度、可靠性得到了大大提高，除此以外系統(tǒng)具備以下優(yōu)勢：節(jié)能效益明顯降低了運行成本減少大電機啟動對電網(wǎng)的沖擊，同時延長電機使用壽命提高了自動化程度節(jié)省控制柜、減少了維護難度。節(jié)電費用計算公式：F1=（P1+P2）×T1×T2×K×F其中：P1：引風(fēng)機功率（20T：110KW，15T：90KW）P2：鼓風(fēng)機功率（20T：30KW，15T：22KW）T1：鼓、引風(fēng)機每天運行時間（按8小時取）T2：年運行天數(shù)（按350天?。㎏：鼓、引風(fēng)機頻率調(diào)節(jié)系數(shù)（N1/N=0.35~0.65按0.35?。〧：單位電價（0.48元/kwh）因此運行40T/H鍋爐每年可節(jié)電費用為：F1=（110×2+90+30×2+22）×8×350×0.35×0.48=184，396元由于鍋爐已上變頻，此數(shù)據(jù)僅在原來工頻的基礎(chǔ)上計算出來的，由以上節(jié)煤分析來看，用最保守方法估算，鍋爐房運行一年就可收回投資近34萬元，所以從提高效率、節(jié)能能源、減輕勞動強度等長遠角度是值得投資的。2系統(tǒng)方案2.1設(shè)計原則鍋爐微機控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、PLC、上位機、手自動切換操作、執(zhí)行機構(gòu)及閥、電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入微機?？刂葡到y(tǒng)包括手動和自動操作部分，手動控制時由操作人員手動控制，用操作器控制變頻器、滑差電機及閥等，自動控制時對微機發(fā)出控制信號經(jīng)執(zhí)行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，以免鍋爐發(fā)生重大事故。微機控制系統(tǒng)由工控機、顯示器、打印機、PLC、手操器、報警裝置等組成，能完成對給水、給煤、鼓風(fēng)、引風(fēng)等進行自動控制，使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規(guī)定的數(shù)值上，以保證鍋爐的安全運行，平穩(wěn)操作，達到降低煤耗、提高供送汽質(zhì)量的目的，同時對運行參數(shù)如壓力、溫度等有流程動態(tài)模擬圖畫面并配有數(shù)字說明，還可對汽包水位、壓力、爐溫等進行越限報警，發(fā)出聲光信號，還可定時打印出十幾種運行參數(shù)的數(shù)據(jù)。以形成生產(chǎn)日志和班、日產(chǎn)耗統(tǒng)計報表，有定時打印、隨機打印、自定義時間段打印等幾種方式。鍋爐控制系統(tǒng)的硬件配置，目前有幾種，功能較好首推可編程序控制器PLC，適合于多臺大型鍋爐控制，由于PLC具有輸入輸出光電隔離、停電保護、自診斷等功能，所以抗干擾能力強，能置于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場中，故障率低。PLC編程簡單，易于通信和聯(lián)網(wǎng)，多臺PLC進行鏈接及與計算機進行鏈接，實現(xiàn)一臺計算機和若干臺PLC構(gòu)成分布式控制網(wǎng)絡(luò)，另外使用PLC加上位機的控制系統(tǒng)具有很好的擴容性，如需要增加控制點或控制回路只需添加少量輸入輸出模塊即可，為以后的控制系統(tǒng)升級改造和其他功能的添加打下良好基礎(chǔ)，也為以后一機多爐控制系統(tǒng)等其他工廠級自動化網(wǎng)絡(luò)打下良好基礎(chǔ)。雖然，從短期的角度看價格稍高，如果從長遠觀點看，其壽命長，故障率低，易于維修，值得選用。在本方案中我們充分考慮到下面的幾個問題1、方案的先進性：設(shè)計方案符合目前控制系統(tǒng)的發(fā)展潮流，采用國際先進的硬件、軟件技術(shù)。2、可靠性：硬件系統(tǒng)選用德國西門子（SIEMENS）公司的S7-200控制器，該公司的產(chǎn)品是世界一流的。軟件選用國內(nèi)亞控公司的組態(tài)控制軟件，該公司產(chǎn)品是國內(nèi)功能最強大的、最專業(yè)的、最成熟的混合組態(tài)控制軟件。3、實用性：采用合理的配置、低的價格，滿足基地需要。4、操作維護方便：操作站人機界面充分考慮了操作員的方便和習(xí)慣。5、可擴展性：用戶可方便地增加新的鍋爐、換熱站以及管理計算機。6、通訊網(wǎng)絡(luò)：采用目前流行的工業(yè)現(xiàn)場總線。可使熱源廠、換熱站組成區(qū)域網(wǎng)，同時具備聯(lián)網(wǎng)的條件。本技術(shù)方案參考了以往鍋爐控制系統(tǒng)及鍋爐相關(guān)技術(shù)參數(shù)。根據(jù)我單位多年的工程實踐和貴方改造工程的實際運行情況，通過與SIEMENS(德國西門子)公司高性能控制器與我單位先進的控制策略相結(jié)合完全能夠滿足鍋爐的控制要求，尤其是核心控制部分。2.2配置原則本方案由計算機控制系統(tǒng)、可編程控制器、后備手操臺、變頻控制柜（已有）及儀表傳感器等組成。計算機控制系統(tǒng)由一臺工程師站和一臺操作員站組成，計算機采用臺灣研華高性能工業(yè)專用控制計算機EVOC-5000，其配置為P4-2.0CPU以上、256M內(nèi)存、40G硬盤、21″彩色顯示器、40速DVD-ROM、3.5″軟驅(qū)、100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)卡、WindowsXP中文版一套、操作員鍵盤（觸摸防水防塵鍵盤）和組態(tài)王的可編程控制器采用西門子公司的S7-200中小型控制系統(tǒng)，該控制器具有分散控制，組成靈活等特點，具備較高的可靠性、免維護性。后備手操盤每臺鍋爐設(shè)置一臺手操臺(含控制器)，元器件采用品質(zhì)優(yōu)良的進口件，保證設(shè)備使用壽命，配線方法采用標準配法，符合國家安全標準，手操臺上設(shè)置必要的顯示儀表、指示燈、手操器和按鈕。變頻控制柜鼓風(fēng)、引風(fēng)、爐排、除渣、上煤采用1／1控制方式，并具備自動變頻調(diào)速和手動軟啟動功能，柜體采用國家標準GGD柜生產(chǎn)。操作面板上設(shè)置必要的本地操作顯示儀表、指示燈和按鈕。原有變頻設(shè)備不更換，控制線路按現(xiàn)行設(shè)計方案進行一些必要更改。儀表傳感器鍋爐主蒸汽壓力、鍋爐水位、爐膛溫度、排煙溫度、省煤器出口溫度、爐膛負壓等現(xiàn)場信號，采用各類傳感器經(jīng)信號變送器轉(zhuǎn)換成4－20MA電流信號（避免干擾）再經(jīng)可編程序控制器處理進入計算機，作為監(jiān)控、控制、顯示等依據(jù)。關(guān)鍵測點的儀表采用進口產(chǎn)品，其他測點采用合資或國內(nèi)產(chǎn)品。水電煤檢測儀表這些儀表來自中外合資企業(yè)生產(chǎn)的，具有安裝維護方便，計量準確等特點。壓力溫度檢測儀表壓力變送器、差壓變送器、微差壓變送器和溫度變送器選用進口1151系列智能化變送器及合資公司優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。顯示及盤裝儀表采用合資公司的萬能儀表，調(diào)試和維護相當(dāng)簡便。2.3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng)按三級網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，系統(tǒng)主機設(shè)置在主廠房鍋爐控制室內(nèi)。根據(jù)本工程規(guī)模需要系統(tǒng)最好配備一個現(xiàn)場控制站（I/O站）和一個操作員站及一個工程師站，本工程不單獨配置工程師站，其功能由操作員站兼任，現(xiàn)場控制站和操作員站通訊采用PPI多點接口網(wǎng)絡(luò)；對前期工程的3臺鍋爐的監(jiān)控通過PROFIBUS總線采用遠程I/O站的形式，這樣既可以保證設(shè)備就地監(jiān)控，又可以避免信號衰減、干擾，還可以減少線纜購買及敷設(shè)的費用。遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用標準以太網(wǎng)通過鋪設(shè)光纜的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，在調(diào)度室上設(shè)置一臺遠程監(jiān)控站和現(xiàn)場同步數(shù)據(jù)傳輸和更新；在技術(shù)部、副總經(jīng)理、總經(jīng)理辦公室分別設(shè)置一臺遠程瀏覽站，可以通過IE瀏覽器監(jiān)視系統(tǒng)的運行情況。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：技術(shù)辦公室圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖技術(shù)辦公室2.4系統(tǒng)優(yōu)點（1）依據(jù)主蒸汽壓力自動計算控制負荷、自動補償，根據(jù)運行燃燒工況，自行調(diào)整鼓、引風(fēng)機以及爐排機的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)精確供熱控制，使鍋爐始終在最佳工況狀態(tài)下運行，避免大馬拉小車的能源浪費。（2）自動化程度的提高可以減少工人數(shù)量，節(jié)約人工費開資，利用自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)自尋優(yōu)控制，節(jié)煤，節(jié)電，節(jié)水，綜合經(jīng)濟效益顯著，運行費用節(jié)約30-50%（詳細參考節(jié)能分析）。（3）按照設(shè)定參數(shù)運行，自動啟停爐，自動臨測與報警，防止鍋爐跑冒滴滴等現(xiàn)象，減少勞動強度。（4）設(shè)備各項保護功能齊全，并自動提供報警信息以及故障解決方案，提高了設(shè)備的運行安全。（5）自動生成各種運行報表（班報、日報、月報），累計設(shè)備運行時間，隨時可通過計算機查看和控制鍋爐運行狀態(tài)，并對各種參數(shù)進行曲線分析，便于運營成本的分析和控制。（6）由于燃燒效率的提高而減少有害物排放量，減輕環(huán)境污染。（7）變頻調(diào)速的應(yīng)用使主要鼓、引風(fēng)機、爐排機和循環(huán)水泵可變頻調(diào)速控制，使得鍋爐的燃煤量可連續(xù)調(diào)節(jié)，同時大電動機的零帶速軟啟動，大大減輕設(shè)備對電網(wǎng)的影響，也降低了設(shè)備故障率，使整個設(shè)備安全系數(shù)有了大幅度提高，增加了設(shè)備使用壽命。2.5功能簡介1、自動調(diào)節(jié)功能（1）主蒸汽壓力控制鍋爐燃燒系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)的基本任務(wù)，是使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量，適應(yīng)蒸汽負荷的需要。燃燒調(diào)節(jié)是以主蒸汽壓力為主調(diào)量，采用風(fēng)-煤配比控制，通過調(diào)節(jié)爐排轉(zhuǎn)速和鼓風(fēng)機頻率使蒸汽壓力盡快達到設(shè)定要求，同時還要保持經(jīng)濟燃燒和鍋爐的安全運行。目前，中小型煤粉爐控制系統(tǒng)效果不佳主要體現(xiàn)在送風(fēng)和給煤控制上。送風(fēng)控制系統(tǒng)應(yīng)與給煤控制相協(xié)調(diào)，控制在一定的風(fēng)煤比，采用煙氣含氧量修正風(fēng)-煤配比，維持燃燒處在最佳燃燒狀態(tài)，采用時序設(shè)定方式，根據(jù)不同要求時間自動改變蒸汽壓力設(shè)定值，以達到較佳的燃燒工況，實現(xiàn)經(jīng)濟運行。（2）爐膛負壓控制爐膛負壓反映了送風(fēng)量與引風(fēng)量之間的平衡關(guān)系，目標就是要保證鍋爐在運行過程中，始終保持在微負壓的穩(wěn)定狀態(tài)，以保證其安全有效運行，負壓調(diào)節(jié)根據(jù)爐膛負壓信號及鼓風(fēng)量信號構(gòu)成前饋-反饋控制，調(diào)節(jié)引風(fēng)機電機頻率，使爐膛負壓保持在一定的范圍內(nèi)（-20Pa）。（3）汽包液位控制鍋爐給水自動調(diào)節(jié)的任務(wù)是使給水量跟蹤鍋爐的蒸發(fā)量,并使汽包液位保持在工藝允許的范圍內(nèi)。液位控制采用三沖量控制方法，即以給水流量、主蒸汽流量作為補充信號的三參數(shù)控制系統(tǒng)。其中三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)還可分為三沖量單級調(diào)節(jié)和三沖量串級調(diào)節(jié)，水流量調(diào)節(jié)由室外溫度變化和供回水溫差，通過變頻器調(diào)整循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，從而達到控制供水流量的控制方法。（4）過熱蒸汽出口溫度控制

過熱蒸汽的溫度是鍋爐生產(chǎn)過程的重要參數(shù)，一般由鍋爐和生產(chǎn)的工藝確定。從安全生產(chǎn)和經(jīng)濟技術(shù)指標上看，必須控制過熱蒸汽溫度在允許范圍之內(nèi)。在35T鍋爐計算機控制系統(tǒng)中，通常調(diào)節(jié)手段是改變減溫水流量，在結(jié)構(gòu)上，采用一個的單回路控制系統(tǒng)，通過鍋爐的進水系統(tǒng)中鍋爐的減溫水閥控制給水量，進而控制蒸汽溫度。2、手動功能（1）參數(shù)顯示功能：儀表盤上裝有后備顯示儀表可對系統(tǒng)重要工藝參數(shù)進行顯示。（2）手動控制功能：在控制系統(tǒng)中手動控制不可忽視，在初期調(diào)試和正常運行后，一旦自動系統(tǒng)的部分模塊出現(xiàn)任何問題都可及時切換到手動操作和控制，而且手操器有數(shù)字光柱顯示，可方便地知道電動執(zhí)行器或電動調(diào)節(jié)閥的位置，從而保證了整個系統(tǒng)的正常運行。儀表盤上裝有后備手操器，可對系統(tǒng)進行遠程手操。當(dāng)手操器上的手/自動開關(guān)撥于自動位置時，為計算機控制。手動與自動切換為雙向無擾切換。為確保鍋爐在系統(tǒng)或遠程控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時仍能使鍋爐系統(tǒng)維持安全運行，我們在系統(tǒng)設(shè)計時使用了后備操作器，使我們的系統(tǒng)提供了能實現(xiàn)系統(tǒng)與儀表控制系統(tǒng)或手動操作系統(tǒng)、遠程與就地的平穩(wěn)和無擾切換功能，在系統(tǒng)故障排除后可平穩(wěn)、無擾地切換為微機自動控制。3、檢測功能（1）溫度：鍋爐省煤器入口溫度鍋爐省煤器出口溫度鍋爐出口蒸汽溫度空氣予熱器前溫度鍋爐爐膛溫度爐膛出口煙溫（2）壓力：鍋爐主蒸汽壓力系統(tǒng)補水壓力鍋爐爐膛負壓鼓風(fēng)機出口風(fēng)壓引風(fēng)機前負壓爐膛出口壓力（3）其它：鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速引風(fēng)機轉(zhuǎn)速爐排機轉(zhuǎn)速系統(tǒng)用水量設(shè)備耗電量鍋爐耗煤量設(shè)備啟停狀態(tài)指示4、連鎖與報警功能（1）連鎖參數(shù)鍋爐出口蒸汽壓力上下限報警連鎖停爐鍋爐省煤器出口溫度上限報警連鎖停爐爐膛溫度上限報警連鎖停爐鼓風(fēng)、引風(fēng)變頻及爐排上電與遠傳信號的連鎖關(guān)系是：啟動：引風(fēng)→鼓風(fēng)→爐排停止：爐排→鼓風(fēng)→引風(fēng)并留有與超溫、超壓的連鎖接口（2）報警參數(shù)鍋爐出口蒸汽壓力上下限報警鍋爐省煤器出口溫度上下限報警爐膛溫度上限報警系統(tǒng)供水壓力上下限報警鍋爐水位高低限報警爐膛負壓上下限報警變頻故障報警指示5、軟件監(jiān)控具有主要工藝參數(shù)的監(jiān)控、報警、歷史曲線的顯示、報表打印、信息上傳、控制參數(shù)修正等功能。其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。系統(tǒng)總貌系統(tǒng)總貌參數(shù)設(shè)置實時數(shù)據(jù)歷史曲線報警信息報表打印運行記錄數(shù)據(jù)查詢消耗統(tǒng)計用戶管理1#爐工藝3#爐工藝2#爐工藝圖2-2軟件結(jié)構(gòu)圖操作人員通過流程畫面上的提示信息和窗口信息，利用鼠標器逐層選擇即可方便地進行諸如手動/自動切換，遙控操作，流程畫面之間的切換，報表的打印等操作。除非想利用一些特殊功能鍵來實現(xiàn)快速操作，否則，所有的操作不必借助鍵盤。保證了操作的單一性，方便性和可靠性，便于用戶掌握。操作站的組態(tài)軟件（CONFIG）包括連續(xù)控制圖、順序控制圖、梯形邏輯圖、設(shè)定點程序、處方和上/下裝軟件，使用這些組態(tài)軟件可對控制器進行組態(tài)；使用繪圖軟件（DRAW）可在屏幕上繪制工藝流程、工藝參數(shù)、報警狀態(tài)；使用顯示軟件（VIEW）在屏幕上顯示以繪制好的工藝流程、工藝參數(shù)、報警狀態(tài)；用數(shù)據(jù)采集軟件（COLLECT）來搜集所采集的數(shù)據(jù)；用歷史趨勢軟件（HISTORY）來顯示工藝參數(shù)的歷史趨勢；用特殊的EXCEL軟件來打印報表；它還可以設(shè)定多種安全級別，即根據(jù)每個人的工作職務(wù)決定其操作的操作權(quán)限，保證了控制系統(tǒng)的安全運行，防止了無權(quán)人員的誤操作。為了形象地監(jiān)視、分析和操作整個鍋爐控制過程，共生成了鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、主蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、爐排控制系統(tǒng)、爐膛負壓控制系統(tǒng)、自動補水系統(tǒng)、上煤及除渣系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)、排煙污染情況監(jiān)測等動態(tài)流程畫面。另外，為了方便開車調(diào)試、事故分析、控制方案修改，還設(shè)置了總貌畫面、報警顯示畫面、棒圖顯示畫面、調(diào)整參數(shù)畫面、報表打印畫面、實時趨勢、歷史趨勢畫面和系統(tǒng)自檢畫面。1）流程畫面：以流程圖的形式，通過圖形符號的顏色變化、閃爍等方式，動態(tài)顯示鍋爐的運行狀態(tài)，操作人員可通過此畫面直觀了解鍋爐的各工藝參數(shù)。2）工藝參數(shù)畫面：將PLC采集來的各工藝參數(shù)與其對應(yīng)的名稱、位號以表格形式實時的顯示出來。而且通過檢測到的參數(shù)及其他輸入?yún)?shù)，可顯示對鍋爐正平衡熱效率所進行的實時計算、累積、對比結(jié)果等，用以考核運行人員的工作情況。3）調(diào)節(jié)畫面：將系統(tǒng)各控制回路的運行狀態(tài)和有關(guān)參數(shù)以調(diào)節(jié)棒圖的形式顯示出來。操作人員利用鍵盤或鼠標方便地對各控制回路的控制參數(shù)（SV、P、I、D等）進行在線修正。也可對控制回路進行自動/手動切換，實現(xiàn)遙控操作。4）報警畫面：用于記錄何時何處有何報警，以便有關(guān)人員查詢。同時實現(xiàn)安全聯(lián)鎖控制，報警及事故處理自動控制，并具有自診斷、自恢復(fù)功能。5）歷史趨勢畫面：用于記錄系統(tǒng)主要工藝參數(shù)，一班、一天、一個月或一個供暖期的數(shù)據(jù)，以曲線的形式顯示出來，包括溫度連續(xù)圖、流量連續(xù)圖等，以便管理人員檢查，分析鍋爐及整個供暖期的運行狀態(tài)，為今后生產(chǎn)管理提供真實的數(shù)據(jù)。注：在任何畫面中，如系統(tǒng)發(fā)生報警都將在該畫面中提示報警信息，提醒操作人員進行報警查詢和做出相應(yīng)處理。系統(tǒng)的各個模擬采樣參數(shù)均以數(shù)字形式實時的顯示出來，并以液位的上下動作，變頻調(diào)速轉(zhuǎn)動速率變化，管道介質(zhì)的流動等形象地顯示出來。開關(guān)量的采樣參數(shù)以電機的轉(zhuǎn)動，或圖形符號的顏色變化，閃爍等方式動態(tài)顯示。對于需控制的參數(shù)，均設(shè)制了開窗口功能，利用鼠標器可以方便地打開、關(guān)閉子窗口。在子窗口中，可以利用鼠標器或鍵盤方便地調(diào)整控制參數(shù)（PID調(diào)節(jié)具有自整定功能），手動/自動切換，以及遙控操作。為了方便用戶的操作，還設(shè)置了一些特殊功能鍵，實現(xiàn)了一些電器的點動操作和畫面的快速切換。操作站還配置了一臺打印機，其一專門負責(zé)隨時打印報警，操作記錄，便于事故分析。其二負責(zé)定時或隨時打印歷史趨勢、運行日志等報表。運行日志報表可以利用EXCEL報表軟件生成各種自由格式報表。6）網(wǎng)絡(luò)遠傳功能隨著Internet科技日益滲透到生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域，自動化軟件的e趨勢已發(fā)展成為整合IT與自動化的關(guān)鍵。并且不同工作職責(zé)的使用者使用各自的授權(quán)口令完成各自的操作，這包括現(xiàn)場的操作者可以完成設(shè)備的起停，中控室的工程師可以完成工藝參數(shù)的整定，辦公室的決策者可以實時掌握生產(chǎn)成本、設(shè)備利用率及產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。Internet功能逼真再現(xiàn)功能畫面，可使在任何時間任何地點均可實時掌控每一個運行細節(jié)、現(xiàn)場的流程畫面、過程數(shù)據(jù)、趨勢曲線、生產(chǎn)報表(支持報表打印和數(shù)據(jù)下載)、操作記錄和報警等均輕松瀏覽。當(dāng)然您必須要有授權(quán)口令才能完成這些。用戶還可以自己編輯發(fā)布的網(wǎng)站首頁信息和圖標，成為真正企業(yè)信息化的廠區(qū)。總之，以Web技術(shù)為核心的Internet使管控一體化系統(tǒng)更接近用戶，更接近應(yīng)用，更有利于網(wǎng)絡(luò)的進一步擴展。是當(dāng)今信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢的主流。3控制方法簡述3.1概述圖1：工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖常見的工業(yè)鍋爐系統(tǒng)如圖1所示。首先除氧水通過給水泵進入給水調(diào)節(jié)閥，通過給水調(diào)節(jié)閥進入省煤器，冷水在經(jīng)過省煤器的過程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱，變成溫水進入汽包，在汽包內(nèi)加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽，蒸汽通過主蒸汽閥輸出?？諝饨?jīng)過鼓風(fēng)機進入空氣預(yù)熱器，在經(jīng)過空氣預(yù)熱器的過程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱，變成熱空氣進入爐膛。煤經(jīng)過煤斗落在爐排上，在爐排的緩慢轉(zhuǎn)動下煤進入爐膛被前面的火點燃，在燃燒過程中發(fā)出熱量加熱汽包中的水，同時產(chǎn)生熱煙氣。在引風(fēng)機的抽吸作用下經(jīng)過省煤氣和空氣預(yù)熱器，把預(yù)熱傳導(dǎo)給進入鍋爐的水和空氣。通過這種方式使鍋爐的熱能得到節(jié)約。降溫后的煙氣經(jīng)過除塵器除塵，去硫等一系列凈化工藝通過煙囪排出。圖1：工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖鍋爐微機控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、PLC、上位機、手自動切換操作、執(zhí)行機構(gòu)及閥、電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入微機?？刂葡到y(tǒng)包括手動和自動操作部分，手動控制時由操作人員手動控制，用操作器控制變頻器、滑差電機及調(diào)節(jié)閥等，自動控制時對微機發(fā)出控制信號經(jīng)執(zhí)行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，以免鍋爐發(fā)生重大事故。微機控制系統(tǒng)由工控機、顯示器、打印機、PLC、手操器、報警裝置等組成，能完成對給水、給煤、鼓風(fēng)、引風(fēng)等進行自動控制，使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規(guī)定的數(shù)值上，以保證鍋爐的安全運行，平穩(wěn)操作，達到降低煤耗、提高送汽質(zhì)量的目的，同時對運行參數(shù)如壓力、溫度等有流程動態(tài)模擬圖畫面并配有數(shù)字說明，還可對汽包水位、壓力、爐溫等進行越限報警，發(fā)出聲光信號，還可定時打印出十幾種運行參數(shù)的數(shù)據(jù)。以形成生產(chǎn)日志和班、日消耗統(tǒng)計報表，有定時打印、隨機打印、自定義時間段打印等幾種方式。鍋爐控制系統(tǒng)的硬件配置，目前有幾種，功能較好首推可編程序控制器PLC，適合于多臺大型鍋爐控制，由于PLC具有輸入輸出光電隔離、停電保護、自診斷等功能，所以抗干擾能力強，能置于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場中，故障率低。PLC編程簡單，易于通信和聯(lián)網(wǎng)，多臺PLC進行鏈接及與計算機進行鏈接，實現(xiàn)一臺計算機和若干臺PLC構(gòu)成分布式控制網(wǎng)絡(luò)，另外使用PLC加上位機的控制系統(tǒng)具有很好的擴容性，如需要增加控制點或控制回路只需添加少量輸入輸出模塊即可，為以后的控制系統(tǒng)升級改造和其他功能的添加打下良好基礎(chǔ)，也為以后一機多爐控制系統(tǒng)等其他工廠級自動化網(wǎng)絡(luò)打下良好基礎(chǔ)。雖然，從短期的角度看價格稍高，如果從長遠觀點看，其壽命長，故障率低，易于維修，值得選用。3.2鍋爐控制系統(tǒng)中各控制回路的介紹鍋爐控制系統(tǒng)，一般有汽包液位、燃燒控制、主蒸汽壓力、爐膛負壓、送風(fēng)等控制系統(tǒng)。鍋爐的燃燒控制實質(zhì)上是能量平衡系統(tǒng)，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標，不斷根據(jù)用汽量與壓力的變化調(diào)整燃料量與送風(fēng)量，同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用。3.2.1汽包液位控制本質(zhì)任務(wù)是使給水流量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，以維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。給水自動調(diào)節(jié)的另一個任務(wù)是保持給水穩(wěn)定。在整個控制回路中要全面考慮這兩方面的任務(wù)。在控制回路中被調(diào)參數(shù)是汽包水位（H），調(diào)節(jié)機構(gòu)是給水調(diào)解閥，調(diào)節(jié)量是給水流量（W）。對汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生擾動的因素有蒸發(fā)量D、爐膛熱負荷（燃料量M），給水量（W）。①蒸發(fā)量D擾動作用下水位對象的動態(tài)特性當(dāng)給水流量不變，蒸發(fā)量忽然增加△D時，如果只從物質(zhì)不平衡角度來看，則反映曲線如圖2(a)中的H1(t)所示，但由于蒸發(fā)量增加時，汽包容積增加，水位將上升，水位的反映曲線如圖2(a)中的H2(t)所示。H1(t)和H2(t)相結(jié)合，實際的水位階躍反應(yīng)曲線如圖2(a)中的H(t)所示。②爐膛負荷擾動（燃料量M擾動）時水位對象的動態(tài)特性燃料量增加△M時，蒸發(fā)量大于給水量，水位下降。但開始是由于有虛假水位存在，水位線上升，然后再下降。如圖2(b)中所示。③給水流量（W）擾動時的水位對象的動態(tài)特性當(dāng)蒸發(fā)量不變，而給水量階躍擾動時。汽包水位如圖2(c)所示。在開始階段。由于剛進入得水水溫較低。使汽水混合物中的汽泡吞量減少。水位下降，如圖2(c)中的H1(t)所示。而H2(t)反映了物質(zhì)不平衡引起的水位變化，H1(t)和H2(t)相加得到了總的給水量擾動的階躍反應(yīng)曲線H(t)。圖3：汽包液位控制框圖由于給水調(diào)節(jié)對象沒有自平衡能力，又存在滯后。因此在一般鍋爐控制系統(tǒng)中汽包液位回路采用閉環(huán)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所謂三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是把給水流量W，汽包水位H，蒸汽流量D三個變量通過運算后調(diào)節(jié)給水閥的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。具體調(diào)節(jié)過程方框圖如圖3所示。先通過蒸汽流量變送器和給水流量變送器取得各自的信號乘以相應(yīng)的比例系數(shù)，通過比例系數(shù)可以調(diào)節(jié)蒸汽流量或給水流量對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響力度。通過差壓變送器取得水位信號作為主調(diào)節(jié)信號H。如果水位設(shè)定值為G，那么在平衡條件下應(yīng)有D*Dk-W*Wk+H-G=0的關(guān)系式存在。其中Dk為蒸汽流量系數(shù)Wk為給水流量系數(shù)。如果再設(shè)定時，保證在穩(wěn)態(tài)下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。此時調(diào)節(jié)器的輸出就與符合對應(yīng)，給水閥停在某一位置上。若有一個或多個信號發(fā)生變化，平衡狀態(tài)被破壞，PI調(diào)節(jié)模塊的輸出必將發(fā)生變化。當(dāng)水位升高了，則調(diào)節(jié)模塊的輸出信號就減小，使得給水調(diào)節(jié)閥關(guān)小。反之，當(dāng)水位降低時，調(diào)節(jié)模塊的輸出值增大，使給水閥開大。實踐證明三沖量給水單極自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)能保持水位穩(wěn)定，且給水調(diào)節(jié)閥動作平穩(wěn)。鍋爐給水系統(tǒng)中還有一個比較重要的控制回路是給水壓力回路，因為汽包內(nèi)壓力較高，要給鍋爐補水必須提供更高的壓力，給水壓力回路的作用是提高水壓，使水能夠正常注入汽包。但在蒸汽流量未達到滿負荷時，對給水流量的要求也不高。在老式的鍋爐系統(tǒng)中一般采用給水泵一直以工頻方式運轉(zhuǎn)，用回流閥降低水壓防止爆管，現(xiàn)在一般采用通過變頻器恒壓供水的方式控制水壓，具體實現(xiàn)方式是：系統(tǒng)下達指令由變頻器自動啟動第一臺泵運行，系統(tǒng)檢測給水管的水壓，當(dāng)變頻器頻率上升到工頻時，如水壓未達到設(shè)定的壓力值，系統(tǒng)自動將第一臺電機切換至工頻直供電，并由變頻器拖動第二臺水泵運行，如變頻器運行到工頻狀態(tài)時供水母管壓力仍未達到設(shè)定壓力值系統(tǒng)自動將第二臺水泵切換至工頻直供電，再由變頻器拖動第三臺運行，依次類推，直至壓力達到設(shè)定值。若鍋爐需要的給水量減少，變頻控制系統(tǒng)可自動降低變頻器的運行頻率，如變頻器的頻率到零仍不能滿足要求，則變頻器自動切換至前一臺水泵進行變頻運行，依次類推。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的實質(zhì)是：始終利用一臺變頻器自動調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，切換時間以管網(wǎng)的實際壓力和設(shè)定壓力的差值決定，同時保證管網(wǎng)的壓力動態(tài)恒定。值得注意的是為了防止變頻器報警停機或其他故障造成水泵不轉(zhuǎn)會引起鍋爐缺水，所以應(yīng)該加反饋裝置確保變頻器正常工作。除此之外鍋爐的供水系統(tǒng)中還包括除氧器壓力控制和除氧器水位控制，除氧器壓力控制主要是為了保證除氧器口有足夠的蒸汽壓力用于將軟化水除氧，這是一個單閉環(huán)控制回路，輸入?yún)?shù)是除氧器壓力輸出參數(shù)控制除氧器進汽閥。除氧器水位控制主要是為了保證除氧器內(nèi)有足夠的水提供給鍋爐，這是一個單閉環(huán)控制回路輸入?yún)?shù)，是除氧器水位輸出參數(shù)控制除氧器進水閥。3.2.2燃燒過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選擇雖然與燃燒的種類和供給系統(tǒng)、燃燒方式以及鍋爐與負荷的聯(lián)結(jié)方式都有關(guān)系，但是燃燒過程自動調(diào)節(jié)的任務(wù)都是一樣的。歸納起來，燃燒過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)有三大任務(wù)：①維持汽壓恒定。汽壓的變化表示鍋爐蒸汽量和負荷的耗汽量不相適應(yīng)，必須相應(yīng)地改變?nèi)剂狭?，以改變鍋爐的蒸汽量。②保證燃燒過程的經(jīng)濟性。當(dāng)燃料量改變時，必須相應(yīng)地調(diào)節(jié)送風(fēng)量，使它與燃料量相配合，保證燃燒過程有較高的經(jīng)濟性。③調(diào)節(jié)引風(fēng)量與送風(fēng)量相配合，以保證爐膛壓力不變。燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般有三個被調(diào)參數(shù)，汽壓p、煙氣含氧量a和爐膛負壓pt。一般有3個調(diào)節(jié)量，他們是燃料量M，送風(fēng)量F和引風(fēng)量Y。燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對象對于燃料量，根據(jù)燃料種類的不同可能是爐排電機，也可能是燃料閥。對于送風(fēng)量和引風(fēng)量一般是擋板執(zhí)行機構(gòu)或變頻器。燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個多參數(shù)變量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常把它簡化成互相聯(lián)系，密切配合但又相對獨立的3個單變量系統(tǒng)來實現(xiàn)。為便于分析，下面我們按3個系統(tǒng)來分別分析。這三個系統(tǒng)分別是以燃料量維持鍋爐壓力恒定的蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以送風(fēng)量維持鍋爐經(jīng)濟燃燒的送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以引風(fēng)量維持爐膛負壓穩(wěn)定的爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3.2.3引起蒸汽壓力變化的主要原因是燃料量和用汽負荷發(fā)生變化。其控制結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，動態(tài)特性如下。①燃料量擾動下的汽壓變化特性在用汽負荷不變的情況下，如鍋爐燃料量(B)發(fā)生△B的階躍擾動，此時汽壓的飛升曲線如圖4(a)所示。此時對象沒有自平衡能力，具有較大的遲滯和慣性。但如果鍋爐出口的用汽閥門開度不變，那么由于汽壓因燃料量擾動而發(fā)生變化時，蒸汽流量也將發(fā)生變化。由于汽壓變化時，蒸汽流量增大自發(fā)地限制了汽壓的變化，因此對象有平衡能力。此時汽壓的飛升曲線如圖4(b)所示。②用汽負荷擾動下的汽壓變化特性負荷階躍擾動下，汽壓變化的動態(tài)特性也有下列兩種情況：當(dāng)用汽閥門階躍擾動時，對象表現(xiàn)出具有自平衡能力，沒有延遲，但有較大的慣性，并有一個與閥門變化成比例的啟始飛躍，飛升曲線如圖4(c)所示；當(dāng)用汽量階躍擾動時，其飛升曲線如圖4(d)所示，此時對象沒有自平衡能力，如果不及時增加進入鍋爐的燃料量，那么，汽壓將一直下降。圖5：主蒸汽壓力控制結(jié)構(gòu)圖3.2.4送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作好壞，直接影響爐膛的空氣過剩系數(shù)的變化也就是排出煙氣的含氧量。引起空氣過剩系數(shù)變化的主要擾動是燃料量和送風(fēng)量配比。風(fēng)量擾動下對象的動態(tài)特性具有較大的自平衡能力，幾乎沒有延遲和慣性，近似為一比例環(huán)節(jié)。而燃料量擾動時，需經(jīng)過輸送和燃燒過程而略有延遲。由于送風(fēng)系統(tǒng)幾乎沒有延遲和慣性。所以在燃料充足的情況下送風(fēng)量的大小將比較直接的反應(yīng)在鍋爐的蒸汽壓力上。那么怎樣才能保證股風(fēng)量和燃料量的搭配適宜，這里我們引入了風(fēng)煤比這個概念。風(fēng)煤比就是在當(dāng)前風(fēng)量下所能燃燒的煤的最大值。在控制作用中風(fēng)煤比主要是根據(jù)當(dāng)前風(fēng)量來限制爐排的轉(zhuǎn)速，防止由于風(fēng)量不夠?qū)е旅翰荒艹浞秩紵?。該參?shù)對節(jié)煤和環(huán)保都有很大意義。因為如果不能充分燃燒將會導(dǎo)致煤渣的含炭量增高，這樣比較浪費煤，同時還會造成煙氣含炭量增高影響排放。3.2.5爐膛負壓自動調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性較好，但擾動通道的飛升時間很短，飛升速度很快。根據(jù)以上對燃燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)對象的分析，下面我們針對燃燒自動控制系統(tǒng)三個任務(wù)對控制采用的方案進行分析。燃燒過程控制系統(tǒng)一般采用的控制流程圖如圖5（a）所示，先通過蒸汽壓力變送器經(jīng)濾波后取得信號，與設(shè)定蒸汽壓力進行比較，判斷出鼓風(fēng)PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的方向和大小，通過鼓風(fēng)PI調(diào)節(jié)單元計算出鼓風(fēng)變頻器的輸出大小。同時把該信號輸出給風(fēng)煤比計算單元，相應(yīng)的算出在當(dāng)時的風(fēng)量下爐排的最大輸出值。再把蒸汽壓力的差值信號送給爐排PI調(diào)節(jié)器，通過爐排PI調(diào)節(jié)單元計算出爐排變頻器的輸出大小。經(jīng)過風(fēng)煤比限位，輸出給爐排變頻器。在實際調(diào)試過程中我們往往把鼓風(fēng)PI調(diào)節(jié)中的比例系數(shù)設(shè)的比爐排PI單元的大，這樣可以很好的保證鼓風(fēng)系統(tǒng)對蒸汽壓力的敏感度要高于爐排。爐膛負壓的大小對于節(jié)能影響很大。負壓大，被煙氣帶走的熱量大，熱損失增加，煤耗量增大，理想運行狀態(tài)應(yīng)在微負壓狀態(tài)。它能明顯增加懸浮煤顆粒在爐膛內(nèi)的滯留時間，增加沉降，減少飛灰，使煤充分燃燒提高熱效率。但由于負荷變化，需要改變給煤量和送風(fēng)量，隨之也要改變引風(fēng)量，以保證爐膛負壓的穩(wěn)定，但由于系統(tǒng)有一定的滯后時間，為避免鼓風(fēng)變化而引起爐膛負壓的波動，系統(tǒng)中引入鼓風(fēng)信號作為前饋信號對引風(fēng)機進行超前調(diào)節(jié)。爐膛負壓控制系統(tǒng)一般采用的控制流程圖如圖5（b）所示，調(diào)節(jié)原理比較簡單屬于單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它的輸入量是爐膛負壓輸出量是引風(fēng)變頻器，同時引入鼓風(fēng)量作為前饋信號。另外系統(tǒng)各回路中都設(shè)置了手自動兩種操作方式，為了實現(xiàn)無擾動切換，系統(tǒng)引入了各控制對象的反饋值，在手動操作時PLC輸出會自動跟蹤控制對象的反饋，當(dāng)切換到自動狀態(tài)時可以進行無擾動切換，使系統(tǒng)平穩(wěn)的過渡到自動狀態(tài)。4系統(tǒng)工程條件4.1引用的規(guī)范和標準提供的系統(tǒng)符合以下標準和規(guī)范：ANSI/NFPA70 國家電氣規(guī)范ANSI/IEEE488 可編程儀表的數(shù)字接口ISAIPTS68 熱電偶換算表ISARP55.1 數(shù)字處理計算機硬件測試ISAS18.1 報警順序和規(guī)范ANSI/ISAS5.1 P&I儀表符號和說明IEC1131-3 國際可編程控制組態(tài)語言標準ANSI/NEMAICS4 工業(yè)控制設(shè)備和系統(tǒng)的端子排ANSI/NEMAICS6 工業(yè)控制設(shè)備和系統(tǒng)的外殼ANSI/IEEE472 沖擊電壓隨能力導(dǎo)則（SWC）UL44 橡膠導(dǎo)線、電纜的安全標準4.2工作環(huán)境條件相對濕度5－90％（不結(jié)露）。環(huán)境溫度0－40℃，溫度變化率不大于10℃抗震，4g加速度在40－50Hz。4.3電源系統(tǒng)1）控制系統(tǒng)設(shè)置專用的3kVAUPS供電。2）控制器柜內(nèi)的電源可向現(xiàn)場變送器提供24VDC工作電源。3）由I/O站供電的設(shè)備短路故障時將其切除。4.4系統(tǒng)接地1)系統(tǒng)采用單點接地，從機柜地到接地點電阻<1Ω,系統(tǒng)接地電阻≦4Ω2)傳感器接線端子E-GND端子應(yīng)接爐體旁地。3)線纜屏蔽只在單端接地，接地電阻<1歐姆。4)電源公共端在操縱臺接地。5)PLC接地端與地間接地電阻必須小于1毆姆。6)連接到相關(guān)儀器的電子設(shè)備不能使用或產(chǎn)生超過250VRMS，一同布線的線纜間應(yīng)能承受250VRMS的絕緣耐壓。7)所有接線必須滿足本地的安全標準和國家標準。4.5系統(tǒng)可靠性指標本系統(tǒng)的電源、控制器、服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)均有較高的可靠性，整體系統(tǒng)的可靠性指標大于10年。主要設(shè)備的平均無故障時間如下：平均無故障時間表（單位：年）可編程控制器6直流電源6低壓電氣10工業(yè)控制計算機4顯示器4流量計8電動執(zhí)行器8差壓變送器10壓力變送器10溫度傳感器10渦街流量計8重錘料位計5隔離器10手操器105近二年主要工程業(yè)績序號單位說明1大連綠波小區(qū)（大連）2臺65T/H鍋爐控制2大連陸軍學(xué)院（大連金州）3臺10T/H鍋爐控制3總裝31基地（吉林白城）30T/H鍋爐控制4沈陽軍區(qū)聯(lián)勤部（遼寧沈陽）3臺20T/H鍋爐控制5沈陽軍區(qū)政治部（遼寧沈陽）2臺10T/H鍋爐控制6陸軍第16集團軍軍部（吉林長春）2臺10T/H鍋爐控制7第203醫(yī)院（黑龍江齊齊哈爾）3臺6T/H鍋爐控制869師機關(guān)（黑龍江哈爾濱）4臺6T/H鍋爐控制9116師機關(guān)（遼寧海城）2臺6T/H鍋爐控制1016軍炮兵旅（吉林延邊）2臺6T/H鍋爐控制11裝甲3師（吉林四平）2臺4T/H鍋爐控制基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)HYPERLINK"/deta