基于PLC的鍋爐燃燒控制系統(tǒng)方案

頁腳頁腳.頁腳頁腳.PLC1、引言燃燒掌握系統(tǒng)是電廠鍋爐的主控系統(tǒng)，主要包括燃料掌握系統(tǒng)、風(fēng)量掌握系統(tǒng)、爐膛壓力掌握系統(tǒng)。目前大局部電廠的鍋爐燃燒掌握系統(tǒng)仍舊承受PID掌握。燃燒掌握系統(tǒng)由主蒸汽壓力掌握和燃燒率掌握組成串級掌握系統(tǒng)，其中燃燒率掌握由燃料量掌握、送風(fēng)量掌握、引風(fēng)量掌握構(gòu)成，各個子掌握系統(tǒng)分別通過不同的測量、掌握手段來保證經(jīng)濟(jì)燃燒和安11燃燒掌握系統(tǒng)構(gòu)造圖2、掌握方案鍋爐燃燒自動掌握系統(tǒng)的根本任務(wù)是使燃料燃燒所供給的熱量適應(yīng)外界對鍋爐輸出的蒸汽負(fù)荷的要求，同時還要保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一臺鍋爐的燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量三者的掌握任務(wù)是不行分開的，可以用三個掌握器掌握這三個掌握變量，但彼此之間應(yīng)相互協(xié)調(diào)，才能牢靠工作。對給定出水溫度的狀況，則需要調(diào)整鼓風(fēng)量與給煤量的比例，使鍋爐運(yùn)行在最正確燃燒狀態(tài)。同時應(yīng)使?fàn)t膛存在肯定的負(fù)壓，以維持鍋爐熱效率、避開爐膛過熱向外噴火，保證了人員的安全和環(huán)境衛(wèi)生。掌握系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)燃燒過程自動掌握系統(tǒng)的方案，與鍋爐設(shè)備的類型、運(yùn)行方式及掌握要求有關(guān)，對不同的狀況與要求，掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不一樣。將單元機(jī)組燃燒過程被控對象看作是一個多變量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)掌握系統(tǒng)時，充分考慮工程實(shí)際問題，既保證符合運(yùn)行人員的操作習(xí)慣，22單元機(jī)組燃燒過程掌握原理圖P為機(jī)組負(fù)荷熱量信號為D+dPbdt。掌握系統(tǒng)包括：滑壓運(yùn)行主汽壓力設(shè)定值計(jì)算模塊〔由熱力系統(tǒng)試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，再擬合成可用DCS折線功能塊實(shí)現(xiàn)的曲線〕、負(fù)荷—送風(fēng)量模糊計(jì)算模塊、主蒸汽壓力掌握系統(tǒng)和送、引風(fēng)掌握系統(tǒng)等。主蒸汽壓力掌握系統(tǒng)承受常規(guī)串級PID燃料量掌握系統(tǒng)當(dāng)外界對鍋爐蒸汽負(fù)荷的要求變化時，必需相應(yīng)的轉(zhuǎn)變鍋爐燃燒的燃料量。燃料量掌握是鍋爐掌握中最根本也是最主要的一個系統(tǒng)。由于給煤量的多少既影響主汽壓力，也影響送、引風(fēng)量的掌握，還影響到汽包中蒸汽蒸發(fā)量及汽溫等參數(shù)，所以燃料量掌握對鍋爐運(yùn)33燃料量掌握策略其中：NBBF(x)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。設(shè)置燃料量掌握子系統(tǒng)的目的之一就是利用它來消退燃料側(cè)部的自發(fā)擾動，改善系統(tǒng)的調(diào)整品質(zhì)。另外，由于大型機(jī)組容量大，各局部之間聯(lián)系親熱，相互影響不行無視。特別是燃料品種的變化、投入的燃料供給裝置的臺數(shù)不同等因素都會給掌握系統(tǒng)帶來影響。燃料量掌握子系統(tǒng)的設(shè)置也為解決這些問題供給了手段。送風(fēng)量掌握系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃燒，當(dāng)燃料量轉(zhuǎn)變時，必需相應(yīng)的轉(zhuǎn)變送風(fēng)量，使送風(fēng)量與燃料量4。4燃料量與送風(fēng)量關(guān)系燃燒過程的經(jīng)濟(jì)與否可以通過剩余空氣系數(shù)是否適宜來衡量，過?？諝庀禂?shù)通常用煙氣的含氧量來間接表示。實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃燒最根本的方法是使風(fēng)量與燃料量成肯定的比例。送風(fēng)量掌握子系統(tǒng)的任務(wù)就是使鍋爐的送風(fēng)量與燃料量相協(xié)調(diào)，可以到達(dá)鍋爐的最高熱效率，保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，但由于鍋爐的熱效率不能直接測量，故通常通過一些間接的5所示，以實(shí)測的燃料量BV和燃料量B5燃料量空氣調(diào)整系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，系統(tǒng)可保證燃料量和送風(fēng)量間滿足選擇使送風(fēng)量略大于B可以消退來自負(fù)荷側(cè)和燃料側(cè)的各種擾動。引風(fēng)量掌握系統(tǒng)為了保持爐膛壓力在要求的圍，引風(fēng)量必需與送風(fēng)量相適應(yīng)。爐膛壓力的凹凸也關(guān)系著鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。爐膛壓力過低會使大量的冷風(fēng)漏入爐膛，將會增大引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷和排煙損失，爐膛壓力太低甚至?xí)鸨环粗疇t膛壓力高且高出大氣壓力的時候，會使火焰和煙氣冒出，不僅影響環(huán)境衛(wèi)生，甚至可能影響設(shè)備和人生安全。引風(fēng)量掌握子系統(tǒng)的任務(wù)是保證肯定的爐膛負(fù)壓力，且爐膛負(fù)壓必需掌握在允許圍，一般在-20Pa掌握爐膛負(fù)壓的手段是調(diào)整引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量，其主要的外部擾動是送風(fēng)量。作為調(diào)整對象，爐膛煙道的慣性很小，無論在擾和外擾下，都近似一個比例環(huán)節(jié)。一般承受單回路66引風(fēng)量掌握子系統(tǒng)圖中為爐膛負(fù)壓給定值，SQV負(fù)壓實(shí)際上打算于送風(fēng)量和引風(fēng)量的平衡，故利用送風(fēng)量作為前饋信號，以改善系統(tǒng)的調(diào)整性能。另外，由于調(diào)整對象相當(dāng)于一個比例環(huán)節(jié)，被調(diào)量反響過于靈敏，為了防止小幅度偏差引起引風(fēng)機(jī)擋板的頻繁動作，可設(shè)置調(diào)整器的比例帶自動修正環(huán)節(jié)，使得在小偏差時增大調(diào)整器的比例帶。對于負(fù)壓S的測量信號，也需進(jìn)展低通濾波，以抑制測量值的猛烈波動。3、系統(tǒng)硬件配置在鍋爐燃燒過程中，用常規(guī)儀表進(jìn)展掌握，存在滯后、間歇調(diào)整、煙氣中氧含量超過給定值、低負(fù)荷和煙氣溫度過低等問題。承受PLC對鍋爐進(jìn)展掌握時，由于它的運(yùn)算速度快、精度高、準(zhǔn)確牢靠，可適應(yīng)簡單的、難于處理的掌握系統(tǒng)。因而，可以解決以上由常規(guī)儀表掌握難以解決的問題。所選擇的PLC系統(tǒng)要求具有較強(qiáng)的兼容性，可用最小的投資使系統(tǒng)建成及運(yùn)轉(zhuǎn)；其次，當(dāng)設(shè)計(jì)的自動化系統(tǒng)要有所轉(zhuǎn)變時，不需要重編程，對輸入、輸出系統(tǒng)不需要再重接線，不須重培訓(xùn)人員，就可使PLC系統(tǒng)升級；最終，系統(tǒng)性能較高。77硬件構(gòu)造圖依據(jù)系統(tǒng)的要求，選取西門子PLCS7-200CPU226作為掌握核心，同時還擴(kuò)展了2EM2311個CP243-1CPU226的IO2416，這樣完全可以滿足系統(tǒng)的要求。同時，選用了EM231模塊，它是AD4頁腳頁腳.頁腳頁腳.12位AD，其采樣速度25μs，溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器以及含氧檢測傳感器的0～5V，EM231模塊自動完成ADS7-200的PPI接口的物理特性為RS-485，可在PPI、MPI為實(shí)現(xiàn)PLC為實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能，如系統(tǒng)狀態(tài)以及變量圖形顯示、參數(shù)修改等，還擴(kuò)展了一塊Eview500CP243-1S7-200遠(yuǎn)距離交換數(shù)據(jù)，與其他的S7-200進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸，通信基于TCPIP，安裝便利、簡潔。4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)掌握程序承受STEP7-MicroWin88軟件主框圖S7-200PLC給出了一條PIDPID用戶的使用。使用PID頁腳頁腳.頁腳頁腳.比例系數(shù)和積分時間常數(shù)確實(shí)定。應(yīng)依據(jù)閱歷值和反復(fù)調(diào)試確定。調(diào)整量、給定量、輸出量等參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)歸一化轉(zhuǎn)換。按正確挨次填寫PID〔LOOPTABLE〕，安排好各參數(shù)地址。5、完畢語單元機(jī)組燃燒過程掌握系統(tǒng)在某火電廠發(fā)電機(jī)組鍋爐協(xié)調(diào)掌握系統(tǒng)中投入使用。實(shí)際運(yùn)行狀況說明：由于引入負(fù)荷模糊前饋，使得鍋爐燃燒掌握系統(tǒng)作為協(xié)調(diào)掌握的子系統(tǒng)，跟隨機(jī)組負(fù)荷變化的力量顯著提高，風(fēng)煤比能夠在靜態(tài)和動態(tài)過程中保持全都；送、引風(fēng)掌握系統(tǒng)在規(guī)律掌握系統(tǒng)的協(xié)作下運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性提高，爐膛負(fù)壓波動減小，滿足了運(yùn)行的要求；在機(jī)組負(fù)荷不變時，鍋爐燃燒穩(wěn)