贝加莱PCC可编程计算机控制器在锅炉自动控制中的应用

【摘　要】采用可编程计算机控制器对锅炉生产实现自动控制,介绍了控制系统的原理及软件构成。 1 　概述 我厂锅炉房有3台锅炉,系统采用PCC- 2005 控制装置,它既有逻辑控制、计时、计数、分支程序、子程序等顺序控制功能,又有数据处理,模拟量调节,操作显示,联网通信等功能的控制系统。本课题尝试把系统硬件高可靠性与软件功能的完善性相结合,使系统长期可靠运行成为可能。 2 　系统结构及功能 系统采用IBMPCPAT 工业控制机和PCC- 2005 模块,整个系统由上位管理和下位控制机构成,系统构成如图1 所示。 用于锅炉本体数据采集及燃烧控制的PCC - 2005IPO 模块有: 模拟量输入模块3AI755.6 模拟量输出模块3AO775.6 热电阻输入模块3AT350 热电偶输入模块3AT652.6 接口模块3IF060.6 应用程序模块3ME963.90–1 电源模块3PS792.9 智能控制模块4C2200.01 - 110 LCD 显示模块4D1164.00 - 090。 图1控制系统硬件结构图 上位机主要完成过程的监控,通过3IF接口模块与各个炉台进行通信。 系统的功能: (1) 锅炉水位三冲量控制,高低水位报 警,极限低水位、高水位报警。 (2) 炉堂负压自动调节。 (3) 燃烧自动调节,通过热效率自动寻优实现最佳风煤比。 (4) 手动、自动无扰切换。 (5) 蒸汽压力自动调节,超气压报警,并自动按顺序压火。 (6) CRT 画面显示。 a. 流程图　显示实时显示开关量,模拟量,报警器状态,根据状态改变颜色及动态显示； b. 参数图　按报表方式在CRT上显示设定值,过程值,累计值热效率等技术参数； c. 棒状图　根据过程参量在CRT上显示,同时显示过程量值； d. 设定图　按回路的棒状图在CRT上显示回路设定值、过程值、输出值。在此状态下可对回路参数进行设定； e. 定时或随机打印报表； f . 完善的系统自诊断功能,可诊断浮球水位计、水位变送器、温度变送器、压力变送器的错误,并根据结果改变控制方式及报警。 3 　控制原理 3. 1 　锅炉汽包水位自动控制 给水调节系统的任务是与锅炉蒸发量相平衡,并维持汽包水位在工艺规定的范围,给水系统采用三冲量自动调节。水位控制流程如图2 所示。 图2 锅炉水位控制流程图 冲量控制的主反馈信号为水位差压变送器的输出,辅助反馈信号为蒸汽流量,给水流量。水位调节采用自整定变型PID 控制算法,在大偏差时自动分离积分作用。并在水位越限前施行安全限控制。三冲量控制特点是:控制阀门阀位维持水位的恒定,水位平稳克服虚假水位的影响。 3. 2 　燃烧控制系统 锅炉燃烧系统控制关键是风P煤配比的控制,系统自动修正风P煤比,使风煤配比始终是最佳的,也就保证了锅炉始终在最高的热效率下工作。 本系统中采用了自寻优技术,使得当环境工况条件发生变化时,系统自动修正风P煤配比,使风煤配比始终是最佳的,也就保证了锅炉始终在最高的热效率下工作。 4 　控制软件结构 4. 1 　控制软件 控制软件采用模块化程序结构,整个程序主要分为5个部分(见图3) 。 图3 控制软件流程图 4. 1. 1 初始化模块　主要完成A/D ,D/A 模块,各数据区的初始化工作。 4. 1. 2 数据采集模块　主要完成模拟量采集、滤波及累积计算。 4. 1. 3 故障诊断模块　主要完成锅炉系统及变送器、执行器的故障诊断功能。 4. 1. 4 动态寻优模块　主要完成风煤比的动态寻优及存储数据的积累。 4. 1. 5 控制算法模块　主要完成水位控制、燃烧控制、负压控制,能根据系统诊断结果及寻优状态进行不同控制方式的切换。 4. 2 　系统的监测软件 包括各种画面的显示、报表的打印、参数的设定等。程序结构如图4 所示。 图4 程序结构框图 软件系统分为主程序和中断服务程序,主程序完成系统的初始化和人机界面的管理。包括显示器管理,键盘管理,命令处理模块,时钟管理,改字处理模块等。中断服务程序完成与下位机的通信,工程量变换,自动报警处理,历史数据存储。 5 　结论 由于采用了可编程控制器,因而实现了锅炉在多种工况下的全程控制。系统配置合理,性能可靠,操作方便,人机界面友好,显示、制表和绘图功能齐全,实用性强。该系统的投入使用,对提高工厂企业的产品质量和管理水平起到了促进作用。 作　者　简　介 张大海:哈尔滨电机有限责任公司,工程师。邮编:150040 马冬颖:哈尔滨硅酸盐厂,工程师。邮编:150046 周　乾:中国电子进出口黑龙江公司。邮编:150001