锅炉的自动化控制

如何实现锅炉的自动化控制(一)

（一）系统控制功能

　　1．控制方案

　　    ---PLC 方案/工控机 方案

　　    ---工控机+PLC 方案

　　    ---工控机+工控机 方案

　　    ---DCS 方案   

　　2．锅炉自动调节控制功能

　　工业锅炉自动控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、控制主机、手自动切换操作系统、执行机构及阀、电机等部分组成。一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入控制主机；手/自动切换操作部分，手动时由操作人员手动控制，用操作器控制滑差电机及阀等，自动时对控制主机发出控制信号经执行部分进行自动操作。控制主机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行。除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行控制系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉发生重大事故。 锅炉是一个较为复杂的调节对象，它不仅调节量多，而且各种量之间相互联系，相互影响，相互制约，锅炉内部的能量转换机理比较复杂，所以要对锅炉建立一个较为理想的数学模型比较困难。为此，把锅炉系统作了简化处理，化分为锅炉汽包水位上水控制和锅炉自动燃烧控制2个相对独立的调节系统进行控制；

　　----锅炉汽包水位三冲量上水控制；

　　汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增多，增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低，则会破坏水循环，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重大事故。它的被调量是汽包水位，而调节量则是给水流量，通过对给水流量的调节, 使汽包内部的物料达到动态平衡，变化在允许范围之内，由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时，表现却为"逆响应特性"，即所谓的"虚假水位"，造成这一原因是由于负荷增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸点温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高。 汽包水位控制系统，实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标，通过调整进水量的多少来达到进出平衡，将汽包水位维持在汽水分离界面*大的汽包中位线附近，以提高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双冲量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 除氧器压力和水位调节：除氧器部分均采用单冲量控制方案，单回路的PID调节。

　　实际系统控制中，通过一次仪表采集锅炉水位、蒸汽量、给水流量三组参数，输入二次仪表及PLC控制站，经过PLC控制软件函数计算，输出控制信号调整电动阀开度，实时调节锅炉上水流量，保证锅炉水位恒定，实现锅炉三冲量自动上水控制功能。