锅炉控制系统方案
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4.炉膛安全监控
执行点火程序，并对供风系统、引风系统、炉膛压力、汽包水位等进行监视，对 出现的危险情况进行报警、执行相应的联锁程序，记录事故前后的相关数据。锅 炉起停和正常运行时，一旦检测到危及系统安全的条件时，立即进行动作，切断 主燃料，指出首次跳闸原因，并给出声光报警信号，进行有关的联锁和顺控动作， 以保证锅炉的安全。当出现以下情况时，燃烧系统停止。
5. 锅炉系统中包含给水泵，加压泵等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的 因素,这些电机大部分时间里是不会满负荷输出的,通过对各种电机的变频控制, 可以达到节省用电的效果.
6.控制系统经扩展后可构成分级控制系统，可与工厂内其他节点构成工业以太 网。这是企业现代化管理不可缺少的.
7.作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操 作人员的劳动强度。在采用计 PLC 控制的锅炉控制系统中，有十分周到的全机制， 可以设置多点声 光报警，和自动连 锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故.
a.燃烧用供风故障；
b.引风机故障或烟气通道阻塞；
c.炉膛压力过高或过低；
d.汽包水位低于下限；
e.过热器出口温度高于上限；
f.按下紧急按钮（MFT）。
六.上位机软件介绍
我方开发的管理控制系统作为人机的主要交互界面，有如下几个特点：
1. 界面汉化：为适应运行维护人员的语言习惯，管理控制系统（即上位人机界 面）做汉化处理，从菜单条、提示信息、报警到帮助信息，体现出人性化设计思 想. 2. 图形简单直观：界面上所有的图形元素均是对真实物体的微缩而成的三维立 体图形，直观、形象给人以亲切、自然的感觉，极大地减少运行人员熟悉界面的 时间，提高了效率，并且很大程度上减少误操作的可能。界面风格与 WINDOWS 风 格保持一致，从而减少了用户的培训时间 3. 易于操作,管理控制系统将做到操作智能化、傻瓜化，不需要记忆操作过程.
五．一般锅炉的几个主要的控制回路
1. 在正常运行时，给水调节阀由蒸汽流量、汽包水位和给水流量的三冲量 控制，汽包水位信号经汽包压力补偿后作为主调的输入，蒸汽流量信号经温度、 压力修正后与给水流量信号一起作为副调的反馈输入。启动时只有汽包水位的单 冲量控制。单冲量控制和三冲量控制能相互无扰动切换。汽包水位过高，会影响 汽包内汽水分离，饱和水蒸汽带水过多，使过热蒸汽温度降低；水位过低，负荷 增大时，水的汽化速度加快，汽包内水量迅速减少，如不及时调整，会使汽包内 的水全部汽化，危及锅炉安全。当负荷非常不稳定时，给水流量的扰动，使汽包 水位有较大延迟，蒸汽流量变化，会出现虚假水位，使得三冲量难以运行，因此 先以单冲量投入运行，使工况稳定后再投入三冲量，也要求单冲量和三冲量两种 控制方式能方便地进行无扰切换。
三冲量控制方案系统框图
2.过热蒸汽汽温控制 锅炉正常运行时不仅要求主汽压力稳定，而且要求主汽温度稳定。主汽温度是
反映机组运行情况的一个重要参数。如果主汽温度偏高，过热器及汽机将在更加 恶劣的环境下运行，材料的使用寿命将会缩短。相反，如果主汽温度偏低，则汽 机达不到预定的运行效率。因此，机组正常运行时要求主汽温度稳定。循环流化 床锅炉主汽温度调节系统采用由主汽温度、喷水减温器出口温度及主汽流量等参 数组成的串级控制系统。主汽温度测量值作为主调的反馈输入值，与主汽温度设 定值进行 PID 运算后送入副调，在副调中与减温器出口汽温进行控制运 算，其 结果经限幅后输出至执行机构，调节喷水减温的控制阀。由于主汽流量变化时， 喷水量应相应地发生变化，故在主汽温度控制方案中把主汽流量信号以前馈形式 引入控制系统中。
锅Leabharlann Baidu控制系统方案
第一部份:技术说明
一. 改造背景
锅炉是全厂重要动力设备，其任务是供给合格稳定蒸汽，以满足负荷需要, 并且在运行过程中,做到提高热效率,降低煤耗量,降低用电量,从而降低环境污 染,节省工厂成本。为此，锅炉生产过程各个主要参数都必须严格监视和控制.
二.改造要求
拆除锅炉主控制室原有低配置工控机和 PLC,采用高配置西门子 PLC S7-1500 和高配置的工控机及相应软件,组成 PLC 控制系统,实现对锅炉运行状态,各项参 数监视和各种执行机构的控制.
3.顺序控制
对锅炉的辅机及阀门等设备进行集中控制，实现辅机设备、阀门及其它辅助 系统的顺序启停，从而提高机组运行的可靠性，降低运行人员的劳动强度。根据 现场运行情况，对锅炉设备及其它辅助设备设计程序启动、停止和手动，以满足 有关设备的起、停联锁逻辑。顺序控制部分的联锁的保护指令具有最高优先级， 手动控制指令的优先级次之，自动控制指令的优先级最低。对同一设备的开关指 令之间设计成相互闭锁，不允许同时发出。为防止运行人员的误操作，重要的手 操指令设有确认按钮。
以下为两个典型的组态画面(仅供参考) 总画面
报警画面
另外，系统还提供以下预先定义格式的标准报告： ·有格式报表 ·无格式报表 ·诊断报告 ·报警及事件报告 ·操作员踪迹报告 ·点踪迹报告 ·按班、日生成生产报表
附录:
控制系统的核心配置
序 名称
号 1 DIN 导轨 S7-1500，530 mm 2 负载电源 PM 70W，120/230 V AC，24 V DC，3 A
数量
1 1
1
8 1 4 1 1 1 1 1 1 1
单位
个
个
台
个 台 台 台 台 台 个 台 套 套
第二部分：技术服务
● 整个项目执行期间我公司将提供优良的项目管理服务。在签约后立即指 定有经验的项目经理并通知用户，以便及时联系和处理用户之间的有关事宜。项 目经理将自始至终负责整个项目的实施及文件，邮件资料往来。本项目安排项目 核心工程师人数 2 人，负责整个系统技术部分，另外还安排部分其它工作人员进 行有关工程服务。
锅炉运行中，我公司派有经验的应用工程师到现场指导调试，使系统投入运 行并保证系统工作正常。
● 对于工厂验收检测，系统设备都将合部安装在所有的 I/O 上，远处的 I/O 终端配置所有的信号；所有的部件都将单个检查 I/O 连接；检查所有次序联动装 置的操作和自动报警功能，包括对过程图片的连接。系统安装，接线完毕运行投 产之后进行最终的系统现场验收；现场最终验收和系统联调试运可结合进行；现 场可参照出厂验收程序内容，由双方计论确定；最终系统测试结果将达到技术规 格的各项要求，系统最终验收文件由双方代表共同签署。
在项目执行过程中，供需双方还就系统硬件详细设计与现场工程设计之间进 行必要的协调，组织设计联络协商处理。双方确认的文件及修改版也具有合同附 件的同等效力。召开设计联络会，具体参加人员和时间选定。
合同签约后我公司将提供本项目硬件设计，安装，调试，测试，验收等各阶 段的执行进度，并得到用户确认。
● 锅炉运行前，由我们公司派有经验的应用工程师到现场指导，协助用户 对系统与工艺过程进行联调试运，使系统各部分处于正常工作状态，同时进行现 场验收。
珠海欧美莱仪表设备有限公司
2014-12-29
四.锅炉控制系统的一般结构与工作原理
首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀，通过给水调节阀进入省煤器，冷水在 经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热，变成温水进入汽包，在汽包内加 热至沸腾产生蒸汽，为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中 线位置，蒸汽通过主蒸汽阀输出。空气经过鼓风机进入空气预热器，在经过空气 预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热，变成热空气进入炉膛。燃料进入炉膛 被前面的火点燃，在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水，同时产生热烟气.在 引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器，把预热传导给进入锅炉的水和空 气。通过这种方式使锅炉的热能得到节约。降温后的烟气经过除尘器除尘，去硫 等一系列净化工艺通过烟囱排出。
锅炉 PLC 控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、PLC、 上位机、手自动切换操作、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 PLC。控制系统包 括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、 滑差电机及阀等，自动控制时对 PLC 发出控制信号经执行部分进行自动操作。PLC 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 PLC 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。
三.系统特点描述
1.实时准确检测锅炉运行参数：为全面 掌握整个系统运行工况，监控系统将实 时监测并采集锅炉有关工艺参数、电气参数、以及设备运行状态等。系统具有丰 富图形库，组态可将锅炉设备图形连同相关运行参数显示画面上；除此之外，还 能将参数以列表或分组等形式显示出来。 2. 综合分析及时发出控制指令：监控系统监测到锅炉运行数据，设定好控制策 略，发出控制指令，调节锅炉系统设备运行，保证锅炉高效、可靠运行。 3.诊断故障与报警管理：主控中 心可以显示、管理、传送锅炉运行各种报警信 号，使锅炉安全防爆、安全运行等级大大提高。同时，对报警档案管理可使业主 锅炉运行各种问题、弱点等了如指掌。为保证 锅炉系统安全、可靠运行，监控 系统将所监测参数进行故障诊断，一旦发生故障，监控系统将及时操作员屏幕上 显示报警点。报警相关显示功能使用户定义显示画面与每个点联系起来，这样， 当报警发生时，操作员可立即访问该报警点详细信息和所推荐采取应急措施进行 处理。 4. 历史记录运行参数：监控系统实时数据库将维护锅炉运行参数历史记录，另 外监控系统还设有专门报警事件日志，记录报警／事件信息和操作员变化等。历 史记录数据操作人员要求，系统可以显示为瞬时值，也可以为某一段时间内平均 值。历史记录数据可有多种显示方式，例如曲线、特定图形、报表等显示方式.
3 西门子 S7-1500 数字量输入，DI 16x24VDC HF
4 前连接器，螺钉端子，40 针 5 西门子 S7-1500 数字量输出，DQ 16x24VDC/0.5A ST 6 西门子 S7-1500 模拟量输入，AI 8xU/I/RTD/TC ST 7 西门子 S7-1500 模拟量输出，AQ 8xU/I HS 8 西门子 S7-1500 模拟量输出，AQ 4xU/I ST 9 CPU 1511-1 PN 10 存储卡，4 MB 11 西门子 TP1200 12 工控机研华 13 力控组态软件
执行点火程序，并对供风系统、引风系统、炉膛压力、汽包水位等进行监视，对 出现的危险情况进行报警、执行相应的联锁程序，记录事故前后的相关数据。锅 炉起停和正常运行时，一旦检测到危及系统安全的条件时，立即进行动作，切断 主燃料，指出首次跳闸原因，并给出声光报警信号，进行有关的联锁和顺控动作， 以保证锅炉的安全。当出现以下情况时，燃烧系统停止。
5. 锅炉系统中包含给水泵，加压泵等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的 因素,这些电机大部分时间里是不会满负荷输出的,通过对各种电机的变频控制, 可以达到节省用电的效果.
6.控制系统经扩展后可构成分级控制系统，可与工厂内其他节点构成工业以太 网。这是企业现代化管理不可缺少的.
7.作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操 作人员的劳动强度。在采用计 PLC 控制的锅炉控制系统中，有十分周到的全机制， 可以设置多点声 光报警，和自动连 锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故.
a.燃烧用供风故障；
b.引风机故障或烟气通道阻塞；
c.炉膛压力过高或过低；
d.汽包水位低于下限；
e.过热器出口温度高于上限；
f.按下紧急按钮（MFT）。
六.上位机软件介绍
我方开发的管理控制系统作为人机的主要交互界面，有如下几个特点：
1. 界面汉化：为适应运行维护人员的语言习惯，管理控制系统（即上位人机界 面）做汉化处理，从菜单条、提示信息、报警到帮助信息，体现出人性化设计思 想. 2. 图形简单直观：界面上所有的图形元素均是对真实物体的微缩而成的三维立 体图形，直观、形象给人以亲切、自然的感觉，极大地减少运行人员熟悉界面的 时间，提高了效率，并且很大程度上减少误操作的可能。界面风格与 WINDOWS 风 格保持一致，从而减少了用户的培训时间 3. 易于操作,管理控制系统将做到操作智能化、傻瓜化，不需要记忆操作过程.
五．一般锅炉的几个主要的控制回路
1. 在正常运行时，给水调节阀由蒸汽流量、汽包水位和给水流量的三冲量 控制，汽包水位信号经汽包压力补偿后作为主调的输入，蒸汽流量信号经温度、 压力修正后与给水流量信号一起作为副调的反馈输入。启动时只有汽包水位的单 冲量控制。单冲量控制和三冲量控制能相互无扰动切换。汽包水位过高，会影响 汽包内汽水分离，饱和水蒸汽带水过多，使过热蒸汽温度降低；水位过低，负荷 增大时，水的汽化速度加快，汽包内水量迅速减少，如不及时调整，会使汽包内 的水全部汽化，危及锅炉安全。当负荷非常不稳定时，给水流量的扰动，使汽包 水位有较大延迟，蒸汽流量变化，会出现虚假水位，使得三冲量难以运行，因此 先以单冲量投入运行，使工况稳定后再投入三冲量，也要求单冲量和三冲量两种 控制方式能方便地进行无扰切换。
三冲量控制方案系统框图
2.过热蒸汽汽温控制 锅炉正常运行时不仅要求主汽压力稳定，而且要求主汽温度稳定。主汽温度是
反映机组运行情况的一个重要参数。如果主汽温度偏高，过热器及汽机将在更加 恶劣的环境下运行，材料的使用寿命将会缩短。相反，如果主汽温度偏低，则汽 机达不到预定的运行效率。因此，机组正常运行时要求主汽温度稳定。循环流化 床锅炉主汽温度调节系统采用由主汽温度、喷水减温器出口温度及主汽流量等参 数组成的串级控制系统。主汽温度测量值作为主调的反馈输入值，与主汽温度设 定值进行 PID 运算后送入副调，在副调中与减温器出口汽温进行控制运 算，其 结果经限幅后输出至执行机构，调节喷水减温的控制阀。由于主汽流量变化时， 喷水量应相应地发生变化，故在主汽温度控制方案中把主汽流量信号以前馈形式 引入控制系统中。
锅Leabharlann Baidu控制系统方案
第一部份:技术说明
一. 改造背景
锅炉是全厂重要动力设备，其任务是供给合格稳定蒸汽，以满足负荷需要, 并且在运行过程中,做到提高热效率,降低煤耗量,降低用电量,从而降低环境污 染,节省工厂成本。为此，锅炉生产过程各个主要参数都必须严格监视和控制.
二.改造要求
拆除锅炉主控制室原有低配置工控机和 PLC,采用高配置西门子 PLC S7-1500 和高配置的工控机及相应软件,组成 PLC 控制系统,实现对锅炉运行状态,各项参 数监视和各种执行机构的控制.
3.顺序控制
对锅炉的辅机及阀门等设备进行集中控制，实现辅机设备、阀门及其它辅助 系统的顺序启停，从而提高机组运行的可靠性，降低运行人员的劳动强度。根据 现场运行情况，对锅炉设备及其它辅助设备设计程序启动、停止和手动，以满足 有关设备的起、停联锁逻辑。顺序控制部分的联锁的保护指令具有最高优先级， 手动控制指令的优先级次之，自动控制指令的优先级最低。对同一设备的开关指 令之间设计成相互闭锁，不允许同时发出。为防止运行人员的误操作，重要的手 操指令设有确认按钮。
以下为两个典型的组态画面(仅供参考) 总画面
报警画面
另外，系统还提供以下预先定义格式的标准报告： ·有格式报表 ·无格式报表 ·诊断报告 ·报警及事件报告 ·操作员踪迹报告 ·点踪迹报告 ·按班、日生成生产报表
附录:
控制系统的核心配置
序 名称
号 1 DIN 导轨 S7-1500，530 mm 2 负载电源 PM 70W，120/230 V AC，24 V DC，3 A
数量
1 1
1
8 1 4 1 1 1 1 1 1 1
单位
个
个
台
个 台 台 台 台 台 个 台 套 套
第二部分：技术服务
● 整个项目执行期间我公司将提供优良的项目管理服务。在签约后立即指 定有经验的项目经理并通知用户，以便及时联系和处理用户之间的有关事宜。项 目经理将自始至终负责整个项目的实施及文件，邮件资料往来。本项目安排项目 核心工程师人数 2 人，负责整个系统技术部分，另外还安排部分其它工作人员进 行有关工程服务。
锅炉运行中，我公司派有经验的应用工程师到现场指导调试，使系统投入运 行并保证系统工作正常。
● 对于工厂验收检测，系统设备都将合部安装在所有的 I/O 上，远处的 I/O 终端配置所有的信号；所有的部件都将单个检查 I/O 连接；检查所有次序联动装 置的操作和自动报警功能，包括对过程图片的连接。系统安装，接线完毕运行投 产之后进行最终的系统现场验收；现场最终验收和系统联调试运可结合进行；现 场可参照出厂验收程序内容，由双方计论确定；最终系统测试结果将达到技术规 格的各项要求，系统最终验收文件由双方代表共同签署。
在项目执行过程中，供需双方还就系统硬件详细设计与现场工程设计之间进 行必要的协调，组织设计联络协商处理。双方确认的文件及修改版也具有合同附 件的同等效力。召开设计联络会，具体参加人员和时间选定。
合同签约后我公司将提供本项目硬件设计，安装，调试，测试，验收等各阶 段的执行进度，并得到用户确认。
● 锅炉运行前，由我们公司派有经验的应用工程师到现场指导，协助用户 对系统与工艺过程进行联调试运，使系统各部分处于正常工作状态，同时进行现 场验收。
珠海欧美莱仪表设备有限公司
2014-12-29
四.锅炉控制系统的一般结构与工作原理
首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀，通过给水调节阀进入省煤器，冷水在 经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热，变成温水进入汽包，在汽包内加 热至沸腾产生蒸汽，为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中 线位置，蒸汽通过主蒸汽阀输出。空气经过鼓风机进入空气预热器，在经过空气 预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热，变成热空气进入炉膛。燃料进入炉膛 被前面的火点燃，在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水，同时产生热烟气.在 引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器，把预热传导给进入锅炉的水和空 气。通过这种方式使锅炉的热能得到节约。降温后的烟气经过除尘器除尘，去硫 等一系列净化工艺通过烟囱排出。
锅炉 PLC 控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、PLC、 上位机、手自动切换操作、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 PLC。控制系统包 括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、 滑差电机及阀等，自动控制时对 PLC 发出控制信号经执行部分进行自动操作。PLC 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 PLC 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。
三.系统特点描述
1.实时准确检测锅炉运行参数：为全面 掌握整个系统运行工况，监控系统将实 时监测并采集锅炉有关工艺参数、电气参数、以及设备运行状态等。系统具有丰 富图形库，组态可将锅炉设备图形连同相关运行参数显示画面上；除此之外，还 能将参数以列表或分组等形式显示出来。 2. 综合分析及时发出控制指令：监控系统监测到锅炉运行数据，设定好控制策 略，发出控制指令，调节锅炉系统设备运行，保证锅炉高效、可靠运行。 3.诊断故障与报警管理：主控中 心可以显示、管理、传送锅炉运行各种报警信 号，使锅炉安全防爆、安全运行等级大大提高。同时，对报警档案管理可使业主 锅炉运行各种问题、弱点等了如指掌。为保证 锅炉系统安全、可靠运行，监控 系统将所监测参数进行故障诊断，一旦发生故障，监控系统将及时操作员屏幕上 显示报警点。报警相关显示功能使用户定义显示画面与每个点联系起来，这样， 当报警发生时，操作员可立即访问该报警点详细信息和所推荐采取应急措施进行 处理。 4. 历史记录运行参数：监控系统实时数据库将维护锅炉运行参数历史记录，另 外监控系统还设有专门报警事件日志，记录报警／事件信息和操作员变化等。历 史记录数据操作人员要求，系统可以显示为瞬时值，也可以为某一段时间内平均 值。历史记录数据可有多种显示方式，例如曲线、特定图形、报表等显示方式.
3 西门子 S7-1500 数字量输入，DI 16x24VDC HF
4 前连接器，螺钉端子，40 针 5 西门子 S7-1500 数字量输出，DQ 16x24VDC/0.5A ST 6 西门子 S7-1500 模拟量输入，AI 8xU/I/RTD/TC ST 7 西门子 S7-1500 模拟量输出，AQ 8xU/I HS 8 西门子 S7-1500 模拟量输出，AQ 4xU/I ST 9 CPU 1511-1 PN 10 存储卡，4 MB 11 西门子 TP1200 12 工控机研华 13 力控组态软件