10噸觸摸屏蒸汽鍋爐方案

1、蒸汽鍋爐控制方案目 錄一、概述二、屏幕顯示與操作三、設(shè)備的自動控制四、故障識別與處理五、PLC明細(xì)六、變頻控制系統(tǒng)七、布線圖陜西炎龍鍋爐控制工程有限公司中國 西安彩色觸摸屏PLC鍋爐控制柜 一、 自動控制系統(tǒng)方案概述控制系統(tǒng)采用著名工業(yè)儀表及西門子公司的可編程控制器PLC，同時嵌入炎龍公司精心設(shè)計的工藝結(jié)構(gòu)。硬件按功能模塊化設(shè)計，信號輸入、輸出、條理等主要芯片，全部采用進(jìn)口器件；軟件面向?qū)ο笤O(shè)計，內(nèi)嵌入炎龍公司精心設(shè)計的軟件，軟硬結(jié)合，能對熱能的協(xié)調(diào)利用進(jìn)行自動控制和工況檢測。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了蒸汽鍋爐的手動/自動控制、工況監(jiān)控、溫度、壓力、流量及液位顯示等控制顯示及監(jiān)控要求。豐富的故障檢測、故障報

2、警、故障處理功能，保證了系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。系統(tǒng)采用eviw觸摸屏，高亮度、全中文顯示，以西門子PLC作為信息處理和中央控制單元。以人機(jī)對話方式與鍋爐用戶交換信息，給操作者帶來極大方便。控制系統(tǒng)配有測量蒸汽、給水、煙氣、爐膛溫度的溫度控制儀表，配有測量蒸汽的流量積算儀表，配有測量汽包水位的液位控制儀表，配有測量給水和蒸汽壓力控制儀表。本控制器型號 ：YLCQ-10-Q產(chǎn)品特點(diǎn)：1.全中文彩色觸摸式圖文操作界面，多窗口畫面工況顯示，觸摸您所看，得到您所想！2.進(jìn)口工控級核心控制模塊西門子PLC,抗干擾能力更強(qiáng)。3.采用炎龍?zhí)摂M軟件技術(shù)，人機(jī)界面更友好，操控更簡單。4.系統(tǒng)運(yùn)行溫度、壓力、安全保護(hù)

3、參數(shù)方便設(shè)置與動態(tài)顯示。5.故障自動識別、直觀指示與處理。6.數(shù)據(jù)分析、曲線、棒圖顯示和報表生成功能。7.歷史數(shù)據(jù)查詢。8.高級控制算法，提高系統(tǒng)節(jié)能性能。9.強(qiáng)制手操功能，24小時不停機(jī)。10.預(yù)留485通訊接口可以與鍋爐供暖群控系統(tǒng)通訊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。11.專業(yè)數(shù)控制造，外形美觀大方。12.完全符合蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)定及鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例 自動化控制工程規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定。(一)控制系統(tǒng)簡介:本方案主要控制對象為進(jìn)口（威索、百德、利雅路、奧林、扎克、賽博）燃燒器、風(fēng)機(jī)、水泵。以全中文進(jìn)口彩色觸摸屏作為操作和監(jiān)測中心，同時預(yù)留了標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，可實(shí)現(xiàn)群控及遠(yuǎn)程監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)的空氣開

4、關(guān)、交流接觸器、熱繼電器全選用正泰公司生產(chǎn)的低壓電器，外加本公司對控制柜進(jìn)行了專業(yè)的外形設(shè)計、數(shù)控制造，及本公司豐富的燃油、氣鍋爐的設(shè)計調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，使該控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了鍋爐的手動控制、自動控制、工況監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)記錄、實(shí)時溫度壓力棒圖、實(shí)時趨勢圖等一般的監(jiān)控要求，而且還具備了豐富的故障檢測、故障報警、故障處理功能，從而保證了鍋爐的安全可靠運(yùn)行。強(qiáng)制手動功能，24小時不停機(jī)。(二)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：進(jìn)口彩色觸摸屏=RS232= 進(jìn)口PLC = 模擬量數(shù)據(jù)采集模塊 燃燒器I/O 鍋爐水位給水泵 壓力 溫度 水位 流量(三)自動控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)簡介如下：1. 檢測點(diǎn)：蒸汽流量、給水流量、燃?xì)饬?/p>

5、量、氣包水位、氣包壓力、給水壓力、蒸汽溫度、排煙溫度、水浴溫度2. 調(diào)節(jié)：連續(xù)自動給水調(diào)節(jié)；燃燒自動調(diào)節(jié)；鍋爐蒸汽壓力調(diào)節(jié)。3. 報警及安全保護(hù)及故障顯示功能：（1） 爐膛吹掃程序：在燃燒啟動前燃燒機(jī)對鍋爐爐膛預(yù)吹掃,風(fēng)門執(zhí)行器將風(fēng)門由小向大運(yùn)行，在風(fēng)門最大位置對鍋爐爐膛進(jìn)行吹掃，熄火后后吹掃。(2)自動點(diǎn)火程序：在預(yù)吹掃完成后，風(fēng)門執(zhí)行器帶動風(fēng)門關(guān)小到設(shè)定的點(diǎn)火位置，點(diǎn)火變壓器投入工作，點(diǎn)火電磁閥打開后，可將燃料霧化立即被高壓電火花點(diǎn)燃產(chǎn)生點(diǎn)火火焰。（3）燃燒器安全運(yùn)行聯(lián)鎖保護(hù)程序：風(fēng)壓安全檢測，在預(yù)吹掃過程和整個運(yùn)行過程中，風(fēng)壓檢測裝置都在工作中，當(dāng)風(fēng)壓低于設(shè)定值時，程控器進(jìn)入自鎖狀態(tài)中止

6、運(yùn)行或停止燃燒。對于燃?xì)獾娜紵龣C(jī)還有高、低氣壓保護(hù)，火焰裝置檢測，在吹掃完成后與點(diǎn)火程序前，此裝置自動進(jìn)行自檢，如有故障將會中斷程序運(yùn)行。(4)停爐、熄火保護(hù)程序：當(dāng)點(diǎn)火火焰成立后，火焰探測器開始工作，當(dāng)探測到有點(diǎn)火火焰后，將進(jìn)行第一次火焰探測（燃燒火焰），在探測有火焰后程控器完成點(diǎn)火程序，燃燒進(jìn)入負(fù)荷調(diào)節(jié)。不論任何一次如沒有探測到火焰，程控器自鎖并中斷供燃料，同時停爐并有聲光報警。2.鍋爐安全保護(hù)功能：（1） 極低水位保護(hù)：當(dāng)極低水位時，產(chǎn)生聯(lián)鎖保護(hù)發(fā)出聲光報警，中斷燃燒。并自動將系統(tǒng)轉(zhuǎn)為停爐鎖定狀態(tài)。（2） 極高水位保護(hù)：當(dāng)極高水位時，發(fā)出聲光報警，中斷燃燒。并自動將系統(tǒng)轉(zhuǎn)為停爐鎖定狀態(tài)。

7、（3） 正常壓力停爐保護(hù)：當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到設(shè)定的上限整定值時，中斷燃燒。當(dāng)壓力恢復(fù)到下限整定值時，鍋爐能自動啟動。（4） 超壓停爐保護(hù)：當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到設(shè)定的上限整定值時，中斷燃燒，發(fā)出聲光報警。（5） 熄火保護(hù)：當(dāng)火焰探測器沒有探測到爐膛內(nèi)火焰時，停爐并有聲光報警。（6） 煙氣超溫：當(dāng)煙氣溫度超過設(shè)定值時，停爐并有聲光報警。（7） 斷電保護(hù)：當(dāng)外部電源突然停電，鍋爐停止運(yùn)行.來電時必須重新啟動，鍋爐才能運(yùn)行。（8） 電機(jī)缺相及過載保護(hù)：當(dāng)風(fēng)機(jī)電機(jī)缺相及過載時，熱繼電器會動作，切斷風(fēng)機(jī)電源，停爐并聲光報警。（9）燃?xì)鈮毫Ξ惓１Ｗo(hù)： 當(dāng)燃?xì)鈮毫Τ?、過低時停止燃燒器運(yùn)行，同時發(fā)出聲光報警。（10）燃

8、氣泄露保護(hù)： 當(dāng)燃?xì)庑孤妒峭Ｖ谷紵鬟\(yùn)行，同時發(fā)出聲光報警。3.鍋爐檢測調(diào)節(jié)功能:（1） 壓力超高時，報警停爐；當(dāng)蒸汽壓力低于設(shè)定的下限時，鍋爐自動啟動，當(dāng)蒸汽壓力高于上限值時，鍋爐自動停止。燃燒器的負(fù)荷大小也隨壓力的整定值自動變化為大火或小火。也可進(jìn)行PID高級自動比例調(diào)節(jié)。（2） 控制系統(tǒng)中設(shè)計給水泵為兩臺，水泵為一用一備。（3） 鍋爐后煙箱處裝有煙氣檢測裝置，當(dāng)煙溫超過設(shè)定值時，停爐報警，并能顯示其溫度大小。（4） 極低水位，極高水位報警顯示并停爐；低水位，高水位報警顯示，提醒操作者注意水位；正常水位的下限自動啟動給水泵，正常水位的上限自動停給水。4. 在電腦部分失靈情況下，有強(qiáng)手操功能

9、（操作，控制）實(shí)現(xiàn)24小時不停機(jī)功能。畫面簡介1、 系統(tǒng)上電，屏幕顯示歡迎畫面：按“開始”鍵，將進(jìn)入開機(jī)畫面， 密碼登陸畫面，蒸汽壓力參數(shù)設(shè)定畫面操作平臺畫面，主畫面畫面，溫度曲線畫面。屏幕顯示如下：歡迎畫面：進(jìn)入系統(tǒng)歡迎畫面。參數(shù)設(shè)置：對通用參數(shù)（超溫點(diǎn)給水泵等參數(shù)）定時參數(shù)（溫度及時間段）參數(shù)（溫度上下限）等的設(shè)置。系統(tǒng)操作：進(jìn)行系統(tǒng)時間校正、密碼修改等參數(shù)設(shè)定。幫助信息：對操作權(quán)限屏幕保護(hù)，幫助熱線等說明。在系統(tǒng)總工況畫面中，如按“主畫面”進(jìn)入“主畫面”畫面：）鍋爐系統(tǒng)當(dāng)前蒸汽壓力,煙溫，液位（在下圖處顯示）。）在主畫面畫面底部顯示當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)：包括自動狀態(tài)或停機(jī)狀態(tài) Ø

10、 手動操作：手動對設(shè)備進(jìn)行開啟或關(guān)閉操作。Ø 故障查詢：查詢當(dāng)前故障記錄。在“開始”畫面中按“參數(shù)設(shè)置”鍵屏幕顯示如下圖：u 參數(shù)設(shè)置在系統(tǒng)運(yùn)行之前，為使系統(tǒng)遵照預(yù)定的參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行，用戶可先通過密碼進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置畫面，進(jìn)行1#爐和2#爐煙道超溫點(diǎn)的設(shè)置。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中若發(fā)生故障，在系統(tǒng)總工況畫面中故障指示燈亮，屏幕顯示如下： 例：l 在1#爐工況畫面中，若當(dāng)前存有故障，屏幕顯示如下圖： l 此時用戶按故障查閱鍵可進(jìn)行故障查詢查閱,屏幕顯示如下：例 ：當(dāng)前系統(tǒng)處于如存在出水壓力超高、回水壓力過低故障，用戶按故障查閱鍵，屏幕顯示如下：u 手動操作若要手動操作設(shè)備，用戶按 手動操作 鍵，先

11、輸入密碼切換到手動操作畫面，屏幕顯示：l 用戶進(jìn)行手動操作首先應(yīng)在手動操作畫面把頂部自動狀態(tài)經(jīng)觸摸后轉(zhuǎn)為手動。l 然后用戶可選擇相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行開啟或關(guān)閉的操作。例：用戶當(dāng)前剛上電并需手動開啟補(bǔ)水泵，步驟如下：a) 在1號爐工況畫面中切換成運(yùn)行狀態(tài)。b) 在工況監(jiān)控畫面中按手動鍵，進(jìn)入手動操作畫面。c) 在手動操作畫面中，把自動狀態(tài)經(jīng)觸摸切換成手動狀態(tài)。d) 在手動操作狀態(tài)下，用戶切換補(bǔ)水泵為開狀態(tài)。顯示如下圖： u 系統(tǒng)設(shè)置按 系統(tǒng)設(shè)置 鍵，屏幕顯示：l 輸入密碼：輸入系統(tǒng)操作密碼。l 修改密碼：在輸入最高級密碼后，可修改操作密碼數(shù)字。l 時間設(shè)置：在輸入最高級密碼后，可設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前時間。l 設(shè)

12、置鎖定：把最高級密碼設(shè)定為初級密碼。u 幫助信息系統(tǒng)提供了在線幫助功能，您只要瀏覽幫助信息畫面可以行到有關(guān)自動控制、手動操作、防凍功能及定時模式等相關(guān)信息。返回鍵：按此鍵可返回工況監(jiān)控畫面以查看當(dāng)前系統(tǒng)工況。例：在開機(jī)狀態(tài)下，系統(tǒng)發(fā)生1#爐煙道溫度超溫故障時，屏幕顯示如下：例2：在開機(jī)狀態(tài)下，發(fā)生了1#爐水位極低故障時，用戶消除故障后可在畫面上進(jìn)行點(diǎn)動復(fù)位。屏幕顯示如下：按此鍵可點(diǎn)動補(bǔ)水 注：2#爐工況同1#爐工況操作相同在此不加詳細(xì)說明三、系統(tǒng)功能設(shè)備控制:1、 燃燒機(jī)設(shè)備控制 Ø 當(dāng)鍋內(nèi)的蒸汽壓力小于設(shè)定的低壓力值時，啟動燃燒器一段火、二段火。Ø 當(dāng)鍋內(nèi)的蒸汽壓力達(dá)到設(shè)

13、定的低壓力值時，關(guān)閉二段火，一段火狀態(tài)不變。Ø 當(dāng)鍋內(nèi)的蒸汽壓力達(dá)到設(shè)定的高壓力值時，關(guān)閉燃燒器。2、 給水自控當(dāng)設(shè)備啟動無故障后即啟動變頻給水機(jī)構(gòu)給水，水位超過零位時逐漸減小電機(jī)轉(zhuǎn)速直至停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在正常工作時，控制系統(tǒng)采用變頻控制自動給水。通過給水控制，保證鍋爐汽包水位維持在一定范圍內(nèi)。如果水位過低，會造成鍋爐缺水的故障；水位過高，會引起蒸汽帶水和汽包壓力過高。一般情況下利用變頻控制容易達(dá)到技術(shù)要求，而不需要任何先進(jìn)控制算法。二沖量指水位，蒸汽流量二個測量值。引入蒸汽流量的目的是為了克服虛假水位的影響。當(dāng)鍋爐負(fù)荷突然增加時（如用戶打開用汽閥），蒸汽流量迅速增加，造成汽包內(nèi)壓力降低。

14、這時，在汽包內(nèi)部水面的氣泡迅速變大，抬高了水位。這就是虛假水位。如果只根據(jù)水位控制，則在用汽增加時，進(jìn)水反而減少。引入蒸汽流量作為前饋，則能在用汽量增加時，提前增加給水，有效地克服虛水現(xiàn)象。PID算法實(shí)現(xiàn)二沖量水位自動控制技術(shù),可以將水位控制在設(shè)定值±10mm范圍內(nèi),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)。給水泵電機(jī)速度受鍋內(nèi)水位和蒸汽流量共同控制，并通過變頻器反饋信號實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，使得閥門控制更準(zhǔn)確更及時。當(dāng)鍋內(nèi)水位高于設(shè)定水位時，調(diào)慢電機(jī)轉(zhuǎn)速直至停止。給水泵只有在設(shè)備出現(xiàn)故障連鎖或下班時，停止工作。鍋內(nèi)水位傳感器 PID調(diào)節(jié) 進(jìn)水 蒸汽流量傳感器 變頻控制給水泵節(jié)電原理概述交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速N用公式表示

15、為：N=60f（1-s）/p ；（N為電機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速，f為電機(jī)接受頻率，p為電機(jī)磁極對數(shù)，s為電機(jī)轉(zhuǎn)差率）。由此可知交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與接受頻率成正比，通過改變電機(jī)的供電頻率可達(dá)到調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。流體傳輸設(shè)備（水泵、風(fēng)機(jī)）的工作原理可知：水泵、風(fēng)機(jī)的流量（風(fēng)量）與其轉(zhuǎn)速成正比；水泵、風(fēng)機(jī)的壓力（揚(yáng)程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，而水泵、風(fēng)機(jī)的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風(fēng)機(jī)的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）。根據(jù)上述原理可知：改變水泵、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可改變水泵、風(fēng)機(jī)的輸出功率。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=0.729，即P4

16、5=0.729P50（P為電機(jī)軸功率）；將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P為電機(jī)軸功率）。如下圖：由以上內(nèi)容可以看出，用變頻器進(jìn)行流量控制時，可節(jié)約大量電能。鍋爐控制系統(tǒng)在設(shè)計時是按現(xiàn)場最大需求量來考慮的，其給水泵都是按單臺設(shè)備的最大工況來考慮的，在實(shí)際使用中有90% 以上的時間它們都工作在非滿載狀態(tài)下。采用閥門、自動滑閥調(diào)節(jié)不僅增大了系統(tǒng)循環(huán)壓力和節(jié)流損失，而且由于調(diào)節(jié)是階段性的，造成整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)；而安裝變頻控制系統(tǒng)則可一勞永逸地解決該問題，還可實(shí)現(xiàn)自動控制，并通過節(jié)能收回投資。同時變頻器的軟啟動功能及平滑

17、調(diào)速的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的平穩(wěn)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，延長鍋爐各部件的使用壽命。四、故障識別與處理1、鍋內(nèi)缺水當(dāng)鍋內(nèi)水位低于警界低水位時，系統(tǒng)進(jìn)入連鎖狀態(tài)關(guān)閉所有受控設(shè)備并聲光報警，屏幕故障提示，故障消除后按復(fù)位鍵解除。2、 熄火故障燃燒器如果因各種原因不能正確點(diǎn)火或燃燒，控制系統(tǒng)能立即關(guān)閉燃燒器，并聲光報警，根據(jù)觸摸屏提示檢查故障，故障消除后按復(fù)位鍵解除。3、壓力超高故障 系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)鍋爐蒸汽壓力超出設(shè)定的高限工作壓力時，控制器報警指示，并自動停機(jī)，故障消除后按復(fù)位鍵解除。斷電故障保護(hù) 系統(tǒng)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)供電斷電系統(tǒng)自動切斷輸出設(shè)備，再次供電時，智能控制器自動處于下班狀態(tài)，確保系統(tǒng)安

18、全運(yùn)行。電機(jī)負(fù)荷保護(hù)通過斷路器和熱過載電器，保護(hù)電機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過程中的過流，過熱保護(hù)。10變頻故障保護(hù) 當(dāng)電機(jī)過流、過載、欠壓時變頻器自動保護(hù)。五、鍋爐控制PLC輸入/輸出參數(shù)明細(xì)表序號信號名稱信號類型數(shù)量輸入/輸出1燃燒器狀態(tài)無源觸點(diǎn)9DI2燃燒器控制信號無源觸點(diǎn)6DO3燃?xì)庑孤z測無源觸點(diǎn)1DI4燃?xì)鈮毫z測無源觸點(diǎn)2DI5變頻器控制信號無源觸點(diǎn)2DO6水泵控制信號無源觸點(diǎn)2DO7蒸汽流量4-20mA1AI8給水流量4-20mA1AI9燃?xì)饬髁?-20mA1AI10氣包水位4-20mA1AI11氣包壓力4-20mA1AI12變頻器反饋4-20mA1AI13給水壓力4-20mA1AI14蒸汽溫度4-20mA1AI15排煙溫度4-20mA1AI16水浴溫度4-20mA1AI六、變頻控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的鍋爐水位控制系統(tǒng)中，給水泵是連續(xù)恒速運(yùn)行的，并且流量的控制是通過調(diào)節(jié)水管道中調(diào)節(jié)閥和回流支路實(shí)現(xiàn)的。這兩種方法都存在明顯的缺陷。采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)時，由于閥門的開度減小，水泵出口的壓力會上升閥門兩邊的壓差將增大。當(dāng)增大到很大時不但會造成水泵的能量浪費(fèi)，而且使水泵的震動和磨損增大，進(jìn)而壽命縮短。采用回流支路調(diào)整時大量的水回流也同樣造成能量的消耗。本系統(tǒng)