南大傲拓NA400系列PLC在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)南大傲拓NA400系列PLC在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)簡述目前，熱水鍋爐只是利用計算機監(jiān)測熱水鍋爐運行參數(shù)，熱水鍋爐運行要人工進行手動進行調(diào)節(jié)，而要真正實現(xiàn)熱水鍋爐的自動控制，只利用計算機遠程監(jiān)控遠遠不夠，它一方面不可能使熱水鍋爐在較高的效率下運行，另一方面也不可能達到真正節(jié)能目的。本公司的“基于南大傲拓PLC和變頻調(diào)速技術(shù)的供暖鍋爐控制系統(tǒng)”具有完善的故障診斷功能，大大提高了設(shè)備的可靠性，同時通過變頻器對電機進行調(diào)速，實現(xiàn)真正節(jié)能目的，使鍋爐運行達到較高效率。該系統(tǒng)由

2、可編程控制器、變頻器、鼓風(fēng)機、引風(fēng)機和水泵電機、傳感器等構(gòu)成。以南大傲拓NA400系列可編程控制器為核心，一方面通過操作臺與PLC通訊，接收管理者的控制命令。另一方面與各變頻器進行通信，分別對鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、循環(huán)泵和補水泵等進行啟?？刂坪碗姍C的轉(zhuǎn)速設(shè)定，操作人員也隨時可以通過操作臺，了解現(xiàn)場每臺鍋爐的運行狀況，對風(fēng)機、水泵等電機進行啟停控制。系統(tǒng)硬件配置與說明本系統(tǒng)包括配電系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、現(xiàn)場就地箱、上位機監(jiān)控系統(tǒng)及傳感器系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)框圖如下圖所示。2.1配電系統(tǒng)實現(xiàn)對現(xiàn)場鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、爐排、循環(huán)泵、補水泵、上煤系統(tǒng)、軟化水及傳感器等設(shè)備供電。配電柜如下圖所示。配電柜2.2 PLC

3、控制系統(tǒng)采用南大傲拓公司最先進的NA-400系列控制系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)作為鍋爐房的自動化系統(tǒng)硬件平臺。PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)對鍋爐現(xiàn)場溫度、壓力、流量采集和對現(xiàn)場設(shè)備進行實時控制?？刂茖ο螅嚎刂棋仩t主體設(shè)備（鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、爐排電機）的啟動、停止、運轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)鍋爐燃燒系統(tǒng)、爐膛負壓全自動控制的過程的生產(chǎn)自動化。控制鍋爐房輔助設(shè)備（補水泵、循環(huán)水泵、水處理設(shè)備等）啟動、停止、運轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)恒壓補水等水系統(tǒng)全自動控制過程的生產(chǎn)自動化?？刂棋仩t房上煤系統(tǒng)（斗提機、配煤皮帶，卸料器）的啟動、停止，實現(xiàn)鍋爐煤倉根據(jù)料位自動配煤的生產(chǎn)自動化。鍋爐控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如下圖所示。. 現(xiàn)場PLC柜如下圖所示。NA4

4、00冗余PLC柜2.3 現(xiàn)場操作箱完成現(xiàn)場對鍋爐進行手動控制。通過現(xiàn)場的“就地/遠程”切換按鈕，當(dāng)旋鈕選擇為“就地”方式時，就可以在就地狀態(tài)下，對鍋爐設(shè)備進行就地啟動和停止。2.4上位機監(jiān)控系統(tǒng)上位機由一臺操作員站和一臺工程師站組成。采用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)現(xiàn)場控制器和二臺上位機間的通訊，Intnet工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是一個功能強大的局域和單元網(wǎng)絡(luò)，可按照國際標(biāo)準 IEEE 802.3的要求而用于工業(yè)應(yīng)用。 帶有光纖環(huán)網(wǎng)的總線結(jié)構(gòu)尤其適用于這種應(yīng)用，因為它們具有很高的抗噪聲干擾性能和極高的可用性。以太網(wǎng)目前的市場份額已經(jīng)超過 80%，并且還有進一步上升的趨勢，因而在全球 現(xiàn)場總線領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位。 工業(yè)以太

5、網(wǎng)的重要特性已使其在使用過程中具有更多優(yōu)勢。通過簡單連接進行快速調(diào)試由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)容易擴展，具有高度靈活性因?qū)楝F(xiàn)場應(yīng)用而開發(fā)，具有高可用性現(xiàn)場級：過程檢測儀表信號和二次儀表信號以420mA DC標(biāo)準信號，使過程儀表和PLC可靠的通訊。控制極：PLC控制系統(tǒng)與上位機工程師站和操作員站間采用工業(yè)以太網(wǎng)，起優(yōu)點和可靠性上文已描述。這種分層結(jié)構(gòu)大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實時性，使系統(tǒng)配置更為靈活，更適用于各種工業(yè)過程控制和企業(yè)生產(chǎn)管理場合。在“集控”狀態(tài)下，用戶可通過監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對鍋爐相關(guān)機械、電氣設(shè)備實現(xiàn)實時在線監(jiān)控，用戶可以直接在上位計算機的圖形窗口中進行相關(guān)操作，實現(xiàn)相關(guān)的控制要求。在“手動”狀態(tài)

6、下用戶只能對系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)視，需通過現(xiàn)場就地箱手動操作實現(xiàn)控制要求。上位計算機采用組態(tài)軟件對系統(tǒng)進行組態(tài)，下圖所示現(xiàn)場設(shè)備圖片。上位機監(jiān)控系統(tǒng)主要畫面包括工藝流程主界面手動操作界面溫度壓力實時曲線歷史報表查詢2.5 傳感器系統(tǒng)實現(xiàn)對壓力（鍋爐爐膛負壓、省煤器出水壓力、省煤器入水壓力、鍋爐出水壓力、鼓風(fēng)機出口壓力、除塵器出口負壓等）、溫度(爐膛溫度、省煤器入水水溫、省煤器出水水溫、供水總溫度、回水總管溫度等)、流量（供水總管流量、回水總管流量、補水流量、軟化水流量等）實時監(jiān)測。本控制系統(tǒng)能夠根據(jù)環(huán)境溫度的變化及一天24小時的不同，自動完成鍋爐熱負荷與用戶熱負荷的計算，將其比較、預(yù)報、校正內(nèi)部參數(shù)

7、，優(yōu)化相應(yīng)的控制參數(shù)，相應(yīng)自動調(diào)整鍋爐爐排轉(zhuǎn)速、鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機轉(zhuǎn)速、煤層厚度。并用氧量信號校正送風(fēng)量，參與燃燒控制。保證使風(fēng)煤配比達到最優(yōu)，鍋爐在較高的效率下運行，從而能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)煤省電這一目的。該系統(tǒng)具有報警及聯(lián)鎖保護，采用計算機自動控制和手動現(xiàn)場控制，手/自動切換是無擾動切換，真正實現(xiàn)鍋爐安全可靠的運行，減輕工人的勞動強度，保證供熱質(zhì)量，節(jié)約能源，實現(xiàn)鍋爐控制自動化。系統(tǒng)功能3.1監(jiān)控功能系統(tǒng)在運行過程中，上位機將下位機采集上來的鍋爐運行數(shù)據(jù)和熱力站傳送上來的運行參數(shù)進行實時處理，通過上位機的分析，判斷，實現(xiàn)對現(xiàn)場溫度、壓力、液位、流量等工藝過程參數(shù)的模擬動態(tài)顯示，通過下位機的反饋至上位

8、機的信號實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表、風(fēng)機、水泵及上煤系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)控。用產(chǎn)地通過上位機手動和自動切換，實現(xiàn)風(fēng)機，水泵的啟、?？刂?。系統(tǒng)與現(xiàn)場儀表，電氣設(shè)備配合可實現(xiàn)多變量閉環(huán)調(diào)節(jié)(如送風(fēng)變頻控制、引風(fēng)機變頻控制、給煤機變頻控制)和聯(lián)鎖控制(如上煤聯(lián)鎖控制)。 3.2調(diào)節(jié)控制功能供暖燃煤鍋爐是一種多變量系統(tǒng)，被控量之間的關(guān)系耦合程度高，因此本套系統(tǒng)配以優(yōu)化的控制軟件，該套軟件以供水溫度、煙氣氧量、爐膛負壓等為控制指標(biāo)，室外溫度為補償量，同時具有PID控制，通過配置風(fēng)煤化，前饋系統(tǒng)，來加大或解除給煤調(diào)節(jié)，送風(fēng)機調(diào)節(jié)和引風(fēng)機調(diào)節(jié)輸出間的前饋聯(lián)鎖，以求取給煤量，送風(fēng)量和引風(fēng)量的最佳控制參數(shù)，從而實現(xiàn)燃燒的最優(yōu)控

9、制。考慮到鍋爐的此三環(huán)節(jié)的對象為電機，所以PID手/自動切換時，加有無擾動切換。3.3報警功能系統(tǒng)具有故障報警(風(fēng)機、水泵、上煤系統(tǒng)等的啟、停故障等)和超限報警(高、低液位、壓力、流量、溫度報警及用戶指定的其它參數(shù)報警)。3.4上煤聯(lián)鎖功能本系統(tǒng)可實現(xiàn)手動操作，計算機聯(lián)動和自動控制。3.5數(shù)據(jù)報表記錄功能可根據(jù)用戶的要求，對熱網(wǎng)的供、回水流量、溫度、壓力、爐膛負壓等工藝參數(shù)及電機負載情況，報警記錄形成報表匯總。3.6數(shù)據(jù)查詢計劃，打印功能，用戶對記錄的報表數(shù)據(jù)，報警數(shù)據(jù)進行查詢、打印。3.7曲線功能對用戶關(guān)心的溫度、流量等信號，系統(tǒng)以實時，歷史趨勢曲線的形式直觀地表示出來。3.8遠程通訊功能熱力站和控制中心通過以太風(fēng)實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸。3.9冗余功能為保障系統(tǒng)運行的可靠，計算機測控通訊網(wǎng)采用雙冗余以及網(wǎng)，當(dāng)一條網(wǎng)絡(luò)線出現(xiàn)故障時不會影響系統(tǒng)正常工作。兩臺上位機同為服務(wù)器，測控數(shù)據(jù)各存于兩臺計算