PLC 在水煤漿鍋爐燃燒控制中的應用

《PLC 在水煤漿鍋爐燃燒控制中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、８６化工自動化及儀表第４２卷ＰＬＣ在水煤漿鍋爐燃燒控制中的應用１１１１２余淑榮張曉東吳明亮趙坤宋乃軍（１．蘭州理工大學，蘭州７３００５０；２．甘肅景泰民安供熱有限公司，甘肅白銀７３０４００）摘要基于西門子Ｓ７３００ＰＬＣ提出了水煤漿鍋爐燃燒控制解決方案。在傳統(tǒng)ＰＩＤ控制方法的基礎上加入了模糊控制技術。通過對風量與負荷配比的控制，達到了穩(wěn)定燃燒的目的。關鍵詞ＰＬＣ水煤漿鍋爐燃燒控制中圖分類號ＴＨ８６５文獻標識碼Ｂ文章編號１０００３９３２（２０１５）０１００８６０４ＰＬＣ作為工業(yè)過程自動化控制系統(tǒng)中的核心部件，因其良好的

2、控制特性和簡單易學的操作方法，已在世界工業(yè)控制領域里得到了廣泛應用。隨著環(huán)保問題越來越受到關注，鍋爐燃燒系統(tǒng)對于燃料的選擇則變得十分重要。水煤漿是一種新型煤基流體燃料，因其可以像油一樣泵送、霧化、存貯和穩(wěn)定燃燒，并且燃燒效率高、環(huán)境污染少，已逐漸成為鍋爐的首選燃料。但是傳統(tǒng)的采用程控器和儀表的控制方式功能簡單、控制效率低且圖１監(jiān)控系統(tǒng)拓撲結構（局部）信號采集數(shù)量少，難以實現(xiàn)對水煤漿鍋爐的有效整個過程都在上位計算機上進行監(jiān)控，可對出現(xiàn)控制。因此筆者基于西門子Ｓ７３００ＰＬＣ為蘭州的報警信號（如出水溫度過高及爐膛負壓過大某熱源

3、廠設計了水煤漿鍋爐燃燒控制系統(tǒng)，利用等）進行排查。整個水煤漿鍋爐的燃燒過程控ＰＬＣ易擴展、可編程、優(yōu)異的運算能力和穩(wěn)定可靠制，是在ＰＬＣ中通過一定的ＰＩＤ閉環(huán)控制算法實的現(xiàn)場工作性能，通過自整定模糊ＰＩＤ算法準確現(xiàn)的。地實現(xiàn)了燃燒控制和燃料風量配比。１．１硬件配置１燃燒控制系統(tǒng)軟硬件設計燃燒控制系統(tǒng)采用西門子Ｓ７３００ＰＬＣ作為水煤漿鍋爐的自動燃燒控制是根據(jù)對鍋爐自控制系統(tǒng)的核心。上位計算機與ＣＰＵ之間采用［１］身及循環(huán)系統(tǒng)等的工藝流程和要求所實現(xiàn)的。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ以太網通信。具體配置為：根據(jù)ＤＣＳ系統(tǒng)“分散控制，集中管

4、理”的基本特中央處理器模塊ＣＰＵ３１５２ＤＰ／ＰＮ點，整個控制系統(tǒng)主要由上位計算機、下位ＰＬＣ電源模塊ＰＳ３０７５Ａ和通信網絡組成，燃燒控制子系統(tǒng)主要包括信號數(shù)字量輸入模塊ＳＭ３２１［２］采集、燃燒流程及閉環(huán)調節(jié)等。水煤漿鍋爐監(jiān)數(shù)字量輸出模塊ＳＭ３２２控系統(tǒng)拓撲結構（局部）如圖１所示。模擬量輸入模塊ＳＭ３３１信號采集主要由分布在整個鍋爐各測點的傳模擬量輸出模塊ＳＭ３３２感器、變送器以及相應的信號處理設備完成，模擬ＣＰＵ與模塊之間采用Ｕ型連接器（總線）連量信號一般都以４～２０ｍＡ（ＤＣ）送入ＰＬＣ模擬量接以實現(xiàn)通信。圖２所示

5、為鍋爐燃燒控制系統(tǒng)０模塊中，經ＣＰＵ計算處理再由模擬量模塊輸出，號中央機架結構。控制執(zhí)行機構或設備的運行。鍋爐點火后，燃燒控制子系統(tǒng)根據(jù)相關工藝要求自動啟動流程，直到鍋爐進入正常燃燒狀態(tài)。收稿日期：２０１４０４０９（修改稿）第１期余淑榮等．ＰＬＣ在水煤漿鍋爐燃燒控制中的應用８７于非線性、時變性、大滯后性、強耦合和多變量系統(tǒng)，所以應采用更為有效的自整定模糊ＰＩＤ控制［３］方式。圖２鍋爐燃燒控制系統(tǒng)０號中央機架結構１．２軟件配置燃燒控制系統(tǒng)采用ＳＴＥＰ７編程軟件進行ＰＬＣ編程和硬件組態(tài)。上位計算機采用西門子公司的ＳＩＭＡＴＩ

6、ＣＷｉｎＣＣ７．０組態(tài)監(jiān)控軟件。ＳＩＭＡＴＩＣ圖３熱媒出口溫度ＰＩＤ控制原理ＷｉｎＣＣ７．０內置所有操作和管理功能，可簡單、有自整定模糊ＰＩＤ控制器以傳統(tǒng)ＰＩＤ控制器為效地進行組態(tài)，可基于Ｗｅｂ持續(xù)延展，采用開放基礎，引入模糊集合論，將ＰＩＤ參數(shù)根據(jù)偏差ｅ（ｔ）性標準，集成簡單，實現(xiàn)了硬件系統(tǒng)和上位監(jiān)控軟和偏差變化率ｅｃ（ｔ）的大小而動態(tài)變化，更符合被件系統(tǒng)之間的無縫鏈接。２燃燒控制和實現(xiàn)控對象真實的控制規(guī)律。水煤漿鍋爐的燃燒采用空氣壓力霧化懸浮燃模糊系統(tǒng)是一種基于知識或規(guī)則的系統(tǒng)。它燒原理。水煤漿與空氣經燃燒器以射流方式進

7、入的核心就是由所謂的ＩＦＴＨＥＮ規(guī)則所組成的知爐膛，促使煤漿氣流與熾熱煙氣產生強烈混合，水識庫。各部分具體設計如下。分迅速蒸發(fā)；同時水煤漿氣流又受到爐膛四壁和模糊化與反模糊化設計。輸入、輸出語言變高溫火焰的輻射，而將懸浮在氣流中的煤顆粒迅量為｛負大，負中，負小，零，正小，正中，正大｝，即速加熱，水煤漿顆粒獲得足夠的熱量并達到一定｛ＮＬ，ＮＭ，ＮＳ，ＺＥ，ＰＳ，ＰＭ，ＰＬ｝；模糊量化論域為溫度開始著火燃燒。其著火熱隨燃料的性質和運行工況的變化而變化，鍋爐負荷低時，爐膛平均煙｛－３，－２，－１，０，１，２，３｝。溫降低，燃燒器

8、區(qū)域的煙溫也降低，反之則升高。量化因子設計。設誤差基本論域為｛－ｅｍ，燃燒控制的關鍵在于控制燃料（水煤漿）與風量ｅ｝；誤差變化率基本論域為｛－ｅ，ｅ｝；量化等ｍｍｃｍｃ的配比，使燃料充分高效燃燒并保證系統(tǒng)安全。７級為７，則誤差的量化因子ｋ＝，誤差變化率的ｅ２．１燃料與風量配比控制ｅｍ本鍋爐