关于PLC在蒸汽锅炉自动控制之中的运用探析

摘要：可编程控制器的应用范围越来越大，在蒸汽锅炉自动控制中的应用程度也越来越深入，起到了十分重要的作用。本文介绍了PLC控制系统的主要组成部分，并从五个方面概述了PLC在蒸汽锅炉自动控制中对于参数的控制原理，最后重点总结了PLC控制中应该注意的主要问题，希望能够为PLC在蒸汽锅炉自动控制方面的研究提供参考作用。

关键词：PLC 蒸汽锅炉 技术分析 自动控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）11-0015-01

作为工业生产最为重要的设备，蒸汽锅炉给人类带来了巨大财富和利益。对于锅炉的安全生产，必须引起相关重视。在此引出蒸汽锅炉的PLC控制系统。现阶段，蒸汽锅炉存在自动化程度不高、能源浪费、自动控制技术落后、负荷改变后不能及时调节参数的问题。针对此问题本文对PLC自动控制的相关技术进行阐述，对今后相关研究做出了一定的引导作用。

1 PLC控制系统的组成

蒸汽锅炉的组成与普通锅炉一样，由锅炉本体、电机、PLC、一次仪表等部件组成。就PLC而言，锅炉控制中一般选用性价比相对好的S7-300系列，因为此系列具有运算速度快、运行时间短、循环速度快、通讯能力强、可扩展、编程能力强等优点。例如在对复杂系统编程时，一般采用STEP7或者STEP7-Lite软件；S7-300系列的通信带有多个串行通讯接口，对MPI实行多点通信；S7-300系列可扩展性可提高PLC的控制能力；采用CPU负责信号的处理、运算、控制。

在工程实践中，蒸汽锅炉是一个多数据、具有非线性相关联的对象，参数之间会有交叉的现象发生。例如，蒸汽锅炉负荷变化就会影响各参数变化，调节一个参数就会影响其它关联参数，一旦不能调节好，整个系统运行就不能保证。

2 PLC对锅炉参数的自动控制

（1）汽包水位自动控制：此系统是进行维持锅炉进出水量相对平衡的自动控制系统，通过水位的显示进行控制水量的平衡，调整汽包的水位一直能够处于汽水相互分离的界面的中线左右，从而能够有效的提高锅炉的整体蒸发效率，在根本上保证锅炉的生产安全。如果汽包的液位处于比较高的位置，则会对汽、水分离的效果产生影响，使得蒸汽中带走液体；如果汽包液位处于比较低的位置，会有可能导致锅炉损坏甚至出现爆炸。（2）过热蒸汽压力自动控制：过热蒸汽是在高温下产生的，过热器温度控制是自动控制系统工作的主要任务。例如不能让锅炉的过热器工作在温度下，因为高温下工作会烧坏过热器的高温段；也不能让过热器中的蒸汽温度过低，那样会造成锅炉效率达不到标准。（3）燃烧自动控制：此系统工作的主要目的是将燃料燃烧所释放出的热量与蒸汽负荷实现相互适应，由于锅炉燃烧的经济性能不能直接进行测量，通常情况下可以使用送风量和燃烧量之间的比值进行表示，锅炉炉膛内负压会在一定的范围内变化，这就表明送风量和引风量之间不能够相互适应。（4）送风量自动控制：自动保护系统对于蒸汽锅炉来说是至关重要的。例如在自动保护系统中要安装水位保护、汽压保护、灭火保护以及紧急停炉保护等。一旦发生锅炉工作不正常的现象，就需要启动紧急停炉保护。（5）炉膛压力自动控制：自动控制必须要保证锅炉运行在微负压状态下，煤可以燃烧充分，有利于锅炉热效率利用。例如，负荷变化时会有时间延迟，为了引起炉膛负压状态，一般将鼓风信号作为前馈信号实行超前调节，精度设定为±10Pa，负压控制在-5～-20Pa；如果送风量变化引起一些扰动时，自动控制系统就要根据设定的微分系数来调节回路的负压输出，确保炉膛负压。

3 PLC控制中注意的问题

PLC控制在蒸汽锅炉中的应用非常普遍，是自动化控制的主要设备。对于PLC应用近几年研究越来越广也越来越深。然而，尽管其可靠性相对较高，抗干扰能力也是相对较强，但由于工程实际的现场环境不可能达到设计的初衷，会或多会少的出现人们意想不到的恶劣环境，造成程序上或运算上的错误，引起误输、误输出，导致设备失控，致使PLC不能正常工作。因此我们在进行工业生产的过程中必须提高PLC控制系统可靠性。下面我们主要从PLC工作环境入手分析PLC在使用中应注意的几点问题。

（1）温度：PLC工作所需要的温度保持在0～55摄氏度之间，并且在进行安装过程中不能够在具有交大热量的元器件下面，需要比较好的通风散热环境以及足够大的安装空间。（2）湿度：PLC系统必须要保证具有良好的绝缘性，要求空气环境的湿度必须要小于85%（无凝露）。（3）震动：PLC的安装必须要远离比较强烈的震动源，远离振动频率为10～55HZ的连续振动，如果外界使用环境避免不了震动，也需要采取相应的减震措施，比如使用减震胶等减震方式。（4）空气：PLC的外界环境必须要避免有易燃或者腐蚀性的气体，比如硫化氢以及氯化氢等气体。如果空气中含有粉尘较多，则需要将PLC布置在密封性比较好的控制柜或者控制室内。（5）电源：PLC控制系统应安装在干扰小的位置，但实际蒸汽锅炉工作环境干扰较大，尤其是电源干扰特别严重，在此情况下，我们一般要设置一台带屏蔽的隔离变压器。PLC对电源的选择也是有要求的，一般来说PLC的输入端为直流电时，就要选择直流稳压电源。（6）强电干扰：PLC工作时应尽量避免强点干扰，由于其工作环境的原因，电网覆盖面广，会产生感应电压，在内部电压波动频繁、设备启停、电网暂态冲击等原因都会引起电网变化，产生感应电压，进而引发强点干扰。

4 结语

蒸汽锅炉的自动控制系统的运行离不开PLC的支持，因此必须要做好蒸汽锅炉的自动控制的研究工作，保证可编程控制技术能够有效的提高锅炉自动控制的精度，实现蒸汽锅炉的多个不同参数的综合控制，提高锅炉自动控制的智能化发展速度，保证锅炉自动控制具有先进的技术保证，能够科学正常运行。

参考文献

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