电加热锅炉控制中可编程序控制器的应用分析

摘 要：电加热锅炉的应用范围较为广泛，尤其是在北方的学校、宾馆、宿舍以及商场等，均广泛地使用了电加热锅炉进行取暖供热。通过可编程序控制器对电加热锅炉进行编程控制，可以大幅提升电加热锅炉工作过程各个环节的控制程度，对相关元器件形成强力的保护。本文对电加热锅炉的基本内涵做了简单介绍，结合实际进行了可编程序控制器应用的分析，以期提升电加热锅炉的编程控制。

关键词：电加热锅炉；可编程序控制器；应用

电加热锅炉具有诸多优点，确保其在许多领域得到了应用。传统的电加热锅炉主要是通过接触器、继电器等元器件进行控制，不仅功能较为单一，而且部分元器件容易损坏，在控制力和可靠性上都具有一定的缺陷。因此，采用可编程序控制器对电加热锅炉进行编程控制，可以大大提升电加热过路的工作性能。

1 电加热锅炉的基本内涵

电加热锅炉的核心部件是电加热管，一般根据锅炉容量的不同，电加热管选取的组数也存在区别，常用范围在10组到20组之间。电加热管是可以单独工作的，即在电加热锅炉运行过程中，可以根据不同需求适当增减进行加热的电加热管。比如原本启用了20组电加热管，但是随着取暖供热需求下降，可以适当减至十余组电加热管运行。由于存在部分没有投入使用的电加热管，因此在电加热锅炉的实际使用过程中，应该通过控制器对电加热管进行循环控制，确保每个电加热管投入运行的时间基本相等，避免某个电加热管运行时间过长出现问题故障。

循环控制的要求就促使控制系统建设需要考虑三个方面的问题：第一，控制系统能够对出水管水温进行实时监测，并根据实际需求对其进行控制。在水温接近或达到上限值时，应该切除部分电加热管或是停止电加热锅炉运行；在水温接近或达到下限值时，应该增加部分电加热管，使锅炉运行恢复正常。第二，控制系统能够对回水管的水温进行实时监测，并且能够对其进行控制。基本控制要求和出水管水温控制基本一致。第三，控制系统能够对出水管和回水管的水压进行实时监测，并且能够对水压进行控制。在出水水压逼近或达到上限值时，停止锅炉运行。当出水水压逼近或超出下限值时，控制回路应该断开；当回水水压超过上限值，应该立即停止补水泵。当回水水压低于下限值时，应该启动补水泵进行补水。此外，还需要控制系统具备对欠压、超压、缺相等故障的监测报警功能，以便相关人员能够及时处理这些问题，确保电加热锅炉安全运行。

2 可编程序控制器在电加热锅炉中的控制电路分析

（一）控制电路的硬件环节构成

通常情况下，根据电加热锅炉的运行工况和基本控制要求，主要可以使用西门子S7-200系列的主机模块，常用的主机模块有CPU226和S7-216。在主机模块的基础上，再根据实际情况配置模拟量输入模块EM231两块、数字量输入输出模块EM223一块和人机界面TD200，就可以构成一个完整的电加热锅炉的控制系统。在整体控制电路系统中，CPU226主机模块一般具有8K字节的程序储存器以及2.5K字节的数据储存器。CPU226在西门子系列的主机模块中，是最大输入输出接点的PLC之一。CPU226具有定时器256个，计数器256个，操作时间仅仅只需0.8？滋s，中断处理功能十分高速。模拟量输入模块EM231可以直接和传感器进行连接，可以接受电压源，形成三种类型不同的模拟量输入。数字量输入输出模块EM223可以当作主机模块CPU226的扩展模块，能够为控制电路提供附加的输入输出点。TD200人机界面是西门子公司为了S7-200系列主机模块专门设计的人机界面，操作十分简单便捷，可以通过该界面对系统参数进行设置，并且可以在上面显示电加热锅炉的出水温度等数据。

（二）电加热锅炉控制电路软件环节分析

在S7-200系列的主机模块中，相关程序可以使用梯形图语言进行编程，在程序中应该具备较为完善的功能模块，可以完成计数、定时、计算、以及PID运算以及比较分析等多种功能，编程能力十分强大，用户调试也很方便。从实际情况来说，梯形图编程从起始环节开始，之后进行系统初始化，然后对系统的运行参数进行设置，然后对模拟量进行采集，以此判断出水温度是否超出最高值，如果超出最高值，则停止锅炉并发出警报；如果没有超出最高值，则需进行出水温度是否超过中值的判断。如果超过中值，则需要切除或者增加部分加热管。如果没有超出中值，则需进行锅炉是否缺水的判断。如果锅炉缺水则需要停止锅炉运行并且发出警报，如果锅炉没有缺水，则需要判断是否需要进行系统紧急停止。如果需要进行紧急停止，则停止锅炉运行并发出警报。如果不需要进行紧急停止则结束程序运行。

3 可编程序控制器在电加热锅炉控制的实际应用结果

根据上述过程完成的电加热锅炉编程控制系统，在实际运用的过程中表现出来十分优越的控制性，主要可以在三个方面得到体现。第一，对水温的调节控制更加迅速。相对于传统的继电器控制而言，编程控制系统通过传感器对水温的采集、分析以及控制都更加快捷迅速，可以在极短的时间内完成对水温的调节控制。第二，对电加热管的保护更加到位。传统的控制方式导致电加热管的使用存在偏差，部分电加热管使用时间较长，部分电加热管使用时间较短，没有形成合理的循环使用控制。但是通过可编程序控制器，实现了对电加热管的循环控制，可以根据实际需求对电加热管进行循环使用，大幅提高了电加热管的使用寿命和效率。第三，可靠性更高，电加热锅炉相关问题故障大幅降低。根据实际的使用情况，在使用可编程序控制器对电加热锅炉进行控制之后，电加热锅炉的运行更加稳定，各类故障问题减少了接近70%。

4 结语

利用可编程序控制器对电加热器进行控制，能够大幅提升电加热锅炉的自动化控制程度，有效提升电加热锅炉的控制可靠度以及灵敏度，对电加热锅炉的控制和元器件保护具有积极的作用。

参考文献：

[1]温彦文，吴春生.可编程序控制器（PLC）在锅炉自动控制系统中的应用与实践[J].中国科技纵横，2010.

[2]王中杰，郝娟.基于S7-200PLC的锅炉燃烧自动控制系统设计[J].轻金属，2012.