基于PLC的锅炉自动控制系统设计

摘要：锅炉的自动控制是锅炉发展的趋势，如何实现锅炉的自动控制，如何设计一个合理的锅炉自动控制系统，用何种控制方法和控制原理实现锅炉自动控制，设计出一个合理、高效自动控制系统，这都是相关工作者探究的的重要领域和内容。而PLC原理对于锅炉自动控制系统的设计有着十分明显的优越性。因此，基于PLC原理的锅炉自动控制系统有着十分很好的现实价值和良好的设计、系统控制效果。在这样的形势背景下，本文设计了一种基于PLC的锅炉自动控制系统，介绍采用PLC对锅炉系统的控制方案及软硬件设计，并对PLC的原理应用以及锅炉自动控制系统未来发展方向提出可行性建议或意见。

关键词：PLC 锅炉 自动控制 系统设计 控制原理 必要性 过程

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00

锅炉，是我国现阶段在热力发电厂中进行电力生产的主体设备之一，由于其涉及到燃料燃烧和热水或高压蒸汽的输送，因此其安全性极为重要。在现有的阶段里，我国的锅炉运行控制水平还处于一个较为落后的地步，导致因为控制不到位而引起的安全事故也不在少数。因此，解决锅炉燃烧系统、蒸汽运输系统以及送煤送水系统的安全稳定性，提高其自动控制程度有着十分重要的社会价值和意义。本文基于这样的出发点，以锅炉系统实现PLC自动控制为研究对象，从PLC控制原理概述、锅炉系统实现PLC自动控制的必要性以及基于PLC的锅炉自动控制系统设计过程等方面展开论述和剖析。

1 PLC控制原理概述

在自动控制原理和手段中，发展出了许多种自控控制系统，从最初的仪表控制、单片机控制到现在发展和应用最为广泛的PLC自动控制。其中就PLC自动控制也是从最初采用了和计算机一样的设计思想并且只能用于逻辑运算来进行顺序控制，而随着微电子技术的高速发展，可编程序逻辑控制器逐渐采用微处理器作为其控制中心，使PLC不仅仅是进行简单的逻辑运算和数据的存储，PLC还能进行数据运算、定时、计数、模拟量控制以及远程通信等强大功能。因此，美国电气制造商协会（简称NEMA）将其命名为可编程控制器（Programmable Controller，简称PC）。但为了与个人计算机（Personal Computer）的简称PC加以区别，人们仍然把可编程控制器简称为PLC。

PLC（可编程逻辑控制器），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其主要由：电源、中央处理器（CPU）、储存器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等组成。PLC自动控制系统投入工作后其运行过程主要分为：输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段三个阶段，简单的，我们可以把PLC理解为以嵌入式CPU为核心，配上相应的输入、输出模块，能非常便利地运用到工业控制领域的装置。当然，这是PLC较为基本的功能。目前市场上的PLC都预留有一个或多个通讯接口，方便PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与手操器（触摸屏）之间的通信。除开关信号外，PLC或PLC的扩展模块（这是由于有些生产PLC的厂商将PLC的各部分功能做了模块化处理，而有些没有）可以直接采集标准的过程量，如4～20mA电流、1～5V电电压等模拟信号。

2锅炉系统实现PLC自动控制的必要性

由于PLC已经集成了各种功能电路，在运用时极大的简化硬件连接。此外，PLC编程软件采用图形符号的编程界面，简单易学，调试方便。并且采用PLC为控制器的产品维护比较方便。正是由于PLC这些优点，使PLC广泛应用于设备的自动化改造与性能提升的场合。而目前相当一部分锅炉仍处于人工控制状态，不仅安全系数低，热效率低，燃料消耗量大。随着计算机和微型控制器的普及，计算机与微型控制器在锅炉控制中的作用越来越大，使用计算机和微型控制器加强对锅炉的运行控制，有助于降低维护成本，便于选择控制方法，且可以提高系统自动调节及控制水平，可维持稳定的运行工况，保证经济燃烧、安全性。因此，锅炉系统实现PLC自动控制有着极大的应用价值和现实意义。

3基于PLC的锅炉自动控制系统设计过程

实现锅炉自动控制系统设计，首先我们需要对锅炉的整体结构有一个大致的了解：锅炉，顾名思义，由锅和炉组成，简单来说，锅是用来加热水的，炉是用来燃烧燃料的；前者涉及的是蒸汽输送系统和送水系统，后者涉及的是送煤系统和燃料燃烧系统。

控制系统可以通过这一系列的控制信号和控制点对燃料供应系统、热水循环系统、燃烧系统以及热水锅炉机组控制系统进行及时有效的控制，从而保证系统能够对燃气是否泄漏做出判断，防止安全事故的发生、能够在水量不足的时候及时补充水、对锅炉水位进行监测，以保证锅炉不会因为水位过高或过低而发生事故、对锅炉压力进行监测，防止锅炉在超压时运行以及对炉水温度进行实时跟踪，防止炉水温度超过安全设定，保证机组安全运行。总而言之，用PLC实现的自动控制可以让锅炉更为安全、稳定并经济合理的运行。

4结语

采用PLC设计的锅炉自动控制系统有着操作简单、控制效果稳定以及处理速度快等优势，能够保证锅炉的各个系统告别之前那种故障发生预报不准确、处理不及时、诊断效果不够良好等问题，进入一个真正的以计算机为中心的集中控制、分散管理的系统，实现实时显示机组运行参数、方便运行参数设定、故障显示及报警及时等控制，让锅炉系统进入一个更为安全、智能的时代，源源不断的为我们的生活生产出更多的电力。

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