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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要锅炉的燃烧控制对于锅炉的安全、高效运行和节能降耗都具有重要意义，其控制和管理随之要求也越来越高。本设计主要针对锅炉燃烧控制系统的工作原理，根据控制要求，设计了一套基于PLC的锅炉燃烧控制系统。在控制算法上，综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制、前馈控制等控制方式，实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效地克服了彼此的扰动，使整个系统稳定的运行。在可编程控制器的选择上，采用了AB公司Logix5000系列PLC，设计了控制系统的硬件配置图、I/O模块接线图，并用其编程软件编写了实现控制算法的梯形图。同时，采用RSView
2、32设计监控界面，使得在上位机上能够实时监控系统的运行状况并可以设置系统的工作参数，使对系统的控制简单易行。关键词：锅炉燃烧控制系统，控制方式，PLC，监控专心-专注-专业ABSTRACTThe control of the boiler combustion which is for boilers safe, efficient operation and energy saving are of great significance, and its subsequent control and management is getting higher and higher requir
3、ements. According to the control requirements and the working principle, we design a system of a PLC based on the boiler combustion control system.In the control algorithm, we integratedly applied the single-loop control, cascade control, ratio control, feed-forward control and so on which is moded
4、the control to achieve a fuel vapor pressure control regulator, air-conditioning of flue gas oxygen content control, citing the negative air volume control of the furnace pressure.It also effectively overcome the disturbance of each other, so that the operation of the entire system is stable.Choice
5、in the programmable logic controller, we choose AB, Logix5000 series PLC, and applied it to the design of the control system hardware configuration diagram and I / O module wiring diagram. Then we use the preparation of its programming software control algorithm to achieve the ladder. At the same ti
6、me, the use of RSView32 interface to design monitor makes PC can run real-time monitoring of system status and can set the system parameters, so that the system is easy to control. Keywords: boiler combustion control system, control, PLC ,supervisory control目录1 绪论1.1课题研究背景及意义锅炉是工业生产中普遍使用的动力设备，是能源转换的
7、重要设备。我国锅炉应用面宽，投运数量多，耗用一次能源大。锅炉运行的好坏，对于节约能源、保护环境等有着重大的社会经济效益。进入21世纪以来，与人类生存和社会发展密切相关的能源和环保问题得到了人们的广泛关注。目前，我国每年用于锅炉燃烧的煤炭约为9000万吨，占总产量的7%。面对日趋减少的有限煤炭资源，节约能源、保护环境已成为国家产业政策的核心，确保燃烧过程始终处于最优状态可最大限度的节约能源、保护环境，这也是改善锅炉燃烧控制系统的目的之一。采用先进的锅炉燃烧控制技术，提高锅炉燃烧效率成为摆在致力于锅炉产业研究的众多学者面前的艰巨任务1。通过使用PLC来对整个锅炉燃烧过程进行实时控制，配置计算机控制
8、与管理系统，结合现代工业组态软件进行控制界面的组态与设计，是提高锅炉燃烧效率的重要方法。通过计算机控制管理系统进行作业流程操作，全部由计算机实现自动控制，系统的操作只需操作员在控制室就可以完成，而且除了工程师外，操作员也可以很容易操作整个系统的运行，这样就节省了大量的人力资源。整个锅炉燃烧控制系统的操作界面设计成易于操作的windows人机交互界面、主要功能通过计算机后台自动完成，系统实现现场控制和远程监控功能，此外，考虑到系统的可移植性，系统设计成能够根据不同被控锅炉的具体控制指标的要求灵活的调整控制参数，克服了需要重新进行设计、硬性修改等缺点，缩短了锅炉燃烧控制系统开发的周期，可以大范围推
9、广，具有较强的现实意义2。近年来，随着能源与环保意识的增强，我国锅炉生产现状已经引起一些致力于行业发展的有关学者和部门的高度重视，工业锅炉燃烧过程控制的理论与应用研究，己成为能源和控制领域的热点课题。1.2 锅炉燃烧控制系统概述燃烧控制系统是锅炉控制的重要环节。它是一个具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈且幅值大的多变量系统，其中送风量、引风量、给煤量、炉膛负压、等参数的变化都将对燃烧系统产生直接扰动，当波动较大时，就会造成整个燃烧系统出现振荡现象，严重影响锅炉的安全运行;同时，锅炉燃烧效率的高低将直接关系到锅炉煤烟的排放质量，关系到是否会对环境造成污染。因此，燃烧不仅直接影响锅炉供热工况的
10、稳定，而且对节能降耗，保护环境，提高锅炉的热效率有着重要的意义。锅炉燃烧控制系统的基本任务是使燃料燃烧所产生的热量能够适应负荷的需要，同时还要保证锅炉运行的经济性和安全性。概括起来，燃烧过程控制系统有三大任务3：(1)维持蒸汽压力恒定。蒸汽压力的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应，必须相应地改变燃料量，以改变锅炉的蒸汽量。 (2)保证燃烧过程的经济性。随着送入炉内燃料量的变化，供热温度和烟气含氧量发生变化，必须根据烟气含氧量的变化相应地调节送风量，达到最优燃烧，保证燃烧过程有较高的经济性。(3)调节引风量与送风量相配合，以保证炉膛压力不变。1.3 本设计的主要工作本设计以锅炉为被控对象，
11、采用PID控制方法，利用PLC和变频调速技术，完成了一套锅炉燃烧控制系统的设计。具体的课题内容有：(1)总体设计方案的制定：选择被控参数、控制参数、控制器、执行器；设计控制系统；绘制系统方框图。(2)相关硬件设计：根据控制要求，合理选择变送器和变频器；PLC选择实验室现有的AB公司Logix5000系列；绘制系统硬件配置图和输入输出接线图。(3)相关软件设计：根据硬件连接情况，编写输入输出定义表；根据控制要求，编写梯形图程序；调试和修改程序。(4)系统中相关参数的计算：建立被控对象模型，利用MATLAB软件从理论上确定PID参数。(5)监控系统设计：利用组态软件设计该系统的监控画面。2 控制方
12、案的设计2.1系统总体控制方案设计 燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统，主要包括燃料控制系统、送风控制系统、引风控制系统。其控制目的是使燃料燃烧所产生的热量负荷适应蒸汽压力的需要；使燃料与空气量之间保持一定的比值，以保证经济燃烧；使引风量与送风量相适应，以保持锅炉负压在一定的范围内。系统总体方案设计和比较如下4。方案一的原理框图如图2.1所示。图2.1 方案一如图2.1所示，主蒸汽压力调节器接受主蒸汽压力信号，根据主蒸汽压力信号与给定值的偏差，给出负荷指令LD，燃料调节器和送风调节器根据负荷指令LD,分别调节燃料量与送风量。引风调节器接受炉膛压力信号。通过调节引风量确保炉膛压力给定值。方案中，燃料控制与送风控制两个子系统组成比值控制，其作用是保持送风量与燃料量之间的比值关系不变，以保证一定的风、煤比。该方案的优点是结构简单，整定方便。由于直接以燃料量信号代表燃烧率与负荷LD相平衡，因此在蒸汽压力变化时，能迅速改变燃料量，保持蒸汽压力稳定。然而该方案燃料量与送风量控制的精度，依赖于燃料量与送风量的准确测量。当发生燃料侧扰动时，需由主蒸汽压力调节器改变负荷指令LD来消除，这对蒸汽压力的稳定是不利的，而且无法保证风、煤之间的最佳比值。为克服上述缺点，在方案一的基础上，我们做了进一步改进，使主蒸汽压力得到稳定调节，使风、煤比保持最佳比值，具体控制方案
