罗克韦尔plc-5系列在锅炉给水控制系统中的应用

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1、.本文结合某中型电厂的锅炉给水控制实例，介绍了基于罗克韦尔PLC-5和西门子MM430变频器组建的锅炉给水控制系统。系统实际运行的结果良好，效率得到较大提升，降低了安全风险和故障率，符合设计的初衷，为国内同行提供一个实际可行的工程案例。关键词：PLC给水控制调节变频器1引言　　目前国内大多数锅炉汽包水位都采用串级三冲量调节系统控制。锅炉燃料是炼铁过程中产生的尾气，其可燃成分主要是CO。受高炉炉况的影响，尾气压力及CO含量时常变化，锅炉的燃烧状况也随之变化，汽包水位及蒸汽压力变化较大，串级三冲量调节系统不能保证汽包水位在规

2、定的范围内，只能采用手动方式，通过电动执行机构，调节管道阀门的开度来改变给水流量，以维持汽包水位在规定的范围内。这种方式不仅调节不便，而且浪费大量电能。工业蒸汽锅炉的过程控制系统包括汽包水位控制系统和燃烧过程控制系统，两系统在锅炉运行过程中互相耦合，需要较高的控制水平才能达到有效运行。　　结合国内某中型电厂的2台30T燃煤蒸汽锅炉，这2台锅炉通过1个给水母管分别给各自汽包供水，用汽量小的季节，2台锅炉只运行1台，当用汽量较大时，则必须2台锅炉同时运行。由于给水泵额定功率为37kw，一般情况下，1台锅炉运行时，只开1台给水

3、泵余量仍较大，而2台锅炉同时运行且用汽量较大时，只开1台给水泵无法满足需要，而开2台给水泵后，相对单台锅炉运行时，余量更大。由于2台锅炉分别由2套DCS系统控制各自的电动阀门调节各自汽包的给水量，运行中，阀门开度较小造成给水母管压力较大，不仅浪费了大量的电能，较高的水压还可能对管道、水泵叶轮和阀门造成损害。如图1所示。...图1给水原理图2系统分析及设计　　变频技术以其在节能与恒压方面的优越性能可以解决水压控制系统存在的以上问题。考虑选用单片机或PLC与变频器结合为核心构成的系统都能达到较好的控制效果。但在软件设计上，P

4、LC比单片机的编程更简洁、直观；从硬件接口考虑，单片机电路稍微复杂一些；从经济方面考虑，由于PLC工艺的日渐成熟，要根据现场情况调整系统参数，PLC的软件中时间参数的调整更简单，这样更有利于售后服务人员掌握。基于系统运行现状，本着既能节能降耗，又能控制简便、安全且投资较少的原则，选用了西门子MM430变频器和罗克韦尔PLC-5型PLC作为控制核心，再加上PSW7调节器与WSP300压力变送器，控制效果非常好，软件设计简单，硬件接口简易可行、可靠性高，整个系统的性价比非常高。具体如图2所示。...图2控制原理图　　在本方案

5、中，充分利用了锅炉层有的DCS控制系统，同时增加了变频器、可编程序控制器(PLC)和控制信号转换装置。2.1硬件控制系统　　(1)罗克韦尔PLC-5型PLC　　我们选择的PLC-5/40ECPU，内存容量大，数据处理能力强，网络功能强大，带有以太网网口，不需要额外以太网通讯模块。PLC-5/40ECPU使用钥匙开关改变处理器操作模式：·RUN（运行）运行模式下，用户不能创建或删除程序文件，创建或删除数据文件，或编程软件改变操作模式。...·PROG（编程）编程模式时，用软件编程不能改变操作模式·REM（远程）编程软件，远

6、程编程、远程测试、远程运行模式之间改变。RSLogix5编程软件具有可靠通讯能力、强大编程功能和卓越诊断能力和监控能力，以及运行控制功能：·诊断和故障查找工具·可靠通讯功能·统一项目视图·灵活梯形图逻辑·符号编程·可选梯形图视图·容易通信组态·利用RSLogix5梯形逻辑编程软件，可以优化系统性能，节省项目开发时间，提高生产率。上位机监控软件RSView32是罗克韦尔自动化公司推出组态软件平台，它使用方便，可以构造灵活界面和强大功能，用RSView32组态软件能开发出较强组合画面：·快速灵活画面切换·灵活有效报警方式·强

7、大功能和简单直观操作方式·灵活实用设置功能·实用管理功能...　　因此，利用上位机监控软件RSView32，坐中央控制室，就可以监控现一切机械化设备，对现场生产情况一目了然。　　(2)西门子MM430变频器　　MM430变频器是西门子公司最新研制生产的一种适用于各种变速驱动应用场合的高性能变频器(调试简单、配置灵活)，它具有最新的IGBT技术和高质量控制系统，完善的保护功能和较强的过载能力以及较宽的工作环境温度，安装接线方便，两路可编程的隔离数字输入、输出接口以及模拟输入、输出接口等优点，使其配置灵活多样，控制简单方便。

8、2.2运行分析　　(1)当1台锅炉运行时　　由于只开1台给水泵，就足够锅炉汽包所需用水量，故此时，系统只对运行锅炉的汽包水位进行恒液位控制即可。将切换开关置于相应位置，通过锅炉原有DCS控制系统中的手动操作器将控制该锅炉汽包进水量的电动阀完全打开后，再通过控制信号转换装置切断该控制信号，使原有控制回路断开，电动阀保持