锅炉智能化控制系统研究及应用

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1、锅炉智能化控制系统研究及应用摘要：木文深入分析锅炉控制的基础上，以PLC+人机界面十工控机为主要的研究对象，对开发和监控等问题作了创新性和探索性研究。研究了锅炉控制器的发展需求以及如何在智能控静的方式和节能方面做出的贡献，详细研究了组成锅炉节能高效控制所涉及的相关技术，同时，详细研究了系统屮的故障自诊断、兀奈保护、模块化口识别等技术。关键词：锅炉；智能控制；PLC；人机界面1、HIJ5木文以PLC+人机界面+工控机为主耍的研究对象。在深入分析锅炉控制的基础上，对开发和监控等问题作了创新性和探索性研究。基于锅炉控制系统的安全因索，为便于“集屮管理，

2、分布控制”，本智能控制系统采用了控制和管理分开的方式，这样即使管理机发生故障或因人为操作等原因造成管理机不能正常工作，但这不影响控制机的工作。在智能控制系统中，我们的管理机和控制机是相互联系又相互独立的。控制机主要是控制锅炉的正常运行，有人机接口界而；管理机主耍是实时的记录锅炉系统内的齐个参数、报警记录等，并完成报表的记录。本智能控制系统现场锅炉的管理机可以通过RS-232总线分别与不同的控制机通信，现场的操作人员只是通过管理机进行一些相应的操作，并实时的了解锅炉的运行状态。而控制机之间是通过RS-485通信，从而实现了分级控制、分级管理，充分考

3、虑了锅炉的安全性，是一种比较优良的智能控制系统。2、锅炉智能控制系统整体方案设计本控制系统主要由三部分组成：PLC、人机界面和工控机。每台锅炉具有两套控制系统：即人机界面控制系统和工控机控制系统。两套系统都具有两种独立的控制方式：口动和手动方式，可以互相进行无扰切换使用。使用两级监控方式:第一级为单台锅炉单控制，第二级为4台锅炉的集中监控。一级控制方式，即人机界面控制方式下，对单台锅炉进行独立控制。它rfl三部份组成：PLC可编程控制器、工控机及遥传通讯。第一部分为现场信息采集、控制、显示、设置；第二部分采用高可靠性的PLC可编程控制系统为核心，

4、既可独立对单台锅炉进行全自动控制，第三部分为可通过总线与上位机通讯实现集屮控制，还可扩接无线通讯模块将采集到的数据进行无线遥传，图2」所示。工控机将锅炉运行状态定时打印，供司炉工参考，判断锅炉工作状态（见图2.2）,远程监控框图如图2.3所示。3、主要技术要求及功能1）硬件仪表（如压力表、水位计）、闸阀和传感器（如压力、温度、水位等）都采用正规厂家的计量合格的产品，提高了锅炉运行状态下各种数据采集的速度和精确度。系统总控设备由机柜、工业控制微机、17寸彩显、UPS、激光打印机各一台组成。•其屮，工控机、彩显、UPS和激光打印机均选用国产和进口名牌

5、产品，机柜设计交专业厂家生产。系统分控设备由机柜、开关电源、触摸屏、可编程控制器（PLC）、继电器、滤波器、低压电器组成。其屮触摸屏、PLC、继电器和低压屯器均选用进口产品，机柜由专业厂家生产。2）软件由系统管理控制软件、触摸屏分控软件、PLC可编程控制软件、故障诊断软件组成。系统报警响应时间：小于等于2秒：系统越限连锁保护时间：小于等于1秒；系统故障连锁保护时间：小于1秒；控制命令响应时间：小于1秒。系统主要功能有：系统操作管理的权限密码功能；参数设置功能；现场信息的采集和输入功能；数据处理功能；过程测量和状态监视功能；过程控制和控制输出功能；

6、越限报警和保护功能；故障自诊断和保护功能；智能测控功能；趋势图管理功能；输出打印、制表、显示、杳询、记录功能；联网通讯功能；实时时钟功能。4、硬件与软件的功能设计软件的研发工作分三部分：PLC应用软件、人机界面应用软，件、工控机应用软件。硕件的研发工作包括：1）控制柜的设计，这部分设计只是捉供要求请协作生产单位去完成；2）主电路的设计；3）控制电路的设计。控制方案及用户要求，计算机控制系统主要完成下列功能：工艺参数显示功能、参数修改与设置、输出量控制、事故记录报警及保存、报表数据查询打卬等。我们选用Net2008作为前台程序设计语言，实现自动寻优

7、算法，与控制软件进行数据交换，Mi,crosoftSQL2005作为后台数据库系统，用于保存故障、报警等数据，同吋为了便于后期软件的拓展。软件编制主要包括上位机流程图与下位机控制程序。5、锅炉智能控制系统软件设计5.1PLC设计一个PLC能控制的锅炉数量最多是10台，理由是PLC上I/O数量是有限的。所以把控制字节规定使用10个字节，状态字节规定10个字节，预留30个字节。地址范围规定从VBO-VB49,其中VB〜VB9为锅炉控制字节，MB30-MB39为自动或手动控制字节，VBI〜VB19为影响锅炉运行的状态字节。VB20-VB24为报警输出字

8、节，VB25-VB29为报警输入字节。VB40・VB49为预留字节备用。详细的分配如表5」所示，其他分配方案南于篇幅原因略去。程序部分比