基于s7-300的锅炉能效测控系统设计

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1、2013年7月安阳工学院学报Jul.2013第12卷第4期渊总第64期冤JournalofAnyangInstituteofTechnologyVol.12No.4渊Gen.No.64冤基于S7-300的锅炉能效测控系统设计1123胡万里袁李琪袁李瑞立袁姜莲菊渊1.安阳工学院电子信息与电气工程学院曰2.安阳恒达自动化工程公司曰3.河南方快锅炉有限责任公司袁河南安阳455000冤摘要院介绍了以西门子S7-314DPPLC为控制核心袁实现固定传感器数据采集和系统各部分控制的锅炉能效测控系统遥通过PROFIBUS扩展ET200的方式实现现场移

2、动数据的采集和控制遥温度控制在依1益范围内袁压力控制在5%范围内袁液位控制在4.6%范围内袁正反平衡效率误差控制在4%遥关键词院锅炉曰能效测控曰ET200中图分类号院TP271.4文献标志码院A文章编号院1673-2928渊2013冤04-0001-040前言控系统袁于2012年4月在河南安阳方快锅炉有限锅炉是发电尧炼油尧化工尧造纸尧制糖等工业部公司投产使用遥目前运行平稳袁温度控制在依1益范门必不可少的动力设备遥由于需求量较大袁且传统围内袁压力控制在5%范围内袁液位控制在4.6%范的锅炉生产不需要太多的技术含量袁因此生产厂围内袁正反平衡

3、效率误差控制在4%遥家也较多遥但随着现代社会的发展袁传统的锅炉生1工艺要求产技术远远跟不上现代工业的发展遥因此袁很多生该系统要求能够测试五种型号锅炉的热效率袁产厂家在锅炉运行上引进了现代控制技术袁比如即一体式蒸汽锅炉袁分体式蒸汽锅炉袁一体式热水把单片机技术尧PLC技术尧工控机技术和嵌入式技锅炉袁分体式热水锅炉袁真空压力锅炉这五种型术引进到锅炉运行上袁使锅炉达到一个良好的运号遥热效率包括能够实时给出瞬时正平衡效率和行状态遥但是袁假如锅炉生产出来效率就不高袁即瞬时反平衡效率遥能够把测试数据保存起来袁以便使控制技术再先进袁使燃料的燃烧效率达到

4、百分手工计算和校对计算的结果袁同时能够实时在线百袁也会由于先天工艺不良袁同样会增加燃料消显示各测试数据的变化状态遥耗袁降低锅炉的热效率袁增加环境污染遥因此袁国家任一种型号锅炉的测试都要保证锅炉运行状对于锅炉生产企业做出新的规定袁需要对锅炉能态的稳定袁以蒸汽锅炉为例袁如图1所示遥在锅炉效进行测量袁达不到标准的不予出厂遥运行前首先要保证液位的稳定袁保持在安全的液在现有的文献报道中袁锅炉运行控制方面技位范围遥这就要保证补水泵的水量与蒸发量实现术文献较多袁但对于锅炉能效测试方面的文献却质量和热量的平衡遥其次要保证锅炉内部压力的不多见遥在锅炉能效

5、测控系统中袁不仅要控制锅炉稳定袁这就要保证出气阀的开度与锅炉内部压力的运行状态袁还要控制锅炉的运行状态平稳袁计算实现一定的运算关系遥其正平衡和反平衡效率遥由于不同的锅炉种类和锅炉效率的计算可以考虑两种方案袁一种是运锅炉型号有不同的控制特点和控制要求袁其运行行一开始就进行计算袁直到结束为止遥由于一开始过程中袁需要进行大量的模拟量数据交换和运算袁时袁水温较低锅炉需要大量的热量进行快速的升同时还需要进行大量的数据存储和不同算法的运温袁各种参数是不断变化的袁不容易计算袁这种方案算袁因此其控制相对较难遥不用遥另一种方案是待运行稳定后袁再计算遥只用

6、这因此袁考虑到测控系统的需求和特点袁采用部分数据也只存储这部分数据袁并不影响锅炉效率S7-313作为运算控制核心袁3个SM331扩展模块的计算袁但这就需要保证锅炉各个运行状态的平和1个SM332扩展模块作为模拟信号的输入输出稳袁尤其是再有扰动产生时袁保证各状态的稳定遥通道袁本体313模块作为开关量输入输出通道袁配图1是蒸汽锅炉系统原理图袁其他几种锅炉测合其它传感器和执行机构开发了一套锅炉能效测试系统图与此类似袁不一一赘述遥元收稿日期院2013-03-26作者简介院胡万里渊1978-冤袁男袁河南汤阴人袁安阳工学院电子信息与电气工程学院讲师

7、袁硕士研究生袁主要从事工厂电气控制的教学和工程实践以及热能工程的设计遥2安阳工学院学报2013年图1蒸汽锅炉测控系统图图2硬件结构图2硬件设计拟量输入袁8个电压模拟量输出和近10个开关量系统整个硬件部分分为三层袁如图2所示遥输入输出点袁现场控制层采用西门子314-2DP作第一层为管理层遥工控机作为实时监控和发为控制核心袁本体扩展3个是SM331模块和一个出指令的中枢袁主要由工控机尧组态开发软件尧通SM332模块袁作为模拟量输出和输入通道袁本体自讯模块尧打印机等组成遥带的开关量作为开关量输入输出遥由于锅炉测试第二层为现场控制层遥主要完成各

8、种控制动作时经常是一台测试完成后袁另外一台进来测试袁部命令尧实时数据的采样与处理尧控制算法的实现尧异分传感器需要卸下来重新进行安装袁因此本系统常现象的自动处理等功能遥主要由可编程逻辑控制采用ET200扩展进