PLC控制的锅炉控制原理

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1、PLC控制的锅炉控制原理悬赏分：0-提问时间2009-3-612:13问题为何被关闭不怕字多提问者：41484594-四级答复    共2条你是指恒温控制吧。传感器+信号调理+AD采样后交给PLC，然后PLC控制功率输出,实现温度控制。水位控制也是相似的。原理本来就只有几句话，不怕字少回答者：feifeivictor-四级  2009-3-819:241前言目前，人们对环境保护的意识越来越高，改变供暖的燃料品种，燃烧清洁燃料，是降低空气污染的有效措施。近几年来，我国城市燃气结构发生很大变化，陕北天然气已经进入京津，渤海天然气已经上岸，尤其西气东输工程的实施，更为燃气锅炉的应用起到了推

2、动作用。现在，一般燃气锅炉的设计效率均能达到90%左右，但在实际运行中，由于外界环境温度不断变化，需要的供热量也因而变化，如果不调整燃气量，往往会造成供热量不足或过量，造成能源浪费。在这样一种背景下，有必要对燃气锅炉的燃气供应进行实时调节，提高能源利用率。目前，世界各国都存在能源短缺的问题，我国能源问题更为突出，因此，如何使锅炉高效、安全运行是锅炉控制系统的重点。2燃气量控制原理当需要的热量发生变化时，我们通过改变进入燃烧系统的燃气量来改变进入整个系统的能量。图1是燃气量控制系统图。图1燃气控制原理图其中的关键部件包括稳压阀、比例调节阀和变频器，它们的作用分别是：稳压阀的作用是使燃气

3、进入比例调节阀之前保证压力温定，使其不受燃气供应管道压力变化的影响；比例调节阀采集燃气和空气的压力信号，当空气压力变化时，比例调节阀中的膜片位置将发生变化，从而带动阀门关小或开大，直到达到一定的比例，它的作用是保持空气量和燃气量的比例不受两者压力变化的影响，从而调整空气燃气比，即过剩空气系数，使锅炉一直运行在最适燃烧区；变频器是调节燃气量的主要设备，由它带动风机，进入锅炉系统的空气量与风机的转速成正比，而风机的转速与变频器的输出频率成正比，因此只要改变变频器的输出频率就可以改变进入锅炉系统的空气量，从而使进入锅炉系统的能量发生变化。3燃气锅炉控制系统3.1燃气锅炉控制系统硬件部分燃气

4、锅炉控制系统由可编程控制器（PLC）、输入单元、输出单元和人机界面组成，组成框图如图2所示。图2现场工作站系统图PLC负责接收现场数据采集单元传来的数据，控制现场的阀门、变频器、风机和水泵等执行机构。PLC是整个控制系统的核心部件，采用西门子S7-200系列可编程逻辑控制器，CPU226，带PC/PPI电缆，它的运算能力以及通讯能力比其它PLC优越，可方便地进行数据处理和通讯。输入单元，负责采集现场的压力、温度等各项数据以及各种开关量。现场数据采集系统由温度传感器、压力传感器、煤气报警器、火焰监视器、水位传感器等组成。其中，模拟量输入/输出模块采用西门子的EM235模块，模拟量输入模

5、块采集各种传感器送来的4~20mA信号，模拟量输出模块输出0~10V信号，控制变频器频率。压力传感器、煤气报警器、火焰监视器以及水位传感器是开关量。执行单元由风机、水泵、变频器和电磁阀等组成。人机界面采用西门子的TD200，使用十分方便，只要把它通过连接电缆，连接到S7-200上即可。它的用途有：显示信息；设定和修改参数；提供8个自定义功能键；提供密码保护等。3.2燃气锅炉控制系统程序设计PLC程序用梯形图语言编制，这个程序按照模块化设计，包括初始化、点火、数据采集、数据处理、故障报警与故障处理、停机等程序模块，它们各自的功能是：初始化模块用来设置初始状态参数。点火模块用来执行锅炉点

6、火这个特殊动作。数据采集模块采集各个温度参数，以便作出判断。故障报警与处理模块是比较重要的一部分，它判断系统是否正常工作，并在出现故障时发出声光报警信号并在人机界面TD200上显示。数据处理程序模块是最主要的部分。它根据采集到的室外温度、回水温度、炉水温度和出水温度，依据一定的控制算法，控制变频器频率。在其控制算法上，我们选择模糊控制算法。4模糊控制算法4.1模糊控制算法原理模糊控制是基于模糊条件语句描述的语言控制规则，根据模糊推理和模糊判决，查询模糊控制表，解模糊，得到精确的控制量。模糊控制器设计为双输入单输出二维模糊控制器。输入量分别是温度的偏差e及偏差变化率ec,输出是变频器频

7、率变化信号u。根据控制系统得输入输出特性，制定控制查询表，如表1：表1控制查询表其简单过程为：对采集来的数据进行计算，求出e和ec，分别利用量化因子Ke和Kec量化为模糊量E和EC，由模糊判决得到模糊控制变化量U，经比例因子Ku反量化后输出精确输出变化量u。4.2多级模糊控制由于偏差e、偏差变化率ec的论域E和EC只有9级，覆盖域有限，控制显得很粗糙，升温速度较慢，需长时间才能进入稳态，且稳态误差大，虽然增加论域中的元素可提高控制精度，但使计算复杂，且控制