罗克韦尔PLC-5系列在锅炉给水控制系统中的应用.pdf

- - -. 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 汽包水位在规定的X 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X 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。 - - 总结资料 - - -. 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，PLC 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。 - - 总结资料 - - -. 图2 控制原理图 在本方案中，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-5/40E CPU，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-5/40E CPU 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。 - - 总结资料 - - -.