燃气蒸汽锅炉控制(PLC/触摸屏)方案
--------------------------适用于8T燃气蒸汽锅炉控制
* 概述
该控制系统是根据燃气蒸汽锅炉操作规程及控制要求设计的,具有对燃气蒸汽锅炉进行全自动控制及故障保护等功能。主要控制对象为燃烧器、风机、给水泵、调节阀等。系统以西门子S7200 PLC作为数据处理和控制核心,同时预留了标准的通讯接口,可与中央机房连网实现楼宇自控及远程监控。
控制模块采用世界著名工业控制品牌模块,同时嵌入家和公司精心设计的工业控制软件和控制外围的工艺结构。该系统软件不仅实现了蒸汽锅炉的手/自动控制、工况监控、历史数据记录、实时趋势等一般的图文显示及监控要求,还增加了家和公司针对近几年锅炉事故进行仔细分析和研究的成果,具备了丰富的故障检测、故障报警、故障处理等功能,最大限度的保证了锅炉的安全可靠运行。同时,家和公司对控制柜进行了专业的造型设计、数控制造,使得控制
柜内部结构和外部造型更符合工业现场要求和人体工学,使得锅炉控制更加完美。
一、电控箱说明
中央处理器: 西门子S7-200系列PLC
燃烧控制方式: 汽包压力控制(压力控制、超压连锁)
给水控制方式: 连续给水(汽饱水位、蒸汽流量、给水流量)
烟温检测功能: 有
缺水检测: 浮球
适用机箱: 立柜
安装方式: 立式
钢板厚度: 2MM
燃烧控制: 燃机比例调节;
二、软件介绍
本控制系统软件选用专门从事工业计算机控制软件开发的昆仑通态公司的工控软件----MCGS来完成整个系统的工艺画面显示、报警显示、历史曲线、实时曲线等显示功能,并对所采集进来的数据进行存储,并且可以实现自动报表打印等功能。下面就MCGS的一些主要功能做如下介绍。
● 简单灵活的可视化操作界面
MCGS采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面,符合中国人的使用习惯和要求,以窗口为单位,构造用户运行系统的图形界面,使得MCGS的组态工具既简单直观,又灵活多变。可以根据自己的要求和习惯构造出各种类型和风格的图形界面。
● 实时性强、良好的并行处理性能
MCGS是真正的32位系统,充分利用了32位Windows操作平台的多任务、按优先级分时操作的功能,以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和实时性不强的非关键任务进行分时并行处理,使PC机广泛用于工程测控领域成为可能。
● 丰富、生动的多媒体画面
MCGS以图象、图符、报表、曲线等多种形式,为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等有关信息;用变化大小、改变颜、明暗闪烁、移动翻转等多种手段,增强画面的动态显示效果;对图元、图符对象定义相应的状态属性,实现动化效果。
● 开放式结构,广泛的数据获取和强大的数据处理能力
MCGS采用开放式结构,系统可以与广泛的数据源交换数据,MCGS提供多种高性能的I/O驱动;支持Microsoft开放数据库互连(ODBC)接口,有强大的数据库连接能力;全面支持OPC标准,既可做OPC客户端,也可以作为OPC服务器,可以和更多的自动化设备相连接;可通过DDE(动态数据交换)与其他应用程序交换数据,充分利用计算机丰富的软件资源;MCGS全面支持ActiveX控件,提供极其灵活的面向对象的动态图形功能以及丰富的图形库。
● 完善的安全机制
MCGS提供了良好的安全机制,为多个不同级别的用户设定不同的操作权限。此外plc的组成MCGS还
提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能。
● 强大的网络功能
支持TCP/IP、Modem、485/422/232等多种网络体系结构,使用MCGS网络版组态软件,可以在整个企业范围内,用IE浏览器方便的浏览到实时和历史的生产信息,实现设备管理与企业管理的集成。
● 多样化的报警功能
提供多种不同的报警方式,具有丰富的报警类型和灵活多样的报警处理函数,方便用户进行报警设置。并且系统能够实时显示、打印报警信息,对报警数据进行存储与应答,为工业现场安全可靠的生产运行提供强有力的保障。
● 支持多种硬件设备
MCGS针对外部设备的特征,设立设备工具箱,定义多种设备构件,建立系统与外部设备的连接关系,赋予相关的属性,实现对外部设备的驱动和控制。
● 方便控制复杂的运行流程
MCGS开辟了“运行策略”窗口,用户可以选用系统提供的各种条件和功能的略构件,用图形化的方法和简单的类Basic语言构造多分之的应用程序,按设定的条件和顺序,操作外部设备。
● 良好的可维护性和可扩充性
MCGS系统有五大功能模块组成,主要的功能模块以构件的形式来构造,不同的构件有着不同的功能,且各自独立。三种基本类型的构件(设备构件、动画构件、策略构件)完成了MCGS系统三大部分(设备驱动、动画显示、流程控制)的所有工作。
● 使用数据口来管理数据存储,系统可靠性高
MCGS中数据的存储不再使用普通的文件,而是用数据库来管理。提高了系统的可靠性和运行效率。
总的说来,MCGS工业控制软件功能强大,操作简单,易学易懂,普通工程人员经过短
时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS组态软件能够避开复杂的计算机软、硬件问题,集中精力去解决工程问题本身,根据工程作业的需要和特点,组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。
三、功能简介
1、整个控制系统设计了PLC,上位机二部分。
2、锅炉控制器实时采集锅炉各项工况信号,并软件处理分析,实时监控锅炉的正常、安全运行。其主要功能为:
A、现场信号采集:采集现场压力、流量、水位、排烟温度等信号,进行信号计算处理。并保存数据以方便用户查阅,同时对锅炉全自动运行进行实时监控。确保锅炉的正常、安全运行。
B、设置锅炉运行参数;设置锅炉全自动运行所需的蒸汽压力、排烟温度等参数。
C、信息处理:将现场采集的信号进行智数据分析统计处理,完成故障预测、故障处理、控制设备安全运行、智能控制锅炉、外围受控设备运行、控制等工作;
D、自动识别故障并保护:发生故障时,软件自动识别故障,保护锅炉及附属设备安全。
E、通讯功能:通过RS-485通讯或相关开关量输出可把设备启/停、故障类型等工况数据实时传送至中心机房;并可以通过工业以态网和全厂能源计算机进行数据交换。
F、软手动功能:在此状态下,可直接对燃烧器、给水泵、调节阀等负载进行操作。用软手动操作时,将严格遵循燃烧器负荷的工作时序及燃烧器与锅内极低水位、蒸汽压力的连锁关系。
四、自动控制
通触摸屏进行蒸汽压力、烟道温度及报警参数的设置,在满足燃烧的必要条件时,系统按设定的压力值自动运行,同时控制台实时显示锅炉温度、蒸汽压力、锅内水位、排烟温度等系统工况。在出现故障时,系统将根据故障情况作相应处理及提示。
1、 燃烧器自控《燃烧方式:比例调节》
1)在控制系统进入自动工作状态前, 首先要进行参数设置。通过触摸屏对系统汽包压力及报警压力等参数的设置,使锅炉按用户的需求投入全自动运行。
2)控制系统进入上班状态,在满足燃烧的必要条件时才能进入燃烧程序。
3)当锅内汽包压力低于设定的汽包压力下限值时,控制系统开启燃烧器电源,燃烧器同时启动点火程序、进入燃烧负荷比例调节状态,此时由锅内水温度直接调节燃烧负荷量,燃烧器进入全负荷燃烧状态。
4)当锅内汽包压力高于设定的汽包压力下限值时减小负荷转入中、小负荷燃烧状态。
5)当汽包压力高于设定的汽包压力上限值时,减小负荷进入停止燃烧过程,关燃烧器。
燃烧启动条件 启动燃烧程序
压力传感器 燃烧比率调节仪 停 机
燃烧停止条件 停止燃烧程序
2、 给水自控《给水方式:断续给水》
控制系统进入上班时,当设备启动无故障后即启动给水机构给水,当水位低于低值设定值时,自动启动给水泵进行锅炉补水,当水位到达高值设定值时,自动停止给水泵,停止锅炉补水。
3、软水器自控
利用软水箱高低水位自动控制,当软水箱水位低时自动投入运行;当软水箱水位高时,停止软水器的运行。
4、除氧器自控
利用除氧水箱高低水位自动控制,当除氧水箱水位低时自动投入运行;当除氧水箱水位高时,停止除氧器的运行。
5、除铁器自控
利用除氧水箱高低水位自动控制,当除氧水箱水位低时除铁器自动投入运行;当除氧水箱水位高时,停止除铁器的运行。
五、故障报警及保护
控制系统由于采用可编程序控制器作为核心控制部件,因此配合本公司精心设计的软件能使该系统具有较强的人工智能,在锅炉投入全自动运行时,能实时监测当前工况,对燃气蒸汽锅炉进行实时而又全面的智能故障识别与处理,该控制系统能够实时诊断与处理下列故障:
1、 熄火报警: 燃烧器如果因各种原因不能正确点火或燃烧,控制系统立即关闭燃烧器,并声光报警,根据显示屏提示检查故障,故障消除后按复位键解除。
2、 蒸汽压力极高: 锅内蒸汽超压时,控制系统立即关闭所有受控设备电源进入连锁,并声光报警。屏幕显示“蒸汽压力极高”。故障消除后按复位键解除。
3、 锅内缺水保护:
✧ 锅内水位低于一级警戒水位时,控制系统立即打开水泵进水,并声光报警。屏幕显示“水位低于一级警戒水位”。故障消除后自动恢复。
✧ 锅内水位低于二级警戒水位时,控制系统立即关闭所有受控设备电源,进入连锁,并声光报警。屏幕显示“锅内严重缺水!请检查现场锅炉情况!”故障消除后按复位键解除。
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