常压热水锅炉PLC控制设计
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锅炉控制系统总体设计 ３ ． １ 系统 功 能分 析 本文针对锅炉进行变频改造 ， 设计一套基 于变频调速技术 的
锅炉系统。根据要求 ，并结合锅炉控制的发展趋势 ，本系统具备
如下功能 ：
（ １ ） 远程／ 就地控制
系统具有远程控 制和就地控制两种控制功能 。 通过操作 台和 可编程控制器对 锅炉系统 中的鼓风机 、引风机 、炉排电机 、循环 泵和补水泵实现远程 控制 。同时 ，也可直接操作变频控制柜 ，实 现就地控制 。
节流设 备进 行流量 、压力 、水位等信号 的控制。
这样 ，不仅造成大量的能源浪 费 ，管路 、阀门等密封性能的 破坏 ， 还 加速 了阀体 的磨损 ， 严重时损坏设备而影响生产 。目前 ， 风机一 、泵类设备 多数采用异步 电动机直接驱动的方式运行 ，存在 启 动电流大 、机械冲击 、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备
前 言
二 、变 频 调 速 在 供 暖 锅炉 控 制 中 的应 用 ２ ． １ 变频 调 速基 本原 理
锅炉是供热设备 中最普遍 的动力设备之一 。目前 ，大多数锅
炉都是人工控制的 ，或简单 的仪表单 回路调节系统 ，燃料浪费很 大 。锅炉作为一个设备总体 ，有许多被控制量与控制量 ，许多参
锅炉控制系统 ，一般 由以下几 部分组成 ，即 由锅炉本体 、补
水箱 、 循 环水 泵 、 补水泵等部分组成 。 补水箱内的水 由两路提供 。 路是来 自用户网通 过热交换形成 的冷凝水 。 一路是来 自 自来水 管的 自来水。当 回水不足 以维持供热所需的水时 。启动补水泵 ，
一
环节 ，它在整流电路和逆变电路之 间 ， 一般是利用无 电源 电容或
常压热水锅炉 Ｐ Ｌ Ｃ控制 设计
鲁 德 宏
（ 江苏迈达投 资发展股份有限公司 江苏省 南京市 ２ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：本 系统是基 于 Ｐ Ｌ Ｃ的水暖锅 炉控制 ，在设计 中主要有 水位检 测、温度检 测、压力检测 、． ｉ Ｃ ｄ￣ ｔ 控制、水温控 制、水位控制 、循 环控制 、压力控 制、显示部分 、故 障报警等 几部分组成来 实现供暖控制。 关键词 ：Ｐ Ｌ Ｃ ；常压热水；水位；循环；变频器
益十分显著 。
（ １ ） Ｐ Ｌ Ｃ容量和性 能要 与任务相适应 ， Ｐ Ｌ Ｃ运行速度要满足实
时控制的要求；
由公式可见改变电动机极对数 Ｐ、改变转速差 Ｓ及改变 电源
频率 ｆ 都可 以改变转速。通过改变电动机工作 电源频率达到改变
电机转速的 目的。 变频器就是基于上述原 理采用交 一 直一 交 电源变
（ ２ ） 要确定 Ｐ Ｌ Ｃ的型号 、需要的传感 器和变频器 的型号 、Ｐ Ｌ Ｃ 硬件接线图和梯 形图；
（ ３ ） 要有 Ｐ Ｌ Ｃ的 Ｉ ／ ０接 口地址分 配表 （ ４ ） 系统 具有手动／ 自动转换 、在线监 控及在现场调试 、驱动 电机过热保 护；
１ ． ２ 锅 炉 系统 的 结构
以往供 暖锅 炉系统 中带有循环泵 、补水泵等水泵类的设 备 ， 通常是根据不同的生产需求往往采用调整阀 、回流阀 、截止 阀等
效率高 ，波型好 ，但 调速 范围小 ，控制线路复杂 ，功率 因数低 ，
目前较少采用。 ２ ． ２变频调速在供暖锅炉 系统 中的应用
由于 变 频 调 速 可 以实 现 电机 无 级 调 速 ， 具 有 异 步 电机 调 压 调 速和 串级调速无 可 比拟 的优 越性 ，在 锅炉系统 中得到广 泛 的应
用 。变 频调速在供 热锅炉 系统 中主要 应用在风机 调速 和水 泵调
速。
使 用寿命 ，而且 当负载 出现机械故 障时不能瞬间动作保 护设备 ，
时常出现泵 损坏 同时电机也被烧毁 的现象 。 对于如何供暖锅炉的
基本功能和它存 在的缺 陷等 问题提 出两种改造方案。 第 一种 就是利用单片机进行控制 中心的 ， 但是 由于单片机工 作 状态的不稳定性 ，抗干扰能力 比较差 。所以不在此处选用 。 第 二种就是用可编程控制器 Ｐ Ｌ Ｃ进行改造 ， 把原来的继电接 触 式电控系统改造为 Ｐ Ｌ Ｃ控制 。 不仅可 以消除掉它原来存在的所 有 缺陷 ，而且增加 了故 障检修功能 ，可 以在发生故障的部位进行
数之间明显地存 在着 复杂 的关 系。对于锅炉这个复杂的系统 ，由 于其 内部能量转换机理过 于复杂 ，采用常规 的方式进行控制 ，难 以达到理想的控 制效果 ，因此 ，必须采用智能控制方式控制 ，才
能 获 得 最佳 控 制 效果 。
目前 ，随着大规模集 成电路 和微 电子技术 的发展 ，变频调速 技术 已经发展为一项 成熟 的交 流调速技术 。 变频调速器作为该技 术 的主要应用产品经过几代技术更新 ，己 日趋完善 ，能够适应较
为恶劣的工业生产环境 ，目能提供较为完善 的控制功能 ，能满足 各种生产设备异步电动机 调速 的要求 。 变频调速技术 的基本原理 是根据 电机转速 与工作 电源输入频率 成正 比的关 系水 泵多配用
供暖锅 炉改造设计思路 １ ． １ 供 暖锅 炉 改造 设 计要 求
一
、
交流异步电机拖动 ，当电机转速降低时 ， 既可节约能量 ， 经济效
换技术 ，集 电力 电子 、微电脑控制等技术 于一身 的综合性 电气产
品。 ．
ｆ １ ） 交一 直一 交变频器 它是 由三个环节组成 ：可控硅整流 电路 ，其作用是将 电压 、 定频率的交流电路变为电压可调 的直流 电；可控硅逆变 电路 ，其 作用是将整流电路输 出的直流电变换为频率可调 的交流 电； 滤波
电抗器对整流后的电压或电流进行滤波 。
ｆ ２ ） 交一 交 变 频 器
用补水箱内的水 ，加入 到锅炉 。
１ ． ３整 体 方 案选 择
它是 由两组反并 联的整流电路组成 ， 直接将 电网的交流 电通 过变频 电路 同时调节电压 和频率 ， 变成 电压 和频率可调 的交流 电 输 出，交一 交变频器 由于直接交换 ，减少换 流电路 ，减少损耗 ，
锅炉控制系统总体设计 ３ ． １ 系统 功 能分 析 本文针对锅炉进行变频改造 ， 设计一套基 于变频调速技术 的
锅炉系统。根据要求 ，并结合锅炉控制的发展趋势 ，本系统具备
如下功能 ：
（ １ ） 远程／ 就地控制
系统具有远程控 制和就地控制两种控制功能 。 通过操作 台和 可编程控制器对 锅炉系统 中的鼓风机 、引风机 、炉排电机 、循环 泵和补水泵实现远程 控制 。同时 ，也可直接操作变频控制柜 ，实 现就地控制 。
节流设 备进 行流量 、压力 、水位等信号 的控制。
这样 ，不仅造成大量的能源浪 费 ，管路 、阀门等密封性能的 破坏 ， 还 加速 了阀体 的磨损 ， 严重时损坏设备而影响生产 。目前 ， 风机一 、泵类设备 多数采用异步 电动机直接驱动的方式运行 ，存在 启 动电流大 、机械冲击 、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备
前 言
二 、变 频 调 速 在 供 暖 锅炉 控 制 中 的应 用 ２ ． １ 变频 调 速基 本原 理
锅炉是供热设备 中最普遍 的动力设备之一 。目前 ，大多数锅
炉都是人工控制的 ，或简单 的仪表单 回路调节系统 ，燃料浪费很 大 。锅炉作为一个设备总体 ，有许多被控制量与控制量 ，许多参
锅炉控制系统 ，一般 由以下几 部分组成 ，即 由锅炉本体 、补
水箱 、 循 环水 泵 、 补水泵等部分组成 。 补水箱内的水 由两路提供 。 路是来 自用户网通 过热交换形成 的冷凝水 。 一路是来 自 自来水 管的 自来水。当 回水不足 以维持供热所需的水时 。启动补水泵 ，
一
环节 ，它在整流电路和逆变电路之 间 ， 一般是利用无 电源 电容或
常压热水锅炉 Ｐ Ｌ Ｃ控制 设计
鲁 德 宏
（ 江苏迈达投 资发展股份有限公司 江苏省 南京市 ２ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：本 系统是基 于 Ｐ Ｌ Ｃ的水暖锅 炉控制 ，在设计 中主要有 水位检 测、温度检 测、压力检测 、． ｉ Ｃ ｄ￣ ｔ 控制、水温控 制、水位控制 、循 环控制 、压力控 制、显示部分 、故 障报警等 几部分组成来 实现供暖控制。 关键词 ：Ｐ Ｌ Ｃ ；常压热水；水位；循环；变频器
益十分显著 。
（ １ ） Ｐ Ｌ Ｃ容量和性 能要 与任务相适应 ， Ｐ Ｌ Ｃ运行速度要满足实
时控制的要求；
由公式可见改变电动机极对数 Ｐ、改变转速差 Ｓ及改变 电源
频率 ｆ 都可 以改变转速。通过改变电动机工作 电源频率达到改变
电机转速的 目的。 变频器就是基于上述原 理采用交 一 直一 交 电源变
（ ２ ） 要确定 Ｐ Ｌ Ｃ的型号 、需要的传感 器和变频器 的型号 、Ｐ Ｌ Ｃ 硬件接线图和梯 形图；
（ ３ ） 要有 Ｐ Ｌ Ｃ的 Ｉ ／ ０接 口地址分 配表 （ ４ ） 系统 具有手动／ 自动转换 、在线监 控及在现场调试 、驱动 电机过热保 护；
１ ． ２ 锅 炉 系统 的 结构
以往供 暖锅 炉系统 中带有循环泵 、补水泵等水泵类的设 备 ， 通常是根据不同的生产需求往往采用调整阀 、回流阀 、截止 阀等
效率高 ，波型好 ，但 调速 范围小 ，控制线路复杂 ，功率 因数低 ，
目前较少采用。 ２ ． ２变频调速在供暖锅炉 系统 中的应用
由于 变 频 调 速 可 以实 现 电机 无 级 调 速 ， 具 有 异 步 电机 调 压 调 速和 串级调速无 可 比拟 的优 越性 ，在 锅炉系统 中得到广 泛 的应
用 。变 频调速在供 热锅炉 系统 中主要 应用在风机 调速 和水 泵调
速。
使 用寿命 ，而且 当负载 出现机械故 障时不能瞬间动作保 护设备 ，
时常出现泵 损坏 同时电机也被烧毁 的现象 。 对于如何供暖锅炉的
基本功能和它存 在的缺 陷等 问题提 出两种改造方案。 第 一种 就是利用单片机进行控制 中心的 ， 但是 由于单片机工 作 状态的不稳定性 ，抗干扰能力 比较差 。所以不在此处选用 。 第 二种就是用可编程控制器 Ｐ Ｌ Ｃ进行改造 ， 把原来的继电接 触 式电控系统改造为 Ｐ Ｌ Ｃ控制 。 不仅可 以消除掉它原来存在的所 有 缺陷 ，而且增加 了故 障检修功能 ，可 以在发生故障的部位进行
数之间明显地存 在着 复杂 的关 系。对于锅炉这个复杂的系统 ，由 于其 内部能量转换机理过 于复杂 ，采用常规 的方式进行控制 ，难 以达到理想的控 制效果 ，因此 ，必须采用智能控制方式控制 ，才
能 获 得 最佳 控 制 效果 。
目前 ，随着大规模集 成电路 和微 电子技术 的发展 ，变频调速 技术 已经发展为一项 成熟 的交 流调速技术 。 变频调速器作为该技 术 的主要应用产品经过几代技术更新 ，己 日趋完善 ，能够适应较
为恶劣的工业生产环境 ，目能提供较为完善 的控制功能 ，能满足 各种生产设备异步电动机 调速 的要求 。 变频调速技术 的基本原理 是根据 电机转速 与工作 电源输入频率 成正 比的关 系水 泵多配用
供暖锅 炉改造设计思路 １ ． １ 供 暖锅 炉 改造 设 计要 求
一
、
交流异步电机拖动 ，当电机转速降低时 ， 既可节约能量 ， 经济效
换技术 ，集 电力 电子 、微电脑控制等技术 于一身 的综合性 电气产
品。 ．
ｆ １ ） 交一 直一 交变频器 它是 由三个环节组成 ：可控硅整流 电路 ，其作用是将 电压 、 定频率的交流电路变为电压可调 的直流 电；可控硅逆变 电路 ，其 作用是将整流电路输 出的直流电变换为频率可调 的交流 电； 滤波
电抗器对整流后的电压或电流进行滤波 。
ｆ ２ ） 交一 交 变 频 器
用补水箱内的水 ，加入 到锅炉 。
１ ． ３整 体 方 案选 择
它是 由两组反并 联的整流电路组成 ， 直接将 电网的交流 电通 过变频 电路 同时调节电压 和频率 ， 变成 电压 和频率可调 的交流 电 输 出，交一 交变频器 由于直接交换 ，减少换 流电路 ，减少损耗 ，