20T燃气蒸汽锅炉PLC连续给水控制方案

20T燃气蒸汽锅炉PLC

控

制

系

统

方

案

北京泰普瑞得

一、方案设计说明：

1.1、主要控制对象和设备

控制一台20T蒸汽锅炉，包括：

a)一体式燃气燃烧器2台(燃烧机程控盒及风机强电驱动内置于控制柜内)，

B)给补泵1台，功率30KW/台。

c) 单冲量连续给水。（变频）

由上述设备组成的给水及蒸汽负荷调节输出系统。

1.2.控制系统组成及其特点

该控制系统是根据燃气、燃油蒸汽锅炉操作规程及控制要求设计的，具有对燃气、燃油蒸汽锅炉进行全自动智能控制及故障保护等功能。主要控制对象为燃烧器、风机、給水泵、循环泵。系统采用SIEMENS公司10吋彩色显示触摸屏作为显示和操作平台，以SIEMENS226 PLC作为信息处理和中央控制单元；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，需要时可实现多台机组联网。

控制模块采用世界著名工业控制品牌器件，同时嵌入本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燃气热水锅炉的手/自动控制、工况监控、历史数据记录、实时趋势等一般的监控要求，还增加了本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安全可靠的运行。

同时，本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程学，使得锅炉控制更加完美

根据燃气热水锅炉的运行特点，锅炉控制系统控制采用小型分布式控制系统，由触摸屏、锅炉现场控制柜（包含PLC、及二次仪表）、一次仪表等组成。一次仪表采集的现场信号送入PLC的信号模块，由现场控制柜（PLC）经智能逻辑运算后驱动燃烧、给水及相关设备；系统一方面接收一次仪表上传的现场信号进行数据显示及报表和记录生成，另一方面，根据数据分析结果对系统进行管理，实时监控锅炉系统运行以保证整个锅炉控制系统绝对安全可靠。

1、触摸屏： I／O数据处理、回路控制和顺序控制、完成面向过程的全部监测。包括温度、压力、流量、水位的显示，各种阀门的开/关、各种电机的起、停等顺序控制，相关设备运行状态的监控及连锁保护等。具有RS232／RS485通讯接口。

2、现场控制柜：现场数据采集及简单处理、现场执行机构驱动,具有RS232／RS485通讯接口。

2.1硬件：

控制柜采用SIEMENS smart1000彩色触摸屏。

现场控制柜使用SIEMENS S7-200 PLC具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能，所以抗干扰能力强，能置于环境恶劣的工业现场中，故障率低。3.3.软件技术：

主控单元的回路控制功能包括各类控制算法，功能模块包含用户所需各种功能模块。锅炉控制系统由若干个子系统组成，这些系统协调运行；并具有前馈特征，使锅炉能灵敏、安全、快速与稳定的运行。

3.4.它的主要特点有：

◆采用西门子公司的工业PLC模块S7-200作为核心控制器；

◆显示采用SIEMENS 10寸中文彩色触摸屏，全中文图文菜单操作界面，多窗

口画面系统工况显示；

◆故障自动识别、直观指示与处理；

◆数据分析、历史运行数据查询方便；

◆具有标准的RS232/485接口，采用MODEBUS485协议，可以实现与楼宇自控

或DCS的连接，实现多台锅炉的群控功能。

二、锅炉系统控制示意原理图

2、1锅炉系统控制原理图

RS232

2、2控制器硬件组成2、2、1核心控制器

西门子

CPU-224XP

燃气

压力

异常

运行

状态

燃烧

负荷

状态信

号

反

馈输出控制信号

燃烧器电源

燃烧器

启停控制

燃烧小负

荷控制

燃烧大负荷

控制

燃烧

故障

信号RS-485

补水泵

控制

蒸汽压力（AI）：

4-20MA

一次仪表输入信号

锅炉压力高(DI)

信号（AI)

4--20MA

备用备用排烟温度

信号(AI):

4-20MA

备用锅炉压力低

信号（AI)

4--20MA

备用

在本项目中，我方采用德国西门子公司S7-200

系列中的CPU-224XP作为核心控制器。CPU-224XP具

有以下特点：

●模块化小型类PLC系统，能满足中等性能要

求的应用；

●CPU带一个RS232/485通讯口；

●各种功能模块（AI/AO/DI/DO）可以非常好地满足和适应自动控制任务；

●由于简单实用的分散式结构，使得应用十分灵活；

●方便用户和简易的无风扇设计；

●当控制任务增加时，可自由扩展；

●由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲；

2、2、2热电阻变送器

选用的铠装式热电阻变送器，WR系列工业用热电阻作为温度测量传感器 ,通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统,用以直接测量或控制各种生产过程中0-500℃范围内的流体、蒸汽和气体介质以及固体表面等温度。输出信号为4-20MA信号。

三、控制柜示意图、机箱尺寸

高1050mm*宽600mm*厚350mm

四、控制功能简述

⑴故障切换功能：一台给水泵发生故障时，自动切换至另一台泵，当两台

泵都发生故障时报警停炉保护。

⑵采用压力变送检测锅炉蒸汽压力，设定值在控制器上设定

⑶炉膛吹扫程序（控制燃烧器实现）

⑷自动点火程序（控制燃烧器实现）