锅炉控制系统原理图、框图和流程图Word版
余热锅炉原理锅炉结构与流程
余热锅炉原理锅炉结构与流程锅炉的基本原理下面是锅炉的原理模型图，模型包括上升管、汽包、下降管主要部件。
上升管是由密集的管道排成的管簇，由上联箱、下联箱连成一体;上联箱通过汽水引入管连通汽包，汽包再通过下降管连到下联箱;上升管管簇、汽包、下降管构成了一个环路。
上升管管簇在炉膛内，汽包与下降管在炉体外面。
锅炉基本原理图把水注入汽包，水便灌满上升管管簇与下降管，把水位控制在靠近汽包中部的位置。
当高温燃气通过管簇外部时，管簇内的水被加热成汽水混合物。
由于下降管中的水未受到加热，管簇内的汽水混合物密度比下降管中的水小，在下联箱形成压力差，推动上升管内的汽水混合物进入汽包，下降管中的水进入上升管，形成自然循环。
汽包原理图上图是汽包(也称锅筒)结构示意图,汽包是水受热、蒸发、过热的重要枢纽，保证锅炉正常的水循环。
上升管内的汽水混合物进入汽包后，通过汽水分离器分离成饱和蒸汽与水，饱和蒸汽通过汽包上方蒸汽出口输出;分离出的水与给水管注入的水再进入下降管。
用来产生饱和蒸汽的上升管管簇称为蒸发器，电厂锅炉还有省煤器与过热器，它们都由管簇组成。
进汽包的水先在省煤器加热，再通过汽包、下降管进入蒸发器，可以提高蒸发器的效率与锅炉的效率。
蒸发器生成的饱和蒸汽经汽包输出，再进入过热器加热成过热蒸汽，用过热蒸汽推动蒸汽轮机运转能保证系统的高效与安全。
锅炉组成原理图余热锅炉的结构与流程从燃气轮机排出的气体温度高达摄氏600度，仍然具备很高的能量，把这些高温气体送到锅炉，把水加热成蒸汽去推动蒸汽轮机，带动发电机发电，可使发电容量与联合循环机组的热效率相对增高50%左右。
这个靠燃气轮机排出气体的余热来产生蒸汽的锅炉称为余热锅炉。
从外观上看锅炉主要有进口烟道、炉体、汽包、烟囱组成。
炉体内有密集的管道，给水泵将要加热的水压进这些管道，燃气轮机排出的高温气体将管道内的水加热成高压蒸汽，下面就是余热锅炉的外观图(进口烟道为剖面)。
余热锅炉余热锅炉结构余热锅炉本体采用模块化结构，以方便运输、安装。
锅炉控制系统原理图框图和流程图
基于PLC的锅炉控制系统设计
上位机
PLC
炉排变频器引风变频器给水变频器鼓风变频器
炉排电机鼓风电机
水泵电机
引凤电机
A/D
转换
炉膛压力
过热器温度
汽包水位
炉膛温度
整体设计
锅炉控制系统CAD原理图
实际
测量
温度与流量的串级控制,煤粉流量与空气流量比值控制组成的炉膛温度控制系统
汽包水位的三冲量控制系统
炉膛负压前馈-反馈控制系统
过热器出口蒸汽温度串级控制系统
锅炉系统流程图设计
炉膛温度控制PLC程序流程图
汽包三冲量PLC程序流程图设计
炉膛负压PLC编程流程图设计
上下位机通信PLC编程流程设计。
锅炉液位控制系统
锅炉液位控制系统一.锅炉液位控制系统原理概述锅炉是电厂和化工厂里常见的生产蒸汽的设备。
为了保证锅炉的正常运行，需要维持锅炉液位为正常标准值。
锅炉液位过低，易烧干锅而发生严重事故；锅炉液位过高，则易使蒸汽带水并有图1-1锅炉液位控制系统示意图当蒸汽的耗气量与锅炉进水量相等时，液位保持为正常标准值。
当锅炉的给水量不变，而蒸汽行机构（本系统为调节阀）。
有时为了分析方便起见，往往把执行机构、被控对象和测量变送装置合在一起，称之为广义对象。
这样系统就归结为调节器和广义对象两部分。
然而，一般来说，还是把系统看成上述四个基本环节所组成。
假定有如3-3图所示的水槽，流入量和流出量分别为q1和q2，我们的任务是维持水槽的液位不变。
为了控制液位，就要选择相应的变送器、控制器、和控制阀，并按图3-4所示的原理图构精心整理成单回路控制系统。
图3-3 水槽示意图图于锅炉上的扰动是指给水压力变化的产生的内外扰动；测量变送器为差压变送器，用来测量锅炉液位，并转变为一定的信号输至调节器；调节器是锅炉液位控制系统中的调节器，有电动，气动等形式，在调节器内将测量液位与给定液位进行比较，得出偏差值，然后根据偏差情况按一定的控制律[如比例（P），比例-积分（PI），比例-积分-微分（PID）等]发出相应的输出信号去推动调节阀动作；调节阀在控制系统中执行元件作用，根据控制信号对锅炉的进水量进行调节，阀门的运动取决于阀门的特性，有的阀门与输入信号成正比关系，有的阀门与输入信号成某种曲线关系精心整理变化。
大多数调节阀呈为气动薄膜调节阀，若采用电动调节器，则调节器与气动调节阀之间应有电-气转换器。
气动调节阀的气动阀门分为气开与气关两种。
气开阀指当调节器输出增加时，阀门开大；气关阀指当调节器输出增加时，阀门保持打开位置，以保证汽鼓不致烧干损坏。
一阶单回路控制系统的工艺流程图如图3-6图3-7一阶单回路控制系统接线图三．结论本系统采用水位调节控制。
锅炉控制系统原理图、框图和流程图
基于PLC 的锅炉控制系统设计
上位机
PLC
炉排变频器引风变频器给水变频器鼓风变频器
炉排电机鼓风电机
水泵电机引凤电机A/D 转换
炉膛压力
过热器温度
汽包水位
炉膛温度
整体设计
锅炉控制系统CAD 原理图
实际
测量
温度和流量的串级控制，煤粉流量和空气流量比值控制组成的炉膛温度控制系统
汽包水位的三冲量控制系统
炉膛负压前馈-反馈控制系统
过热器出口蒸汽温度串级控制系统
锅炉系统流程图设计
炉膛温度控制PLC程序流程图
汽包三冲量PLC程序流程图设计
炉膛负压PLC编程流程图设计
上下位机通信PLC编程流程设计。
毕业设计___锅炉自动控制系统
摘要锅炉是国民经济中主要的供热设备之一。
电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的蒸汽。
各种工业的生产性质与规模不同，工业和民用采暖的规模大小不尽相同。
锅炉是供热之源，锅炉及其设备的任务在于安全，可靠，有效把燃料的化学能转化成热能，进而将热能传递给水，以生产热水和蒸汽。
为了生产工艺有特殊要求外，所生产的热水不需要过高温的压力和温度，容量也无需很大。
随着现代工业技术的飞速发展，对能源利用率的要求越来越高。
锅炉作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一，其控制和管理的水平也日趋提高。
但在我国，大部分锅炉还采用仪表和继电器控制，甚至人工操作，已无法满足生产需求。
因此，对锅炉控制系统采用先进的控制技术，不仅能够保证安全生产，而且能够节能增效，具有很好的市场发展空间和投资收益前景。
本论文的主要方向就是采用PLC对工业锅炉进行控制。
介绍了工业锅炉的系统组成及选择的控制系统，在设计中主要有水位检测、温度检测、压力检测、水泵的自动/手动控制等几部分组成来实现锅炉的自动控制系统。
并且采用MCGS组态软件设计监控画面。
采用PID控制算法，已达到优化技术指标，提高经济效益和社会效益，提高劳动生产率，节约能源，改善劳动条件，保护环境卫生，提高市场竞争能力的作用。
关键字：锅炉；PLC；PID；MCGS组态软件；AbstractBoiler is the national economy one of the main heating equipment. Electrical, mechanical, metallurgical, chemical, textile, paper, food and other industrial and commercial heating needs to supply a lot of steam boilers. Various industries of different nature and scale of production, industrial and civil vary the size of heating. Boiler is the source of heat, boiler and its equipment's mission is safe, reliable and effective conversion of the fuel's chemical energy into heat energy, thus the heat transfer water to produce hot water and steam. In order to have a special production process requirements, the production of hot water without the pressure and temperature, capacity, and without great.With the rapid development of modern industrial technology, energy efficiency have become increasingly demanding. The boiler as the primary energy into secondary energy is one of the important equipment, the control and management levels is rising. But in China, most of the boiler also uses instruments and relays, or even manually, been unable to meet production needs. Therefore, the boiler control system uses advanced control technology, not only to ensure safety in production, but also energy efficiency, with good market prospects for development and investment income.The main direction of this paper is the use of PLC control for industrial boilers. Describes the composition of industrial boiler systems and the choice of control system, mainly in the design water level detection, temperature detection, pressure testing, water pump auto / manual control several components to achieve the automatic boiler control system. MCGS configuration software design and using the monitor screen. PID control algorithm used has been to optimize the technical specifications to improve the economic and social benefits, improve labor productivity, save energy, improve working conditions, protect the environment and health, improve the market competitiveness of the role. Keywords: boiler; PLC; PID; MCGS configuration software;目录第1章绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2锅炉控制技术的研究现状及发展 (2)1.2.1国内外研究现状 (2)1.2.2 控制技术的发展趋势 (2)第2章锅炉的基本构造及其工作原理 (4)2.1 概述 (4)2.2 锅炉的基本构造 (4)2.3 锅炉的工作原理及工作过程 (5)2.3.1 燃料的燃烧过程 (6)2.3.2 烟气向水的传热过程 (6)2.3.3 水的汽化过程 (6)第3章锅炉控制系统及其选择的控制方式 (8)3.1 蒸汽温度控制系统 (8)3.2 蒸汽压力控制系统 (8)3.3 汽包液位控制系统 (9)3.4 炉膛负压控制系统 (10)3.5 串级控制系统的参数整定 (11)3.6 串级控制系统的控制算法 (12)第4章锅炉自动控制系统的硬件设计 (14)4.1总体设计思路 (14)4.2系统结构 (14)4.3 控制器选型及配置 (15)4.4 I/O地址分配表 (16)4.5 系统主电路的设计 (18)4.6系统控制电路的设计 (19)4.7 补水泵控制系统 (22)4.8 给水泵控制系统 (24)4.9通信网络配置 (25)4.10变频器的选型 (25)4.11传感器的选型 (27)4.12 其它器件的选型 (29)第5章锅炉自动控制系统的软件设计 (31)5.1 PLC控制流程图 (31)5.2组态软件设计特点 (37)5.3 锅炉监控系统的软件结构 (38)5.4界面设计 (39)5.3 PLC控制程序 (39)第1章绪论1.1选题背景及意义由于我国总的能源特征是“富煤、少油、有气"，拥有丰富的煤炭资源，到2000年已探明的煤炭储量达1145亿吨。
锅炉控制系统原理图框图和流程图
停止
水位设定Y
自动？Y停止Y接收数据正常接收数据结束？
手动停止N
给水泵1#启动Y
启动1#给水泵、给水阀、蒸汽阀
是否有故障是否有故障NY停止校验数据校验数据正确？
测汽包水位测给水流量启动炉排NYY执行命令
是否在允许范围？NY
是否在允许范围？Y加法器Y停止是否有故障？N设定返回确认信息返回错误信息
主调节器
流量调节器初始化通信测试SP
调节阀
减温器
过热器
—Y温度设定自动调节？
流量变送PC
主温度变N
器机是否连上YN
手动
送器
测初始炉温、汽包水位、炉压Y
过热器出口蒸汽温度串级控制系统
开和过热蒸汽温度P机处理
锅炉系统流程图设计．
初始化
程序流程图PLC炉膛温度控制．
开始NNYY报警测蒸汽流量报警开始自动？Y启动引风机、鼓风机、炉排启动引风机Y是否有故障是否有故障？NN等待一分钟启动鼓风机是否有故障？N系统初始化NN放弃命令
Y炉膛负压是否设定？控制PID是否正常运行N停止
N
SP-PV
PID调节
是否正常运行
停止
N
程序流程图设计PLC汽包三冲量
编程流程图设计PLC炉膛负压
的锅炉控制系统设计PLC基于上位机炉膛温度汽包水位A/DPLC转换过热器温度炉膛压力炉排变频器引风变频器给水变频器鼓风变频器炉排电机引凤电机水泵电机鼓风电机
整体设计
原理图CAD锅炉控制系统
实际测量温度
T设定温度-
炉膛温度调节器
-
煤粉流量煤粉流量调节器调节阀煤气流量变送器空气流量调节器-
煤粉管道炉膛空气管道
电锅炉控制器原理图
A
D
B
C
A COM2 COM1
至触摸屏通讯接口 联网用通讯口 RS485,9600,8,1,E ,1# MODBUS RTU
FG G A B G G A B Q0 G G A B
0NO 0C 1NO 1C 2NO 2C 3NO 3C 4NO 4C 5NO 5C AN1 启/ 停按钮 H1-1 H1-2
2
加热组8输出
3
A4 Date: File:
Revision PN:11041181
1
2
3
4 L1 L2 L3 D
电源母线
D
L1 L2 L3
1
2
3
上
KC36
3P ZK35 循环泵主/停/备
下 主 自动 手动
ZK36 循环泵手动/停/自动
4
5
6
备
A1
A1
L1
L2L3L1L2来自L397C
97
JC35
JC36
1
2
3
4 L1 L2 L3
电源母线
L1 L2 L3 1 2 3
D
D
上 KC11
3P
下
4
5
6
C
转换开关
F13/5A F12/5A F11/5A
B A
L3
HG11
HG12
H3-1
H3-2
H3-3
H3-4
H3-5
H3-6
C
H3-7
电流表
电流表
电流表
HG13
A
B
C
V
至控制盘接线排
电压表
C
ZK11加热1 手动/ 停/ 自动
锅炉房控制系统结构框图
主 PLC 以太网
上位 计算机
MB+总线
AI总线
风机水泵 子站
输煤控制 子站
单回路 调节器
单回路 调节器
主PLC硬件结构框图
以太网络 主控器 主控器 现场总线 控制器
内部数据总线
DI卡
DO卡
AD卡
DA卡
风机水泵子站硬件结构框图
现场总线 控制器
内部数据总线
DI卡
DO卡
AD卡
DA卡
输煤控制子站硬件结构框图
主控器 现场总线 控制器
内部数据总线
DI卡
DO卡
PLC系统的特点
• 1、可靠性高 • 2、编程简单，方式多 • 3、状态显示直观 主控器状态 通讯状态 输入、输出点状态
单回路调节器硬件结构框图
CPU AI总线 控制器
内部数据总线
多输入 电路
DA输出 电路
输出 继电器ຫໍສະໝຸດ PID调节基础概念
控制逻辑图说明Word版
运行
自动调节
1.锅炉联锁条件正常NO 1.报警(可保持)
2.燃烧机联锁条件正常2.锁定(主气阀关、后吹扫30秒（可设
），风门关到0位)
YES
运行
停机
主气阀关、风门关到0位
燃烧程序逻辑图：
锅炉启动
燃料选择
1、天燃气2、煤气（和天燃气程序相同）
燃烧启动
复位
天燃气检漏
1.鼓/引风机正常NO 1.报警(可保持)
2.锅炉联锁条件正常2.锁定
YES
风门开到大火位置(缓慢)
5秒(可设)后
燃烧机联锁条件
1.风压正常NO 1.报警(可保持)
2.燃气压力正常2.锁定(风门关到0位)
YES
前吹扫持续40秒(可设)
1.风门关到点火位置
YES
5秒后
1.点火变压器启动
2.点火阀(两个)开
点火时间持续10秒(可设),
10秒后点火变压器关
NO 1.报警(可保持)
3秒内点火火焰形成2.锁定(风门关到0位)
YES
NO 1.报警(可保持)
5秒内主火焰形成2.锁定(主气阀关、风门关到0位)
锅炉燃烧过程控制系统
乘法器为燃料调节对象的一部分，选择合适的函数f(x)，则可以做到不管给煤 机投入的台数如何，都可以保持燃料调节对象增益不变，这样就不必调整燃 料调节器的控制参数了。增益调整与平衡器（GAIN CHANGER & BALANCER），就是完成该功能。
三、风煤交叉限制
为了在机组增、减负荷动态过程中，使燃料得到充分燃烧就要保证有足够的风 量。需要保持一定的过量空气系数，因此，在机组增负荷时，就要求先加风 后加煤；在机组减负荷时，就要求先减煤后减风。这样就存在一个风煤交叉
~ 发电机
Pem
3UI
cos
3
EqU Xd
sin
2．汽机跟随控制方式
锅炉控制 系统
燃烧率μB
锅炉
BD
汽轮机 主控器
TD 汽轮机控制 系统
锅炉 主控器
- p0
+ pT
μT 调节阀
汽轮机
图2 汽机跟随控制方式
＋
P0
— —
PE
~ 发电机
3．机炉协调控制方式
BD
锅炉控制 系统
燃烧率μB
锅炉
锅炉主控器
锅炉燃烧过程控制系统
第一节 概述
一、单元机组的基本控制方式
(1)锅炉跟随控制方式 (2)汽机跟随控制方式 (3)机炉协调控制方式
1．锅炉跟随控制方式
BD
锅炉控制 系统
锅炉 主控器
燃烧率μB
锅炉
＋ p0 —
pT
TD
汽轮机控制 系统
μT 调节阀
汽轮机 主控器
汽轮 机
图1 锅炉跟随控制方式
＋ P0
— PE
GV
(s)
KV (Ts 1)2
锅炉DCS系统
锅炉DCS系统一、锅炉控制系统工艺概述1 、锅炉控制工艺流程图2 、锅炉控制方案锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间，存在着许多交叉的影响，调节难度非常大。
我们采用将系统控制分散成一个一个的闭环控制：给煤控制，送风控制，汽包液位控制，炉膛负压控制等。
a 给煤控制锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保持经济燃烧和锅炉的安全运行。
目前，中小型煤粉炉控制系统效果不佳主要体现在送风和给煤控制上。
送风控制系统应与给煤控制相协调，控制在一定的风煤比，维持燃烧处在最佳经济状态。
其控制原理框图如下：b 送风控制送风调节是通过负荷规则调节器实现“加负荷时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风的控制规则。
其控制原理框图如下：c 炉膛负压控制炉膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全有效运行。
其控制原理框图如下：d 汽包液位控制锅炉给水自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并使汽包液位保持在工艺允许的范围内。
液位控制是有以下三种：①单冲量控制，即以水位为唯一调节信号的单参数、单回路控制系统；②双冲量控制，即以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统；③三冲量控制，即以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号的三参数控制系统。
其中三冲量调节系统还可分为三冲量单级调节和三冲量串级调节。
三冲量串级控制系统控制原理框图如下：三冲量串级控制系统控制原理框图e 过热蒸汽出口温度控制保证过热蒸汽出口蒸汽温度在允许的范围内，保护过热器，使过热器管壁温度不超过允许的温度范围。
其控制原理框图如下：过热蒸汽出口温度控制原理框图3、锅炉的自动保护系统?锅炉的保护系统是锅炉控制系统的重要组成部分。
其保护内容取决于锅炉设备本身的结构、容量、技术特性和运行方式。
一般设有汽压保护、汽包水位保护、锅炉灭火保护、连锁保护和紧急停炉保护等。
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基于PLC的锅炉控制系统设计
上位机
PLC
炉排变频器引风变频器给水变频器鼓风变频器
炉排电机鼓风电机
水泵电机
引凤电机
A/D
转换
炉膛压力
过热器温度
汽包水位
炉膛温度
整体设计
锅炉控制系统CAD原理图
实际
测量
温度和流量的串级控制，煤粉流量和空气流量比值控制组成的炉膛温度控制系统
汽包水位的三冲量控制系统
炉膛负压前馈-反馈控制系统
过热器出口蒸汽温度串级控制系统
锅炉系统流程图设计
炉膛温度控制PLC程序流程图
汽包三冲量PLC程序流程图设计。