西门子PLC在锅炉燃烧系统控制中的应用

６ 阶段 ： 个
阶段 ０准 备 阶段 ）各个 设 备处 于待 机状 态 ； （ ：
阶段 １ 吹扫阶段 ）鼓风机 、 （ ： 引风机运行后 ， 对 燃 烧 控 制 系 统 主要 包 括 现 场 信 号 采集 子 系 统 、 炉 膛进 行 吹扫 ６ 秒钟 ； ０ 燃 烧流 程 子 系统 、 报警 子系 统和 闭环 调节 子 系统 等 。 阶段 ２ 点火 阶段 ） 向点火 装 置 发 出点 火 命令 ， （ ： 现场 信 号 采 集 子 系 统 ， 将 现 场 信号 采 集 进 入 等待 火焰 信号 是
１ 控 制 系统 组成 ． ２
Hale Waihona Puke 阶段 ４ 供 浆 阶段 ）启 动供 浆 泵 ， 水煤 浆 喷人 （ ： 将
锅炉中；
自动运 行启 动 流程 ， 直到 锅 炉进人 正 常燃烧 状 态 。
报警子系统用于监测设备运行情况 ， 当运行参 阶段 ５ 正 常燃 烧 阶段 ） 喷 人 锅 炉 的水 煤 浆 燃 （ ： 数 越 限 时产 生报 警事 件 ， 由控制器 采 取 防护措 施 。 烧 ， 并 整个 启 动过 程完 成 ， 水煤 浆 热媒 炉处 于 正常 燃烧 闭环 调节 子 系统 负 责在 锅炉 处 于正 常燃 烧状 态 状态 ， 以进 行 正 常 的热 媒 出 口温度 调 节 、 可 炉膛 负压 时 ， 现 自动控 制 热媒 出 口温 度 、 实 炉膛 压力 以及 自动 调 节 等 。
因此在 工业 控 制 系统 中得 到 了广泛 的应 用 。本 文介 浆更好 更充分 的燃烧 ， 风量配 比进行调 节控制 。 对
１ 燃 烧 控 制 系统 的 设计
燃 水煤 浆燃 烧 控制 系统 是针 对燃 水煤 浆 锅炉 的
随 着 环保 和节 能 越 来 越受 到重 视 ， 炉燃 烧 系 锅
配 风
Ｐ３７ Ｓ０ ＣＵ Ｐ ３３ ２ １Ｃ－ ＤＰ Ｓ ２ Ｍ３ ｌ Ｓ ２ Ｍ３ ２ Ｓ ３ｌ Ｍ ３ Ｓ ３ Ｍ３ ２
电源 模块 Ｃ Ｕ模块 Ｐ Ｄ模 Ｉ 块
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西 门子 Ｐ Ｃ在 锅 炉 燃 烧 系统 控 制 中的应 用 Ｌ
卢志航 ，胡 月丹 ，文 勇
（ 中海 网络科技股份有 限公 司，上海
摘
２０３ ） ０ １ ５
要 ：随着环保 和节 能越 来越 受到重视 ，锅炉 燃烧 系统 对于燃烧 控制提 出了新的要 求 ，为此 ，本 文提 出了基 于西 门子
ｎ ｗ ｒｑ ｅ ｔ Ｔｏ ｅ ｅ ｕ ｓ． ｍｅ ｔ ｈｓ ｅ ｕｒ ｍｅ ｔ ａ ｅ ｔｉ ｒｑ ｉｅ ｎ ． Ｂｕ ｉｇ ｏ ｌ ｗａｅ ｓｕｒ （ ｎ ｒ ｎ ｃ ａ－ ｔｒ ｌｒｙ ＣＷ Ｓ） ｃ ｍｂ ｓｉｎ ｏ ｔｏ ｓ ｓｅ ｏ ｕ ｔ ｃ ｎｒ ｌ ｙ ｔｍ ｂ ｓ ｄ ｎ ｏ ａ ｅ ｏ
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图 ２ Ｐ Ｃ硬 件 接 线 图 Ｌ
Ｆｇ． ＰＬ ｈ ｒ ｗａｒ ｏ ｎ ｃ ｉ ｉｇ ａ ｉ ２ Ｃ ａ ｄ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｄａ ｒ ｍ ｏｎ
１３ 硬 件 配置 ．
范 围 。 自 １ ６ 年 美 国数 据 设 备 公 司 （ Ｃ） 制 出 ９６ ＤＥ 研 良 ， 能强 大 。尤其 是 具有 很 强 的工业 环境 适应 性 ， 功 绍 了应 用 西 门子 Ｐ Ｃ控 制 系 统 的燃 水 煤 浆 燃 烧 控 Ｌ
制 的解决 方 案 。
现 ， 行美 国、 现 日本 、 国 的可 编 程序 控 制 器 质量 优 制 系统 的点火 、 温 、 烧 的流 程 控制 ， 德 升 燃 保证 系统 稳
第 ３ 卷 第４ ４ 期 ２ １年 １ 月 ０１ ２
长春理工大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆＣ ａｇ ｈ ｎＵｎｖｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ （ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｉｏ ｏ ｒａ ｈ ｎ ｃｕ ｉｅｓｙｏ Ｓ ｉｎ ｅａｄＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｎａｕａ ｉｎ ｅ ｔ ｎ） ｏ ｔ Ｓ Ｅｄ ｉ
在 本 系 统设 计 中 ， 燃烧 器 控 制 系 统 硬 件 主要 由
西 门 子 ＳＭＡＴＩ ７ ３ ０系 列 Ｐ Ｉ Ｃ Ｓ—０ ＩＣ和 ＭＰ系 列
图 ３ 燃 烧 控 制 流 程 图
实 统 对 于燃 料 选 择 变 得 十分 重 要 ， 煤 浆 因其燃 烧 效 控制 要 求 ， 现燃 烧 过 程 控 制 和 系统 安全 保 护 的控 水 益 高 、 荷 调 整便 利 、 少环 境 污 染 、 善 劳 动条 件 制系统 。 负 减 改
和 节 省用 煤 等 优 点 逐渐 成 为 锅 炉 的 首选 燃 料 ， 是 但 传 统 的燃 烧 器 采 用 程控 器 和专 用 仪 表控 制 ， 在 功 存
Ｐ Ｃ控制 系统下燃水煤浆燃烧控 制的解决方案 ，针对水煤 浆可以像 油一样 泵送 、雾化 、贮存 和稳 定燃烧的特点 ，通过 负荷 Ｌ 和风量 配比的控 制，达到稳 定燃烧 的控 制要 求。 实际应用表明 ，本控制方案可行 、有效、经济。
关 键 词 ：水 煤 浆 ；燃 烧控 制 ；Ｐ Ｃ Ｌ
。
长春理工大学学报 （ 自然 科学版 ）
程 要求 和 控 制任务 ， 着 “ 散控 制 、 中管理 ” 本 分 集 的特 ＭＰ ７－１ 寸 的触摸 屏组 成 。 ２７ ０ 点 ， 个 控 制 系 统 由人 机 界 面 （ 整 ＨＭＩ 、Ｌ ） Ｐ Ｃ控 制 站 Ｐ Ｃ和 触 摸 屏 之 间 采 用 西 门子 公 司 Ｐ ＯＦ － Ｌ Ｒ Ｉ 和各个 设 备控 制柜 组 成 。一 台燃水 煤 浆 热载体 加 热 Ｂ ＵＳ总线进 行 连接 。 炉 控制 系 统结 构拓 扑如 下 图所示 。 Ｐ Ｃ 模 块 配 置 ：西 门 子 ３０ 系 列 Ｐ Ｃ Ｌ ０ Ｌ Ｃ Ｕ３ ３ －２ Ｐ、 Ｐ 的 ２ Ｖ电源 Ｐ ３ ７开 关 量输 Ｐ １Ｃ Ｄ Ｃ Ｕ ４ Ｓ０ 、 人模块 Ｓ ２ 、 Ｍ３ １ 开关 量 输 出模 块 Ｓ ２ 、 拟 量 输 Ｍ３２ 模 人模 块 Ｓ ３ 、 拟量 输 出模块 Ｓ ３ 。 Ｍ３ １模 Ｍ３２ Ｐ Ｃ系统 采 用模 块 化 方 式 ， 块 与 模块 之 间 的 Ｌ 模 连 接是 通 过 背 后 的连 接件 以总 线 的方 式 连 接 ， 只需
１１ 系统 架构 ．
燃水煤浆热载体加热炉供热控制系统是根据燃
水 煤浆 热 载体加 热 炉和循 环 系统 等所 组成 的工艺 流
能 简单 、 入 输 出点 数 少 、 算 功 能差 的不 足 ， 于 输 运 难
收稿 日期 ：２ １ － ９ ２ ０ １ ０ －１
作 者简介 ：卢志航 （ ９ ７ ，男 ，工程师 ，研究方 向为 自动控制及计算机技术 １ ７ 一）
控 制 。 随着 技 术 的 发展 ， 种采 用 微 型 计 算 机技 术 针对 以水煤 浆 作 为燃 料 的燃烧 控 制 系统 ， 这 利用 Ｐ Ｃ Ｌ
的工 业 控制 装 置 的功能 已经 大 大超 过 了逻辑 控制 的
易扩展 、 可编程 、 功 能强 的优 势 ， 运算 通过 控制算 法实 现符合 设 计要 求 的燃烧 控 制 。实现 燃水 煤浆 燃烧 控 定 、 全的运行 ， 安 实现对 负荷 的调 节 ， 为保证 水煤 并且
将电源供 给各个模块 ， 再将信号接人相应的模块 即
可。
１４ 燃烧 控 制原 理 ．
水 煤 浆 热 媒 炉 的 启 动 需 要 按 照 一 定 的顺 序 进 行 。按 照 启 动顺 序 的要求 可 以将 整个 启 动过 程分 成
圈１ 系 统 架 构 图
Ｆｇ １ Ｓｙ ｔ ｍ ｉｇ ａ ｉ． ｓｅ ｄａ ｒ ｍ
Ｋ ｙ Ｗ ｒｓ ｏ ｌ ｗａ ｒ ｓ ｒｙ （ Ｗ Ｓ ；ｂ ｒｉｇ ｃ ｎ ｒ１ Ｌ ｅ Ｏ ｄ ：ｃ ａ－ ｔ ｌ ｒ Ｃ ｅ ｕ ） ｕ ｎ ｏ ｔ ；Ｐ Ｃ ｎ ｏ
Ｐ Ｃ（ ｒｇａ Ｌ Ｐ ｏ ｒｍｍａｌ ｏ ｉ ｏ ｔ ｌ ｒ 编 程 对 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉 实 现 精 确 的燃 烧 控 制 和燃 烧 配 ｂｅ Ｌ ｇｃ Ｃ ｎｒ ｌ 可 ｏｅ Ｉ ＭＥ ７ ０ Ｐ Ｃ设 计 的 逻 辑 控制 器 ） 期 主要 是 用 来代 替 继 电器 实 现逻 辑 风 。本 文 给 出基 于 Ｓ Ｅ ＮＳ Ｓ －３ ０ Ｌ 早
ＬＵ ｈｈ ｎ Ｚ ｉ ａ ｇ， ＨＵ ｅ ａ ， Ｗ ＥＮ ｎ Ｙｕ ｄ ｎ Ｙｏ ｇ （ ｈｎ ｈｐ ｉｇＮｅ ｒ ｅｈ ｏｏ ｙＣ ． ｔ ，Ｓ ａ ｇ ａ２ ０ ３ ） Ｃ ｉａ ｉｐ ｔ ｋＴ ｃｎ ｌｇ ｏ ，Ｌ ｄ ｈｎ ｈ ｉ ０ １ ５ Ｓ ｎ ｗｏ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｏ ｄ ｒ ｏ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ｄ ａ ｅ ｎ ｒ ｙ， ｔ ｅ ｏ ｌｒ ｏ ｕ ｔ ｎ ｓ ｓ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｒ ｅ ｔ ｒ ｔ ｃ ｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｎ ｓ ｖ ｅ ｅ ｇ ｏ ｈ ｂ ｉ ｃ ｍｂ ｓ ｉ ｙ ｔ ｍ ｆ ｒ ｂ ｒ ｉ ｇ ｏ ｔｏ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｏ ｕ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｔ ｅ ｎ
中图分类号 ：ＴＰ ７ ２３
文献标 识码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ７－ ８ ０ （０ １ ４ ０ ７— ４ ６ ２ ９ ７ ２ １ ）０ — ０ ９ ０
Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ Ｉ ， ＦＮ Ｓ ＰＬＣ ｎ ｔ ｅＣｏ ｔｏ ｆ ｌｃ ｔｏ ｆＳ ＦＭ ， ｏ ｈ ｎ ｒ ｌ ｏ Ｂｏ ｌｒＣｏ ｂｕｓｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ｉｅ ｍ ｔｏ Ｓ ｓｅ
Ｐ Ｃ系 统 。信 号 采 集 后 ， 过 量 程 转 换 ， 仪 表 参 Ｌ 通 将 阶 段 ３ 炉膛 升温 阶 段 ） 点 火 成 功后 ， （ ： 炉膛 温度 数 显示 在 上位 机 画 面 中 ， 同时 通过 运算 处 理 ， 到达 输 将 会 上 升 ， 当炉 膛 温 度 大 于启 动 要 求 的温度 后 再 进 出控制 目的 。 入 下一 个 阶段 ； 燃 烧 控制 流程 子 系统 在启 动后 ， 据 工艺 要求 ， 根
Ｓ ｅ ｎ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｉｈ ｔ ｅ ｏ ｄ ｎ ｉ ｖ ｌ ｍｅ ｒ ｔ ｏ ｔｏ ｈ ｓ ｅ ｎ ｓｕ ｉｄ ｉ ｍｅ ｓ ＰＩＣ Ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｎ ｗｈ ｃ ｈ １ａ ａ ｄ ａｒ ｏ ｕ ａｉ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｂ ｅ ｔ ｄ ｅ ．Ｔｈ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ｅ ｓ ｌｔ ｏ ｉ ｅ ｅ ｄ ｏ ｔ ｅ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉｓ ｈ ｔ ｓ ｄ ｐ ｎ ｓ ｎ ｈ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｃ ｔ ａ ＣＷ Ｓ ａ ｂ ｔ ｅ ａ ａ ｔ ｅ ｉ ｏ ｕ ｉ ｇ， ａ ｏ ｚ ｔｏ ｔ Ｃ ｎ ｅ ｈ ｓ ｍｅ ｓ ｈ ｏｌ ｐ ｍｐ ｎ ｔ ｔ ｍｉａｉ ｎ， ｓｏ ａ ｅ ｎ ｄ ｔ ｂ ｅ ｔ ｒ ｇ ａ ｓａ ｌ ｃ ｍｂ ｓ ｉｎ．Ｔｈ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｓ ｏ ｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ Ｓ ｆａ ｉ ｌ ， ｅ ｆｃ ｉ ｅ ａ ｄ ｗｏ ｋ ｂ ｅ ｏ ｕｔ ｏ ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｈ ｗｓ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｓｅ ｉ ｅ ｓｂ ｅ ｃ ｏ ｆｅ ｔ ： ｖ ｎ ｒ ａ ｌ．