浅谈PLC在锅炉控制系统中的应用

张学亮 罗海燕

（淄博市能源监测中心，山东 淄博 255023）

一 锅炉控制系统的现状

以前的锅炉控制是结合人工常规仪表监控，操作工人的劳动强度大、环境污染情况突出、运行工况不稳定、燃料消耗大、热效率低也成为重要的制约因素。而该系统是采用简单的单元组合仪进行控制，因此长时间在手动运行的状态之下，这也就给实时记录数据增加了困难。而像锅炉超压、超温、缺水亦或是满水的一系列异常状况也无从查实，锅炉运行的实际热效率也普遍达不到原设计的指标，锅炉的运行参数也不能及时有效的传到集中控制室，操作人员也无法方便快捷的调节参数。这就使得控制手段单调、精度低，控制系统的优势也不能得到充分的发挥。而工人劳动强度大、环境污染严重、实际效率低的问题也逐渐暴露出来，为此必须对锅炉控制系统进行行之有效的改造，以避免事故处理不当可能造成的锅炉管爆炸从而产生的威胁锅炉安全运行和操作人员人身安全受到伤害的情况发生。

二 PLC控制系统的设计原理

锅炉燃烧系统是一个具有多变量输入、输出而且具有大惯性、大滞后性的特点的复杂系统，其在燃烧过程中相互作用、相互影响。而锅炉燃烧过程自动控制的目标就是使燃料燃烧过程中提供的热量能够适应负荷的需要。为了保证锅炉的安全经济运行，需要进行自动控制，使锅炉运行能够处于最佳的燃烧状态。

三 锅炉汽水包水位控制系统

作为影响锅炉安全运行的重要参数，汽包水位过高会破坏其正常工作，导致管壁上的结垢增加，影响蒸汽的质量。在水位处于过低情况下，就会破坏水循环造成水冷壁管的破裂，甚至会引起干锅，破坏汽包。因此不论其值高于或低于标准水位都会造成重大事故。而且在水沸腾加剧的情况下会形成大量的气泡，使水位抬高，从而造成“虚假水位”。维持锅炉进出水量平衡系统的平衡也就达到了目标。将汽包水位维持在相对平衡的汽水分离界面的附近，从而达到提高锅炉的蒸发效率保障其安全生产的标准。在锅炉水位系统处于平衡的状况下，运行中存在的虚假水位现象，在实际应用中采用水位、蒸汽量、给水量三量的控制系统达到平衡。

四 PLC锅炉控制系统的功能及应用：

为充分保证炉膛的最佳温度控制在最理想的范围内，对温度控制则采用了串级比例调节的方式。

（1）此控制系统采用锅炉的燃烧系统自动控制和水控制相结合的方法，利用外界负荷的变化来进行自动调节，从而实现鼓风和给煤量的自动化。当风煤的比例达到平衡的最佳状态下锅炉也就实现了经济燃烧。其中包括：蒸汽压力控制、汽包水位控制、给煤量控制、烟气含氧量控制等。

（2）热工及电气的保护功能

热工保护及电气保护的功能主要就是对重要参数进行限位，使机泵过负荷、设备故障等声光报警和故障自动处理的功能达到要求。

PLC 控制系统是根据工艺要求设置的高压力极限、引风机自动跳闸连锁电气保护和汽包低水位热工保护，使之能够在最大程度上保证锅炉的安全生产，也给锅炉操作人员以人身安全的保证。PLC锅炉控制系统应用变频多泵切换技术保证母管水压控制在最佳的范围之内，从而保证了节电运行的顺利进行。

热工保护指的是蒸汽压力的保护程度高、汽包水位的保护程度低，电力保护指引风机会连锁跳闸、给水泵会自动跳闸报警。

（3）快捷的操作系统、强大的显示功能

PLC的应用为保证控制台的集中操作以及提供安全方便快捷的操作方法的设置提供及时有效的运行、快速的报警显示。这个保护系统高度的完善性和强大的锁定性防止了操作过程中可能出现的失误。

（4）PLC的运用使锅炉实现半自动点火、停炉的自动化。

（5）PLC的运用使之达到了参数在线工人设置的标准。

（6）PLC的运用使之能够脱离上位机的独立运行，为其自动化的实现提供了不可忽视的重要作用。

（7）监控功能：该系统在运行的过程中，通过对上机位的分析和判断，实现对现场温度、流量、烟气含氧量等的模拟动态显示。使系统和现场仪表、电气设备的结合达到闭环调节和连锁控制的目标。

（8）密码功能：为了防止随意改动参数造成锅炉操作误动作的发生，PLC系统为之配备了操作员的独立密码，操作员可以通过这个唯一的标识符和口令进入从而修改参数。

五 结束语

PLC锅炉控制系统的完成使用带来了巨大的经济效益和社会效益，受到了广大人民的青睐。采用PLC系统功能完善，先进合理的结构，扩展灵活便于维护，而且具有很高的可靠性使之得到了更为广阔的前景。利用计算机进行控制，锅炉燃烧处于自动化的状态之下既达到了经济燃烧、节能效果显著的状态，也使得烟气含氧量和炉渣含碳量显著降低从而减少了环境污染。使用变频技术也减少了设备启动时对电网的冲击，不仅提高了电机的机械特性，而且也延长了电机等系列设备的使用年限，这就大大减少了设备的维护费和人工费。PLC技术除了具有如此高的经济效益，而且具有显著的社会效益。这大大减少了排放的烟气、尘埃等的污染。而电机在变频的情况下噪声大大减轻，锅房的环境得到大大的改善。在倡导以人为本可持续发展的今天，具有深刻而重要的意义。

[1]孙欣.PLC 在锅炉控制系统中的应用[J].仪器仪表标准化与计量,2006(02).

[2]孙欣.PLC 在锅炉控制系统中的应用[J].节能与环保,2006(09).

[3]姚会民. PLC 应用及使用中应注意的问题[J].当代农机,2008(11).