基于PLC的鍋爐啟停控制的程序設計

1、-摘要本文通過對循環(huán)流化床的啟動過程分析，為實現(xiàn)用可編程控制器PLC完成對此過程的自動控制，以平安啟動和減輕人工負擔為雙目標，利用梯形圖編寫了PLC的控制程序。以240t/h鍋爐為例，選取適宜的模擬量輸入模塊，以到達基于對鍋爐點火溫度及爐膛溫度實時監(jiān)測下的平安啟動過程。常規(guī)控制系統(tǒng)采用繼電器控制，元器件較多，控制線路復雜，抗干擾能力差，增加了故障點，維護和維修不方便。而利用PLC程序對鍋爐啟動進展控制，不僅有效簡化控制線路，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。方便現(xiàn)場的維護和維修，又可以簡化操作，并且可以充分保證點火成功率。關鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐，可編程控制器，控制程序ABSTRACTBy the star

2、t of the circulating fluidized bed process analysis, to achieve the use of programmable logic controller (PLC) automatic control of the pletion of this process in a safe start-up and reduce the manual burden for the two-goal,the use of the preparation of the PLC ladder diagram control procedures. To

3、 240t / h boiler as an e*ample, select the appropriate analog input module, in order to achieve based on the boiler furnace ignition temperature and the temperature under the real-time monitoring of the safety of the startup process. Conventional control system to control the use of relays, ponents

4、are more ple* control circuit, poor anti-interference ability, an increase of the point of failure, maintenance and repair is not convenient. Procedures for the use of PLC control of the boiler to start, not only simplifies the control circuit to improve the system of anti-interference ability. To f

5、acilitate maintenance and repair of the scene, but also can simplify the operation, and can fully guarantee the success rate of ignition.KEY WORDS：CFB,programmable logic controller, control procedures目 錄摘要1ABSTRACT1目錄前言3前言5第一章緒論61.2 國外開展現(xiàn)狀61.3 論文的主要工作7第二章PLC的特性分析82.1 PLC應用背景82.2 PLC控制系統(tǒng)設計簡述6102.2.1

6、分析控制對象及確定控制容102.2.2 PLC機型選擇11硬件設計11軟件設計11系統(tǒng)統(tǒng)調122.3 PLC控制系統(tǒng)的可靠性分析13影響現(xiàn)場輸入給PLC信號出錯的原因分析13影響執(zhí)行機構出錯的原因分析13第三章鍋爐啟動過程分析153.1 鍋爐啟動前的準備16鍋爐本體的準備工作16汽包部裝置安裝施工質量檢查17鍋爐上水過程分析183.2鍋爐的點火啟動流程183.3啟動流程圖21第四章鍋爐停爐過程分析234.1 鍋爐停運流程23停爐操作流程234.2 停爐流程圖25第五章鍋爐啟?？刂葡到y(tǒng)硬件設計265.1 設備選型265.1.1 PLC本體265.1.2 模擬量輸入模塊305.1.3 電壓、電流信

7、號智能變送器335.2 控制系統(tǒng)組建345.2.1 鍋爐啟動過程接線布置34鍋爐停爐過程接線布置36第六章程序設計396.1 鍋爐啟動過程的程序設計39梯形圖語言編程設計39命令語言編程436.2鍋爐停爐過程的程序表達45梯形圖語言編程45命令語言編程48第七章結論50參考文獻51致52前言隨著中國電力建立規(guī)模的不斷擴大，電力構造也在不斷調整。從 1956 年 4 月國產的第一臺 6MW 火電機組投產發(fā)電以來，國產發(fā)電設備不斷參加電力工業(yè)行列，發(fā)電設備品種不斷增加，發(fā)電機組容量不斷擴大?，F(xiàn)在 300MW 及以上機組已經成為運行中的主力機組，單機容量為 600MW 和 800MW 的發(fā)電機組已經

8、相繼并網發(fā)電。大容量機組構造更加復雜，控制要求更高，所以機組的平安、經濟運行顯得尤為重要。啟動和停爐過程是一個不穩(wěn)定的變化過程。鍋爐的工況變化很復雜，存在著各種矛盾，如：各局部的工作壓力和溫度隨時在變化，啟動時間的長短與啟動費用的問題，啟動時冷爐的燃燒穩(wěn)定性，受熱面部的工質流動可靠性，熱量回收等，歸納起來，即是啟動過程中的平安性和經濟性兩大問題。電站鍋爐在啟停、變負荷運行過程中，汽包受到交變應力作用，產生疲勞損傷。隨著火電機組參與調峰次數(shù)增多，為了節(jié)省燃料多發(fā)電，電廠運行也提出了在平安的前提下加快啟停速度的要求。高的啟停速度必然導致部件的熱應力提高和應力波動頻繁，使汽包疲勞壽命損耗加劇，給電力

9、生產造成平安隱患。因此，為了適應機組快速啟停的要求，利用智能化和自動化的集控操作平臺，借用PLC龐大的數(shù)據(jù)采集和處理輸出數(shù)據(jù)能力對鍋爐起停進展自動控制，對于提高火電機組的平安性、經濟性，具有極為重要的意義。第一章 緒論1.2 國外開展現(xiàn)狀全世界火力發(fā)電量約占總發(fā)電量的 70%，中國的也占 70%左右。因此，電站鍋爐無論從它的作用還是從能源消耗來看，對國民經濟開展都有重大的影響，電站鍋爐的設計注重可靠性、機動性和燃料適應性等要求1。我國 80 年代初從美國燃燒CE公司引進了亞臨界壓力 300MW、600MW 級控制循環(huán)鍋爐技術，并開發(fā)了亞臨界壓力配 300MW 機組的自然循環(huán)鍋爐?，F(xiàn)今300MW

10、 和 600MW 亞臨界壓力鍋爐在電站中已起到主力機組的作用。90 年代初進口了從瑞士 Sulzer 公司和美國 CE 公司聯(lián)合設計的超臨界壓力配 600MW 機組的直流鍋爐，形成了從亞臨界到超臨界的鍋爐技術開展趨勢。為提高鍋爐運行的可靠性能以及盡可能降低本錢，減少對設備的損害，這就要求燃煤電廠采用先進的優(yōu)化控制和管理軟件。目前，國多數(shù) 300MW 以上的燃煤機組均配置了 DCS 包括一些管理軟件功能機組性能計算等，但僅限于給出計算結果，不具有偏差分析和指導運行功能。國火電廠優(yōu)化軟件的開發(fā)和應用還處于初級階段，大多數(shù)都處于開發(fā)研究和試驗階段，真正成熟的能應用于市場的很少。火電廠實時優(yōu)化控制軟件

11、國已有一些應用，但沒有形成真正產品，實際優(yōu)化效果還需進一步考察和驗證。已有的優(yōu)化軟件由于缺少相應的實時設備維護、分析及決策軟件支持，所以實際應用中與國外同類軟件相比仍有一定差距2。近年來。隨著我國電力事業(yè)的不斷開展，電力系統(tǒng)的自動化程度在不斷提高。然而，我國早期的中小機組火電廠的鍋爐點火一般為人工操作方式，人工操作點火時一由于控制設備較多，操作比較復雜，給操作人員之間及各部門之間的相互協(xié)調帶來了麻煩，容易造成誤操作，不能充分保證鍋爐點火的成功率。而且控制系統(tǒng)采用常規(guī)繼電器控制，元器件較多，控制線路復雜，抗干擾能力差，增加了故障點，維護和維修不方便。目前，隨著PLC控制技術的不斷開展和改進，用P

12、LC構成的各種控制系統(tǒng)，在各種技術領域得到廣泛的應用?？删幊绦蚩刂破魇俏C技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產物它照顧到現(xiàn)場操作和維修人員的技能和習慣，以計算機軟件技術構成了人們慣用的繼電器模型，形成了一套獨特的以繼電器梯形圖為根底的形象編程語言和模塊化的軟件構造，因此它具有繼電器電路的直觀性，方便易懂，編程和調試都很方便。另外它的最大特點是實時性和可靠性非常強。具有很強的抗干擾能力。它不僅可以處理開關量，而且可以處理模擬量，并且其與上位機的通訊功能也日趨完善。利用可編程序控制器構成鍋爐點火控制系統(tǒng)，既可以簡化控制線路，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，方便現(xiàn)場的維護和維修，又可以簡化操作，并且可以充分保證

13、點火的成功率3。1.3 論文的主要工作本文通過對電站鍋爐的起停分析，采用經過優(yōu)化的起停參數(shù)，由可編程序控制器對鍋爐的起停進展準確控制，以降低疲勞壽命損耗和縮短啟動時間為雙目標，以到達平安、高效、經濟操作。在PLC控制器的選擇上選用信捷公司的*C系列可編程序控制器作為控制系統(tǒng)的主機。該控制器體積小，可靠性強，抗干擾能力好，其構造為模塊型構造，可根據(jù)控制系統(tǒng)的不同要求進展相應的模塊調整操作簡便可擴展性好。其編程方式為梯形圖編程簡單明了易于掌握。該控制系統(tǒng)的主要控制對象有：油槍，風機，回油閥，給煤機，風量調節(jié)閥等。由可編程序控制器的輸出模塊輸出的信號，經中間繼電器隔離后，送往相應的控制設備。由各控制

14、設備返回的行程信號及火焰檢測信號，經中間繼電器隔離后，進入可編程序控制器的輸入模塊。其他的各種操作信號直接接入輸入模塊。系統(tǒng)中采用中間繼電器對輸入輸出信號進展隔離，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。第二章PLC的特性分析2.1PLC應用背景PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結

15、合很嚴密的語言，在半導體方面有很重要的應用，可以說有半導體的地方就有PLC4。圖2.1 PLC根本單元及擴展模塊1. 輸入端子，電源接入端子 13. 輸入動作指示燈輸入標簽2. 輸入標簽3. 擴展BD板安裝位置 14. 動作指示燈4. 通訊口2 PWR:電源指示燈5. 通訊口1 RUN:運行指示燈6. 通訊口蓋板 ERR:出錯指示燈7. 輸出標簽15. 擴展模塊連接電纜8. 輸出端子、24V輸出端子16. 輸出端子9. 輸入動作指示燈17. 動作指示燈10. 擴展模塊接入口 PWR:電源指示燈11. 安裝孔2個18.擴展模塊接入口12. 端子臺安裝/拆卸螺孔19.輸入端子，電源輸入端子PLC是

16、一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計5?？删幊炭刂破饔捎诳垢蓴_能力強，可靠性高，編程簡單，性能價格比高，在工業(yè)控制領域得到越來越廣泛應用。2.2 PLC控制系統(tǒng)設計簡述6分析控制對象確定控制內容選擇PLC機型硬件設計控制盤、外圍電路及布線軟件設計編制控制程序及模擬仿真系統(tǒng)總裝統(tǒng)調符合設計要求投入運行調整軟件調整軟件是否否

17、圖2.2 PLC控制系統(tǒng)設計流程 分析控制對象及確定控制容1深入了解和詳細分析被控對象生產設備或生產過程的工作原理及工藝流程，畫出工作流程圖。2列出該控制系統(tǒng)應具備的全部功能和控制圍。3擬定控制方案使之能最大限度地滿足控制要求，并保證系統(tǒng)簡單、經濟、平安、可靠。 PLC機型選擇機型選擇的根本原則是在滿足控制功能的前提下，保證系統(tǒng)可靠、平安、經濟及使用維護方便。一般需考慮以下幾個方面的問題：1確定I/O點數(shù)。統(tǒng)計并列出所有輸入量和輸出量，選擇I/O點數(shù)適當?shù)腜LC，確保輸入輸出點的數(shù)量能夠滿足需要，并為今后生產開展和工藝改進適當留下余量一般可考慮10%-15%的備用量。2確定用戶程序存儲器的存儲

18、容量。用戶程序所需存容量與控制容和I/O點數(shù)有關，也與用戶的編程水平有關。一般粗略的估計方法是：輸入+輸出*1012=指令步數(shù)。對于控制要求復雜、功能多，數(shù)據(jù)處理量較大的系統(tǒng)，為防止存儲容量不夠的問題，可適當多留些余量。3相應速度。PLC的掃描工作方式使其輸出信號與相應的輸入信號間存在一定的相應延遲時間，它最終將影響控制系統(tǒng)的運行速度，所選PLC的指令執(zhí)行速度應滿足被控對象對響應速度的要求。4輸入輸出方式及負載能力。根據(jù)控制系統(tǒng)中輸入輸出信號的種類、參數(shù)等級和負載要求，選擇能夠滿足輸入輸出接口需要的機型。硬件設計確定各種輸入設備及被控對象與PLC的連接方式，設計外圍輔助電路及操作控制盤，畫出輸

19、入輸出端子接線圖，并實施具體安裝和連接。軟件設計1根據(jù)輸入輸出變量的統(tǒng)計結果對PLC的I/O端進展分配和定義。2根據(jù)PLC掃描工作方式的特點，按照被控系統(tǒng)的控制流程及各步動作的邏輯關系，合理劃分程序模塊，畫出梯形圖。要充分利用PLC部各種繼電器的無限多觸點給編程帶來的方便。系統(tǒng)統(tǒng)調編制完成的用戶程序要進展模擬調試可在輸入端接開關來模擬輸入信號，輸出端接指示燈來模擬被控對象的動作，經不斷修改到達動作準確無誤前方可接到系統(tǒng)中去進展總裝統(tǒng)調，直到完全到達設計指標要求。2.3 PLC控制系統(tǒng)的可靠性分析在實際工業(yè)生產過程中，工業(yè)控制機和可編程控制器本身都具有很高的可靠性，但有時還是會有控制系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤

20、的情況。這有可能是輸入給PLC的開關量信號出現(xiàn)錯誤，模擬量信號出現(xiàn)較大偏差，或者PLC輸出口控制的執(zhí)行機構沒有按要求動作，這些都可能使控制過程出錯，造成無法挽回的經濟損失。影響現(xiàn)場輸入給PLC信號出錯的原因分析1造成傳輸信號線短路或斷路由于機械拉扯，線路自身老化，特別是鼠害，當傳輸信號線出故障時，現(xiàn)場信號無法傳送給PLC，造成控制出錯；2機械觸點抖動，現(xiàn)場觸點雖然只閉合一次，PLC卻認為閉合了屢次，雖然硬件加了濾波電路，軟件增加微分指令，但由于PLC掃描周期太短，仍可能在計數(shù)、累加、移位等指令中出錯，出現(xiàn)錯誤控制結果；3現(xiàn)場變送器，機械開關自身出故障，如觸點接觸不良，變送器反映現(xiàn)場非電量偏差較

21、大或不能正常工作等，這些故障同樣會使控制系統(tǒng)不能正常工作7。影響執(zhí)行機構出錯的原因分析1控制負載的接觸不能可靠動作，雖然PLC發(fā)出了動作指令，但執(zhí)行機構并沒按要求動作；2控制變頻器起動，由于變頻器自身故障，變頻器所帶電機并沒按要求工作；3各種電動閥、電磁閥該開的沒能翻開，該關的沒能關到位，由于執(zhí)行機構沒能按PLC的控制要求動作，使系統(tǒng)無常工作，降低了系統(tǒng)可靠性。要提高整個控制系統(tǒng)的可靠性，必須提高輸入信號的可靠性和執(zhí)行機構動作的準確性，否則PLC應能及時發(fā)現(xiàn)問題，用聲光等報警方法提示給操作人員，盡快排除故障，讓系統(tǒng)平安、可靠、正確地工作。綜上所述，PLC系統(tǒng)本身性能平安可靠，只要在動作機構和傳

22、輸線纜方面沒有失誤，利用PLC控制器完全能夠對鍋爐起停工作正確執(zhí)行。第三章 鍋爐啟動過程分析本研究采用鍋爐的冷態(tài)啟動作為PLC控制啟動方式，冷態(tài)啟動就是鍋爐經過檢修或較長時間停運后在沒有壓力而其溫度與環(huán)境溫度相近的情況下的啟動。控制對象為240T/H循環(huán)流化床。圖3.1循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)圖3.2物料循環(huán)燃燒系統(tǒng)3.1 鍋爐啟動前的準備循環(huán)流化床銅爐在點火前必須作一次全面的外部檢查，以確保設備、人身平安8。鍋爐本體的準備工作(1)鍋爐本體及主要設備通道照明良好；(2)爐培外表平整，外觀完整，無裂縫；(3)看火孔、打焦門及人孔門完整無缺局部的孔門，更應特別注意關閉嚴密；確封質量，這對鍋爐正常運行至

23、關重要；能靈活操作，檢查后完全關閉，燃燒室微正壓局部的孔門，更應特別注意關閉嚴密；(4)煙道、風道及除塵器無積灰和雜物；(5)燃油系統(tǒng)及系統(tǒng)上的管道、閥門無漏油現(xiàn)象，油槍噴嘴霧化質量良好，熱煙氣發(fā)生器應完好無損，儲油箱應有足夠的油量，在點火前先試一下是否有堵塞現(xiàn)象；(6)煤倉有足夠的存煤，螺旋給煤機無堵塞現(xiàn)象，皮帶或鏈條松緊適宜，地腳螺栓結實；(7)灰倉有足夠的存儲量，物料循環(huán)系統(tǒng)外部保溫良好，部暢通無異物；(8)檢查風帽安裝要正確，風帽孔無堵塞；(9)風室無雜物，誹渣管清潔暢通，開閉靈活；(10)冷渣器運轉正常，冷卻循環(huán)水正常循環(huán)；(11)引風機、送風機、二次風機均應空載轉動，軸承潤滑泊位正

24、常(油位應在1234以)，冷卻水暢通，平安罩結實，地腳螺栓不松動，電動機接地線，引風機擋板在關閉位置。汽包部裝置安裝施工質量檢查1汽包部裝置嚴格按圖紙安裝施工，確無漏焊現(xiàn)象；2就地水位計、汽門、水門嚴密不漏，開關靈活，安裝位置正確顯標志，水位表應處于使用狀態(tài)，水閥和汽閥應開啟，放水閥關閉9；(3)汽包和過熱器上的平安閥應按規(guī)定的壓力進展調整和校驗；按較低壓力進展調整的平安閥必須為過熱器上的平安閥；省煤器平安閥的開啟壓力應調整為裝置地點的工作壓力的110倍。檢查杠桿式平安閥要有防止重錘自行移動的裝置；彈簧式平安閥要有提升手把和防止隨便擰動調整螺絲的裝置；(4)檢查所有的放水閥、疏水閥、排污閥是否

25、開關靈活，檢查后應把它關閉；(5)檢查給水管路上的全部閥門是否靈活，檢查后除省煤器前的主給水閥外均應開啟，主給水閥應在向鍋爐進水時開啟；(6)檢查各壓力表應干凈清晰，刻度盤上應劃紅線指出其工作壓力，并要有良好的照明，壓力表應經檢定合格；(7)蒸汽系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、排污系統(tǒng)的管道支撐吊架結實可靠，保溫完善。各集箱手孔、汽包人孔均應密封嚴密。各膨脹指示器安裝正確，冷態(tài)時指針應在零位10。以上工作均為鍋爐點火前的檢查工作，應在鍋爐啟動前由負責人員完成，不列入PLC控制程序之列。程序由鍋爐上水開場。鍋爐上水過程分析在鍋爐點火前的檢查工作完畢之后，即可進展鍋爐的上水工作，上水時應注意下述幾個問題：(1)上

26、水前應開啟汽包上的空氣閥或抬起一個平安閥，或開放壓力表下的三通閥，以便在上水時排除鍋空氣，上水溫度不宜偏高，上水應緩慢進展，鍋爐從無水至到達汽包水位表最低水位指示處，夏季不少于2h，冬季不少于4h11；(2)上水過程中嚴密監(jiān)視汽包上下壁溫差，防止汽包壁因熱應力引起疲勞損壞12；(3)上水過程中應檢查人孔蓋、手孔蓋、法蘭接合面及排污閥等有無泄漏現(xiàn)象，及時修理； 當汽包水位升至水位表最低水位指示時，應停頓進水。停頓進水后爐水位應保持不變，如水位下降應及時查明原因，找出泄漏之處并設法排除，如水位上升，則說明給水閥漏水，應加以修理或更換閥門。3.2鍋爐的點火啟動流程流化床鍋爐的點火是鍋爐運行的一個重要

27、環(huán)節(jié)。其實質是在冷態(tài)試驗合格的根底上，將床料加熱升溫，使之從冷態(tài)到達正常運行溫度的狀態(tài)，以保證燃料進入爐膛后能正常穩(wěn)定地燃燒13。鍋爐點火可分為固定床點火和流態(tài)化點火兩種。而流態(tài)化點火又可分為床上點火和床下點火兩種方式。為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和方便PLC控制，本研究采用流態(tài)化點火方式。流態(tài)化點火，就是在床料沸騰狀態(tài)下，用液體或氣體燃料加熱床料的一種方法。根據(jù)點火方式，點火位置的不同，流態(tài)化點火又分為床上點火和床下點火。床下點火是指通過設置在布風板下的一種稱為煙氣發(fā)生器或叫煙氣燃燒器的裝置，使液體或氣體燃料在其部燃燒，煙氣和一次風在發(fā)生器尾部混合，通過布風板風帽進入爐床加熱床料。煙氣發(fā)生器的煙氣溫度

28、可達700-80014,原理圖如圖3.3，圖3.4。圖3.3床下煙氣發(fā)生器布置圖3.4床下煙氣發(fā)生器構造點火具體過程如下：(1)先在膜式水冷壁組或的布風板上鋪上400一500mm底料，粒度和床上點火一樣不大于3mm為宜。由于熱量是從布風板下均勻送人料層中，整個加熱啟動過程均在流態(tài)化下進展，不會引起低溫或高溫結焦。(2)點火用油宜用輕柴油。油槍點燃后噴入熱煙氣發(fā)生器筒中，產生的高溫火焰和送風機供給的冷風均勻混合成850左右的熱煙氣，通過風室、風帽進入床，加熱床料。(3)為防止燒壞風帽，一定要控制熱煙氣溫度，不允許超過900，測量點火煙溫的熱電偶應插入風室于800一1000mm，以正確反映熱煙氣溫

29、度。(4)應控制啟動升溫速度，主要從耐火材料的熱膨脹要求和水循環(huán)的平安問題兩方面考慮，特別是從冷態(tài)啟動初期更應嚴格控制床溫度，上升速度不大干10min，根據(jù)鍋爐容量不同，冷態(tài)啟動時間為12h，鍋爐容量越大，啟動時間越長。熱態(tài)啟動后較快，耗時約50min。(5)油槍在首次使用前應先做霧化試驗，根據(jù)使用的油質情況，選擇大小適宜的油噴嘴。(6)調節(jié)油槍油壓和噴油量，改變熱煙氣發(fā)生器風道的燃燒風和混合風的風量和風比，可控制熱煙氣溫度和煙氣量，為提高熱煙氣的熱利用率，減少油耗，點火的熱煙氣量使床料呈流化狀態(tài)即可，不宜用較高的流化速度。(7)床料溫度從室溫緩慢地加熱到400，當繼續(xù)升溫時，由于煤中的揮發(fā)分

30、大量釋放，在450-600時，床溫會迅速上升，這階段的溫度區(qū)間與燒用煤種有關，在到達700時，應做好降低噴油量的工作，在床料到達800時，應逐步減少噴油量，適當增加給煤量。當床溫升到1000時，即可關閉油槍，正常給煤運行。(8)燃用無煙煤時，為減少油耗，縮短啟動時間，啟動燃料也應用煙煤。流態(tài)化點火簡單方便，易于掌握，床料加熱速度快。較大容量的流化床鍋爐一般都采用這種點火方式。3.3啟動流程圖程序流程圖是在編程之前首先將操控步驟以圖形形式表現(xiàn)出來，這樣能夠直觀的看出程序的流程，既方便于設計人員進展編程，又能對過程有一個清晰的認識。完畢開場油槍配風風機和混合風機停風量調節(jié)擋板正常給煤床溫850攝氏

31、度，關閉油槍，退出繼續(xù)燃燒床溫到800，增加給煤量床溫大于450，少量給煤混合風機啟動煙氣溫度不超過900一次風機啟動油槍點火回油調節(jié)閥油槍配風風機啟動水泵開動水位調節(jié)器控制上水火焰監(jiān)視器監(jiān)測到火焰等候處理，重新啟動停風機關燃油閥，停油泵聲光報警信號否是第四章 鍋爐停爐過程分析鍋爐在運行過程中可能會遇到一些特殊情況或者定期檢修需要進展停爐操作，停爐操作過程中應注意鍋爐負荷的變化，防止鍋爐負荷下降過快。因為鍋爐的停爐過程與鍋爐啟動過程所控制的設備不完全一樣，而且PLC本身一次只能存儲一條程序，同時考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和便捷性，停爐過程擬采用另一臺PLC進展控制。4.1 鍋爐停運流程停爐操作流程：1

32、.逐漸減少燃料和風的輸入，將鍋爐的負荷降至50%，通過調節(jié)鍋爐主調節(jié)器的設定值來實現(xiàn)，應保持正常床溫。2.降負荷過程中，保證汽包上下壁溫差不超過50。在負荷降到50%和鍋爐停頓運行以前須吹灰，防止含硫分的積灰吸收空氣中的水份而導致管子的腐蝕。3.繼續(xù)降低鍋爐負荷，以每分鐘不超過10%的速度降低燃燒料量。4.根據(jù)負荷情況負荷降至25%開過熱器出口集箱疏水門及旋風別離器對空排氣門，停爐后視汽壓上升情況關閉。5.石灰石給料系統(tǒng)停運。6.在床溫低于800之前投入啟動燃燒器，繼續(xù)降低給煤量，停用電除塵。7.根據(jù)床溫情況逐漸減小給煤量直至停頓全部給煤機。8.當需要時，汽包水位調節(jié)器切為手動狀態(tài)，始終維持正

33、常的汽包水位。9.繼續(xù)流化床料，并且控制受壓部件降溫速率小于50/h。10.在床溫約450時，停頓啟動燃燒器。11.當床溫至少降至400時，停頓一、二次風機運行。12.回料器溫度降至260以下停頓J閥風機及引風機運行。停爐過程應注意的問題：1降負荷過程中，保證汽包上下壁溫差不超過50。鍋爐停爐過程中，蒸汽壓力逐漸降低，溫度逐漸下降，汽包壁是靠部工質的冷卻而逐漸降溫的。壓力下降時，飽和溫度也降低，與汽包上壁接觸的是飽和蒸汽，受汽包壁的加熱，形成一層微過熱的蒸汽，其對流換熱系數(shù)小，即對汽包壁的冷卻效果很差，汽包壁溫下降緩慢。與汽包下壁接觸的是飽和水，在壓力下降時，因飽和溫度下降而自行汽化一局部蒸汽

34、，使水很快到達新的壓力下的飽和溫度，其對流換熱系數(shù)高，冷卻效果好，汽包下壁能很快接近新的飽和溫度。這樣，和啟動過程相比，出現(xiàn)汽包上壁溫度高于下壁的現(xiàn)象。壓力越低，降壓速度越快，這種溫差就越明顯。2在停爐過程中，檢查并維持汽包的正常水位。3鍋爐停爐后，如果需要維持鍋爐壓力，在吹掃完畢后停頓各風機關閉其擋板，以便機組進人熱備用狀態(tài)，當汽包壓力已降到平安門最低整定壓力以下，并且沒有足夠蓄熱產生蒸汽而使平安門動作時，關閉高溫過熱器出口集箱及主蒸汽管道上的硫水閥，當爐無燃燒時，疏水閥和放氣閥應保持關閉狀態(tài)，不同的是旋風別離器受熱面管保護系統(tǒng)將對該受熱面管進展自動保護。4鍋爐停爐后，如果鍋爐的汽水要排字，

35、則當汽包壓力降至01MP3時，翻開所有放氣閥和硫水閥進展鍋爐疏水，疏水時爐水溫度不能高于120。5鍋爐停爐后，只要鍋爐存在有壓力，即使壓力很小也應繼續(xù)琉水，鍋爐中的殘留熱量有助于枯燥爐外表。6在短期停爐時，過熱器集箱疏水閥和放氣閥應保持開啟。7停爐后，保持汽包水位在l200mm，停頓進水后開啟省煤器冉循環(huán)閥；如果停爐后需要排除床料，可起動一次風機利用冷渣器去除床料，完畢后府對鍋爐吹掃5min，然后冷渣器退出運行，停頓一次風機。4.2 停爐流程圖停爐開場給煤量減少每分鐘不超過10%床溫降至820，投運燃燒器一、二次風減少床溫降至450，停燃燒器負荷降至55%，吹灰設備投運床溫降至400，停一、二

36、次風機負荷降至25%，開啟過熱器出口集箱疏水門及對空排氣門回料器溫度降至260以下，停高壓流化風機和引風機圖4.1 停爐流程圖第五章鍋爐啟?？刂葡到y(tǒng)硬件設計利用可編程控制器為核心組建一個完整的自動控制系統(tǒng)，所需要的配套設備有：模擬量擴展模塊，電壓、電流信號智能變送器，上位機，傳輸電纜，控制總線等。圖5.1 控制系統(tǒng)原理圖5.1 設備選型目前市面上知名的PLC品牌主要有日本三菱、日立、松下、歐姆龍，美國的GE、TI、GM，德國的西門子、AEG等15，還有國產的信捷，臺達，浙大中自等。他們的硬件構造，編程語言和支持環(huán)境也不盡一樣，但是它們的工作原理和根本指令卻小異。他們都具有明顯的特點：可靠性高，

37、抗干擾能力強；編程簡單，直觀；適應性好，維護簡單；速度較慢，價格較高16。 PLC本體圖5.2 *C3-32R-E型PLC根據(jù)性價比、被控對象及要求，現(xiàn)選用信捷*C3-32R-E型PLC，配用*C-E8AD型模擬量輸入模塊，該系列PLC具有功以下優(yōu)點17：l 高速運算根本處理指令0.20.5us，掃描時間10,000步5ms，程序容量高達160K。l 豐富的擴展根本單元一般可支持7 個不同種類、型號的擴展模塊和1 個擴展BD 板。l 多通訊口根本單元具備14 個通訊口，支持RS232、RS485、CAN 總線，可連接多種外部設備，如變頻器、儀表、打印機等。l 充裕的軟元件容量*C系列PLC的5

38、 個子系列，具備不同規(guī)格的部資源數(shù)目，以適應不同場合的需求。資源量最多可達1024點流程S、8768 點中間繼電器M、544 點輸入繼電器*、544點輸出繼電器Y、640 點定時器T、640 點計數(shù)器C、9024 點數(shù)據(jù)存放器D、2048點FD、36864點擴展存放器ED。l 2 種編程方式*C系列PLC支持2 種編程方式，即命令語編程和梯形圖編程。這2 種編程可相互切換編輯。l 豐富的指令集指令豐富，除具備根本的順序控制、數(shù)據(jù)的傳送和比較、四則運算、數(shù)據(jù)的循環(huán)和移位，還支持脈沖輸出、高速計數(shù)、中斷、PID 等特殊指令。l 實時時鐘*C系列PLC可置時鐘，用于時間控制。l 外形小巧，安裝方便*

39、C系列PLC擁有小巧的外形，安裝方便，導軌和螺絲兩種方式任選。其具體規(guī)格參數(shù)如表5.1及5.2表5.1 *C3-32R-EPlc規(guī)格參數(shù)表工程規(guī)格絕緣電壓DC 500V 2M以上抗噪聲噪聲電壓1000Vp-p 1uS 脈沖1 分鐘空氣 無腐蝕性、可燃性氣體環(huán)境溫度060環(huán)境濕度 5%95%無凝露通訊口1RS-232，連接上位機、人機界面編程或調試通訊口2RS-232/RS-485，聯(lián)網或連接智能儀表、變頻器等通訊口3BD 板擴展通訊口RS-232C/RS-485通訊口4CANBUS總線通訊口安裝可用M3 的螺絲固定或直接安裝在的導軌上接地第三種接地不可與強電系統(tǒng)公共接地表5.2*C3-32R-

40、E型PLC性能參數(shù)表工程規(guī)格程序執(zhí)行方式循環(huán)掃描方式編程方式指令，梯形圖并用處理速度0.5s停電保持使用FLASHROM用戶程序容量128KI/O點數(shù)總點數(shù)14點24點32點48點輸入點數(shù)8點*0-*714點*0-*1518點*0-*2128點*0-*33輸出點數(shù)6點Y0-Y510點Y0-Y1114點Y0-Y1520點Y0-Y23部線圈*544點：*0-*1037部線圈Y544點：Y0-Y1037部線圈M8768點M0-M2999【M3000-M7999】特殊用M8000-M8767流程S1024點S0-S511【S512-S1023】定時器T點數(shù)640點T0-T99100ms不累計T100-

41、T199100ms累計T200-T29910ms不累計T300-T39910ms累計T400-T4991ms不累計T500-T5991ms累計規(guī)格100ms定時器設置時間0.1-3276.7秒10ms定時器設置時間0.01-327.67秒1ms定時器設置時間0.001-32.767秒計數(shù)器C點數(shù)640點C0-C29916位順計數(shù)器C300-C59932位順倒計數(shù)器C600-C619單相高速計數(shù)器C620-C629雙相高速計時器C630-C639AB相高速計時器規(guī)格16位計數(shù)器設置值K0-3276732位計數(shù)器設置值-2147483648+2147483647數(shù)據(jù)存放器D9024字D0-D399

42、9【D4000-D7999】特殊用D8000-D9023Flashrom存放器2048字FD0-FD1535特殊用FD8000-FD8512擴展部存放器16384字ED0-ED16383高速處理功能高速計數(shù)、脈沖輸出、外部中斷口令保護6位長度ASC自診斷功能上電自檢，監(jiān)控定時器，語法檢查*C3-32R-E型PLC是繼電器輸出型PLC，它具有5個公共端子，因此各公共端塊單元可以驅動不同電源電壓系統(tǒng)例如：AC200V，AC100V，DC24V等的負載。在繼電器輸出線圈與接點之間可編程控制器部電路與外部負載電路之間是電氣絕緣的。另外各公共端塊間煙溫是相互別離的。當輸出繼電器的線圈通電時LED燈亮，輸

43、出接點為ON。從輸出繼電器的線圈通電或切斷，到輸出接點為ON或OFF的響應時間都約是10ms。圖5.3是PLC輸出接線圖圖5.3 PLC輸出接線圖模擬量輸入模塊PLC在工作過程中只能承受和處理數(shù)字信號，但是在控制系統(tǒng)中要對鍋爐的溫度進展監(jiān)控，就必須將熱電偶測得的模擬量信號轉化成PLC可處理的數(shù)字信號，*C-E8AD模擬量擴展模塊就是完成這一工作的設備。它將輸入模擬量與轉換的數(shù)字量關系如圖5.4、圖5.5所示：圖5.4 前四路模數(shù)轉換圖圖5.5 后四路模數(shù)轉換圖*C-E8AD模擬量擴展模塊具有以下特點：1) 14位的高精度模擬輸入2) 8通道模擬量輸入：前4路電壓輸入0-5V、0-10V兩種模式

44、；后4路電流輸入0-20mA、4-20 mA兩種模式3) 作為*C的特殊功能模塊，最多可連接7臺4) 帶PID調節(jié)功能。圖5.6 模擬量輸入模塊*C-E8AD表5.3模擬量輸入模塊*C-E8AD性能規(guī)格工程電壓輸入0CH-3CH電流輸入(4CH-7CH)模擬量輸入圍DC0-5V、0-10VDC0-20mA、4-20mA最大輸入圍18V0-40mA數(shù)字輸出圍14位二進制數(shù)PID輸出值0-k4095分辨率1/1638314Bit綜合準確度0.8%轉換速度20ms/1通道模擬量用電源DC24V10%,1000mA安裝方式可用M3的螺絲固定或直接安裝在DIN-46277寬35mm的導軌上外型尺寸63m

45、m*102mm*73.3mm 電壓、電流信號智能變送器在循環(huán)流化床鍋爐的高溫環(huán)境下，測溫所需要的熱電偶通常是K型熱電偶。由于熱電偶測得溫度的輸出信號是毫伏級的信號，而模擬量擴展模塊承受的是0-10V、4-20mA的信號，所以需要用電壓、電流信號智能變送器進展轉化成符合規(guī)格的標準信號。設備選用STM公司TA1D_V420V_系列。圖5.7 電壓、電流信號智能變送器5.2 控制系統(tǒng)組建PLC輸入輸出端的接線是一項細致的工作，設備與PLC的連接必須符合PLC本身端口的要求，否則會造成設備的損壞，同時又要合理安排電路構造，盡量使得電路清晰、簡潔，便于工作人員操作和日后檢修。 鍋爐啟動過程接線布置表5.

46、4啟動控制設備列表控制設備名稱設備代號數(shù)量位置備注回油調節(jié)閥Y07,Y102油槍供油管路調節(jié)油槍油壓一次風機Y012供一次風，同時動作混合風機Y031提供混合風油槍配風機Y022油槍配風，同時動作點火裝置Y042引燃床料，同時動作熱電偶A4深入風室于800一1000mm測量煙氣溫度熱電偶B4流化床層測量床溫計量式皮帶給煤機Y12,Y13Y14,Y154投運煤風量調節(jié)擋板Y05,Y06預燃室外筒之間風道調節(jié)混合風風量,正反轉鍋爐上水水泵Y00鍋爐上水水位調節(jié)器*03，*041指示鍋爐水位聲光報警信號臺Y111提供報警信號啟動按鈕*001程序開場停頓按鈕*011程序停頓火焰監(jiān)視器*021監(jiān)視火焰圖

47、5.9PLC控制鍋爐啟動接線圖鍋爐停爐過程接線布置表4.1停爐控制設備列表控制設備名稱設備代號備注給煤機Y0Y1Y2Y3逐步減少給煤一次風機Y4床溫降至400時停二次風機Y5床溫降至400時停過熱器出口集箱疏水門Y6負荷降至25%對空排氣門Y7負荷降至25%熱電偶A.B測床溫，測回料器溫度燃燒器Y10在床溫低于800之前投運助燃電除塵器Y11在床溫低于800之前停用J閥風機Y12回料器溫度降至260以下停引風機Y13回料器溫度降至260以下停吹灰設備Y14吹灰石灰石輸送風機Y15負荷降至10%停爐開場*0啟動停爐程序鍋爐負荷調節(jié)器1*1設定鍋爐負荷55%鍋爐負荷調節(jié)器2*2設定鍋爐負荷25%鍋

48、爐負荷調節(jié)器3*3設定鍋爐負荷10%圖5.11 PLC控制鍋爐停爐接線圖第六章 程序設計編程工具使用信捷公司開發(fā)的*CPPro V3.1編程軟件，該軟件是與*C系列PLC配套的專用編程軟件，它符合IEC國際電工委員會制定的IEC1131-3編程語言標準。*CPPro V3.1編程軟件具有梯形圖和指令符兩種編程方式，其中梯形圖編程直觀方便，是大多數(shù)編程人員和維護人員選擇的方式。指令符編程適合熟悉PLC和邏輯編程的有經歷的編程人員。6.1鍋爐啟動過程的程序設計梯形圖語言編程設計命令語言編程0 LD*0-開場啟動2 ORY1-一次風機自鎖3 ANI*1-停頓啟動開關6 ANIY44-報警停頓啟動8

49、OUTY1-開啟一次風機10 LD*0-開場啟動12 OR*4-鍋筒水位調節(jié)器最低點14 ORY0-鍋爐上水水泵自鎖16 ANI*1-停頓啟動開關18 ANIY44-報警停頓啟動20 ANI*3-水位調節(jié)器最高點22 OUTY0-鍋爐上水水泵24 LD*0-開場開關26 OUTT0K50-T0，5秒延遲29 OUTT1K100-T1，10秒延遲32 LDT0-5秒延遲34 ANIY44-報警停頓啟動36 ANI*1-停頓啟動開關38 OUTY2-開啟油槍配風機40 LDT1-10秒延遲42 ANIY44-報警停頓啟動44 ANI*1-停頓啟動開關46 OUTY3-開啟混合風機48 OUTT2K600-T2，1分鐘延遲51 LDT2-1分鐘延遲53 ORY7-油閥供油自鎖55 ANIY41-關閉油槍57 ANIY44-報警停頓啟動59 ANI*1-停頓啟動開關61 OUTY7-油閥供油63 OUTY10-油閥供油65 OUTY4-油槍點火*模擬量輸入模塊溫度模擬量采集*67 LDM8012-1分鐘，時鐘脈沖69 ANIY44-報警停頓啟動71 MOVID100D10-將通道ID100采集到的數(shù)據(jù)存放到D1074 MOVID101D11-將通道ID101采集到的數(shù)據(jù)存放到D1177 MOVID10