中小型供暖锅炉自动控制系统

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of t}le hardware for the heating boiler contml and system
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function of the Key
words:Con昀l
system;Inverter;Headng boiler

引言
温度 巍薹 随塞
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图2锅炉系统控制原理图 该控制系统的工作方式有自动运行方式和手动运行方式两 种。在手动运行时,系统主要起数据采集和监视作用,主机通过 数据采集卡采集温度、压力、流量、负压、电机电流、风压等数据, 经修正后在屏幕上用画面显示出来。当所采集的数据不正常 时,系统将发出声光报警。自动运行时,系统除了具有与手动运 行方式相同的数据采集和监视功能外,还具有控制功能,它根据 采集数据和设定数据计算出控制量,然后通过RS485通讯卡和 RS485通讯模块将控制量传到变频器上,对变频器进行调节。 自动运行时。2J,系统可以自动把手动运行时的最佳参数值(鼓风 电机转速、引风电机转速、炉膛负压、风煤配比)记录下来。若出 水温度设定值发生变化,系统将自动调节鼓风机、引风机和炉排 电机的转速以及锅炉燃烧状况。图2是该控制系统自动运行方 式下的控制原理图。其中Kl为比例系数,K2为风煤比系数,K2 是根据煤质的好坏人工设置的。当煤质发生变化时K2的改变 使系统将自动投入适应能力大大提高。 图3主程序流程图
号、消除报警开关信号等。采样周期也是300衄。控制系统如
图2所示: 该控制系统的被控对象是鼓风机、引风机、炉排电机,每一
收稿日期:2004—0l—05
台电机由一台knze变频器驱动。IJenze变频器支持RS485通
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《自动化技术与应用》2004年第23卷第6期
பைடு நூலகம்
经验交流
Technic刮C0mmunicatiOn
图4中断处理子程序流程图 在历史曲线页面中可以显示一定时间(10天、1天、8小时、1 小时、30分钟、lO分钟、5分钟)内的锅炉出水温度。

系统特点
信息实时性强,自动化程度高,可靠性好,应用本系统后,锅
炉供暖系统的绝大多数信息的读取实现了数字化。通过二次仪 表和工控机,工人在控制室就能完全获得系统运行转的实时情 况。从而大大降低了工人的工作强度,最大程度上避免了故障 的发生。 (下转第83页)
和输出开关量;控制部分主要是通过RS485通讯模块控制IJe哦
变频器输出来实现控制功能。配合采集数据和控制的速度,一 台工控机控制2台锅炉。锅炉控制系统硬件包括一台PⅡ336 研华工控机、一块32路模拟量数据采集卡(刖DcaId)、一块18路 开关量采集卡、一块18路模拟量数据采集卡(刖Dcard)、一块温 度信号处理卡、一块开关信号接线板、一块RS485通讯卡、6个 485通讯模块和6台Lenze变频器。
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3.2过负荷保护误动作
在调试中,发现的另一个问题是电动机空载运行时,一切正 常,当打开风门逐渐增加负荷至85%左右额定负荷时,电动机 的“过负荷”保护动作跳闸。 检查过负荷用电流继电器的整定值,是设计给定的3A,没 有发生变化,就是说,电流继电器中确定流过了3A以上的电流, 相当于一次电流240A,而当时实际的负荷仅140A,为何会误动 作? 从图3中,我们知道,过负荷采用两相三继电器保护方式, KA2、KA3中流过的分别是A相、c相电流,KA4中流过的是A、 C两相电流的矢量和,即14=Ia十Ic。
接。C、D短接后,直流电源从+一插头一pc—cLK常闭一HC
合闸线圈一QFl常闭一插头一一电源构成回路,使电动机合闸 起动,合闸后虽然QFl常闭点断开,但真空开关已处于合闸位 置,只有待人工按sB2停机按钮,才能停下来。 更换破损导线并固定好后,故障排除。从此例故障看出,检

修工作中导线不固定好,也会造成严重后果。如果操作工人没 有马上发现电动机自行起动,就会造成重要设备损坏的严重后 果。 正常接线时,14=Ia+Ic=一Ib,相当于B相电流。实际检
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中小型供暖锅炉自动控制系统
娄志清1,刘泊2
(1.黑龙江工商职业技术学院,黑龙江哈尔滨 150080;2.哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨 150080)
摘要:本文介绍了中上型供暖锅炉监控系统的硬件结构及工作原理和控制策略,着重说明了该系统的软件功能。 关键词:控制系统;变频器;供暖锅炉
查电流互感器的二次接线,发现是c相的TA3c二次线Kl、磁
接反,造成配Ⅵ电流继电器中流过的电流变成14’=Ia—Ic。 从图3中矢量图分析可知,此时14’=Ia—Ic因为电动机正 常时,三相电流平衡,大小基本相等设Ia=Ic,那么
14’=3Ia=3IA/IlL=3×140÷80=3.03A
4结语
2500kw的主风机电动机于1998年安装调试好后,运行一 直正常。我们从电气继电保护的角度对一些错误的接线作了改 正,消除了隐患,保证了机组的正常运行。继电保护工作要细 心、检修要文明施工,才能消除隐患,实现安全、平稳、长周期运 行。
systeIn.
B∥
Business Profession Tec}lIlolog)r CoⅡege,Harbin 150080,C|lina;
2.Harbin Umversity 0f Science aIld TechnoIogy,Harbin
150080,Cllina) it,s叫nciple,and
能源等,本文所介绍的中小型供暖锅炉自动监控系统已用于齐
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2系统构成及控制策略
该供暖锅炉监控系统的结构如图1所示。 本系统由数据采集显示(监视)和控制两部分构成。1J。监视 部分用PC璩13、PC璩18数据采集卡采集模拟量,用PCIJ818采集 模拟量数据采集卡用于将模拟信号转换成12位数字信号。 所需采集的模拟信号包括锅炉出水温度、锅炉出水压力、锅炉出 水流量、炉膛温度、炉膛负压、锅炉排烟温度、锅炉热风温度、室 外温度,每一路信号占用数据卡的一个模拟通道,同时采集,互 不干扰。采样周期为300rns。 开关量采集卡用于采集开关量信号。所采集的开关量信号 包括手动/自动切换信号、连锁开关信号、手动/自动温度设定信
6参考文献:
[1]何克忠.微机控制系统[M].北京:清华大学出版社,1998
[2]贺平,孙刚.供热工程[M].北京:中国建筑出版社,1996
[3]西安冶金建筑学院,同济大学.热工测量与自动调节[M].北
京:中国建筑出版,1983 作者简介:娄志清(1972一)讲师、在读研究生、研究方向:自动测试计量计术。
3系统软件功能
监控系统软件是在组态软件组态王(k诹view)基础上开发
的。3 o,它能完成实时数据监视、历史曲线分析、历史报表与实时 报表、硬件检测、各路数据修正、控制曲线分析、实时控制、自动 声光报警和报警记录分析等功能。期望温度值随室外温度值的 变化自动设定。期望出水温度值与实际出水温度的差作为控制 输入量。小锅炉的出水温度设定值。可随时修改。 锅炉引风机电机转速、鼓风电机转速、炉排电机转速、引风 电机电流、鼓风电机电流和炉膛负压等曲线,可随时显示。在报 警窗口页面中,锅炉号、报警内容(压力、温度、流量报警)、报警
讯,因此可通过RS485通讯来设定变频器的工作状况,从而控制 电机的工作状况。一台工控机控制2台锅炉,也就是控制6台
限、当前报警值、报警时间。报警限重新设置报警限,即设置出 水压力高限、出水压力高高限、出水温度高限、出水温度高高限、 出水流量低限和水流量低低限。并故障检测。
变频器,这6台变频器通过Poll堍方式与主机进行通讯。
目前,大多数供暖用锅炉的设计,管理和使用还处于七八十
年代水平:炉温不高,燃烧不充分,控制与使用自动化程度不高。
这样不仅在管理上和运转上浪费大量人力物力,而且还为安全 生产带来隐患。中小型供暖锅炉自动控制系统正是为了实现对 锅炉系统的全方位控制和生产流程的优化进行而设计的。它的 设计规模主要是面向中小型供暖锅炉。
齐哈尔铁路分局供暖锅炉。该系统投入使用前,分水器出水温
度平常为60℃左右,热交换率在60%左右。该系统投入使用 后,分水器出水温度达到80℃一85℃,热交换率能达到70%多,
一天内能节省4—5吨煤,热效率大大提高。可见它节能效果是 相当显著的,而且它运行安全可靠,很有推广价值。
5经济效益
通过炉温提升功能的实现,可以提高锅炉运行效率,保障供 暖任务的顺利完成。同时随着炉温的提升,煤炭燃烧更加充分, 而且可以减少其他相关设备的使用。通过上位机软件对历史数 据分析,方便制订合更理的供暖计提,提升设备的利用率,节约
此值已大于KA4的动作电流。 由此可知,是电流互感器TA3c的二次线接反引起过负荷保 护误动作,更改接线后,故障排除。
作者简介:马志锋(1974一),男,广东广州人,现任广东火电工程总公司电气专
责工程师,研究方向:电厂自动化。
(上接第80页) 由于可编程程序控制器和自动阀门的搭配使用,是系统的 自动化程度大大提高,当某些参数变化时,系统能自动分析,并 按预定程序作出相关的控制。以上动作都不需要人工参与,系 统的可靠性大大增加,锅炉的自动化运行程度大提高。
3.3电动机停机后,自行起动
电动机设置了低电压保护,是为了确保电网失电后,主风机 电动机能可靠的断开电源,防止电网恢复正常后,电动机又自行 再起动。电动机正常停机后,没有按开机按钮,不应起动。 在调试中发现,有一次人工停机后,电动机马上又自行起 动,操作工立即再一次按停机按钮sB2,电动机才停下来。 检查分析后,判断不是低电压保护问题,因为当时电网运行 正常,没有出现失压现象,低电压监测部分也工作正常,怀疑是 起动线路有故障。 经仔细查找,发现是小车式高压真空开关的cLK行程开关 上的引线,由于大修后没固定好,真空开关的机械部分动作时, 将图l中c、D两点导线压破后都与铁板接触,相当于接地且短