基于PLC的生物質顆粒燃燒爐控制系統

楊軻研（大連市科技館,遼寧　大連　116000）

基于PLC的生物質顆粒燃燒爐控制系統

楊軻研
（大連市科技館,遼寧大連116000）

摘要：生物顆粒燃料具有高效節能、熱效率高、低碳環保等特點，廣泛應用于小型爐窯、中小型鍋爐、生產車間取暖、電鍍烘干等行業，具有較高的經濟效益和環保能效。然而一些中小企業在使用過程中為了節省成本，多采用人工投料方式，但此種方式在投放過程中有如下問題：存在安全隱患，可能導致嚴重的人身傷害；溫度難以控制，通常難以保障溫度的持續與恒定；致使燃料總體利用效率不高。本文就自己設計的噴涂車間生物質顆粒燃燒爐的PLC恒溫控制進行論述。

關鍵詞：PLC；生物顆粒燃料；控制原理

1　生物質顆粒燃燒爐的PLC控制原理

此生物顆粒燃燒爐，是一種主要利用生物顆粒為燃料，為工廠等大型鍋爐、烘干設備加熱恒溫的裝置。因為其具有節能環保等特點，因此可廣泛應用于噴涂、鍋爐、取暖等設備上。本文就該系統應用于工廠噴涂車間的烘干設備進行論述。

此套燃燒爐分為加熱爐和PLC控制系統，加熱爐的電機分為送料電機和通風機，送料電機將料斗內的生物顆粒送到燃燒爐內燃燒，通風機將熱量吹入加熱管道。因此選擇PLC驅動變頻器帶動電機運轉，從而通過加熱體內部溫度測定，實時控制送料電機、通風機的轉速，從而達到較精確控制加熱體內部溫度的目的。

加熱爐爐體外形及配件：

（1）自制1米*1米的方形料斗，容量約為1立方米。

（2）自制r=0.5米、h=1.5米的圓形燃燒爐體。（3）OLYMPIA VSC63A5220V點火器。（4）WANSHSIN1.1kw三項異步電動機。

（5）江南特風4kw多翼離心通風機。

PLC控制系統主要配件為：

（1）余姚龍達XMTA-8038溫控器。（2）PT100溫度傳感器。

（3）三菱fX3GA-24MR型PLC。（4）50瓦24V開關電源。（5）威綸通6070IP觸摸屏。

控制原理：生物顆粒燃燒爐啟動后，XMTA-8038溫度控制器采集傳感器溫度，控制PLC的運行狀態，此狀態分為“大火狀態”和“小火狀態”。當溫度控制器采集的溫度低于設定溫度時，溫度控制器輸出數字量“低溫”信號給PLC，PLC程序自動運行“大火狀態”，當溫度控制器采集的溫度高于設定溫度時，溫度控制器不輸出信號，此時PLC采取默認程序，執行“小火狀態”。大火狀態和小火狀態的送料頻率與通風機頻率均可分別設定，繼而經過試運行實時調整，從而維持自動運行時火焰溫度的恒定。

2　控制柜電氣圖紙及PLC實現方式

PLC主電路圖如圖1。

主程序如圖2。

3　試運行結果

對于該套PLC生物質顆粒燃燒爐控制系統進行了30天的涂裝線試運行，每天平均運行8小時，期間進行過70℃和170℃的涂裝產品烘干。經現場調整，設定“大火狀態”采用通風機20Hz頻率與送料電機15Hz頻率；設定“小火狀態”采用通風機15Hz頻率與送料電機8Hz頻率，生物顆粒燃料燃燒得較為充分。

結果：基于PLC的生物質顆粒燃燒爐控制系統在運行過程中，達到預設值溫度的速度較快，達到70℃低溫烘干溫度用時30分鐘左右（環境溫度10℃），達到170度高溫烘干溫度用時為90分鐘左右（環境溫度10℃）。同時經該套系統加熱的涂裝線溫度較為恒定，高溫涂裝溫度控制在163℃-175℃；低溫涂裝溫度控制在68℃-73℃之間，對于涂裝線溫度的控制維持在5%以內的波幅，烘干的產品表面干燥，無起皺、剝落現象，也無油漆集聚現象。

4　結論

基于PLC的生物顆粒燃燒爐控制系統能很好的維持烘干爐內溫度恒定，對于噴涂、電鍍烘干行業有著開創性的作用，同時生物顆粒的使用使機械加工行業有了更加環保節能的選擇，可成為廣泛推廣的新型自動化節能設備。

參考文獻：

[1]曲直.基于PLC的生物質燃料壓縮伺服系統的研究[D].內蒙古農業大學,2012.

[2]郭瑞國.基于PLC的垃圾焚燒爐控制系統的設計[D].河海大學,2006.

[3]戴文儀.生物質顆粒燃料燃燒特性及燃燒動力學實驗研究[D].吉林大學,2008.

作者簡介：楊軻研（1986—），男，遼寧大連人，本科，研究方向:自動化控制。