淺談NTFB1000—W 燃?xì)鉄崴仩t控制系統(tǒng)

牛剛

摘要：烏魯木齊2012年實(shí)施的“煤改氣”工程以來(lái)，我單位按照市政府統(tǒng)一安排，對(duì)現(xiàn)有燃煤鍋爐進(jìn)行天然氣改造?，F(xiàn)就對(duì)我單位使用的主要燃?xì)鉄崴仩t控制系統(tǒng)做一介紹。

關(guān)鍵詞：燃燒器管理系統(tǒng)和；燃燒控制系統(tǒng)；實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)；CCS顯示與操作

1.概述

NTFB—1000 控制系統(tǒng)是一個(gè)在線過(guò)程控制系統(tǒng)，它適用于 4t/h—100t/h熱水或蒸汽鍋爐及其它工業(yè)過(guò)程的控制與檢測(cè)。具有自動(dòng)快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、邏輯判斷、精確計(jì)算等處理功能，實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行等生產(chǎn)過(guò)程中所需的各種控制和運(yùn)算處理，并可隨時(shí)根據(jù)生產(chǎn)要求來(lái)修改調(diào)節(jié)參數(shù)以達(dá)到鍋爐系統(tǒng)低排放、高效率、安全穩(wěn)定等最佳的控制效果。

NTFB—1000 控制系統(tǒng)以 PLC 為主控制器，構(gòu)成直接控制工業(yè)鍋爐的閉環(huán)系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，通過(guò)PID運(yùn)算，對(duì)熱水鍋爐，輸出模擬量信號(hào)到引風(fēng)、送風(fēng)、燃料等調(diào)節(jié)閥或變頻等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)行爐膛負(fù)壓、出口水溫燃燒控制等。系統(tǒng)配有PLC觸摸式LCD人機(jī)界面，匯集和顯示有關(guān)的運(yùn)行信息，操作人員通過(guò)查詢、切換、輸入等操作，可對(duì)鍋爐的運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)視、參數(shù)設(shè)置和控制；系統(tǒng)還可通過(guò)通訊方式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和打印。

2.系統(tǒng)工作原理和硬件結(jié)構(gòu)

2.1工作原理

NTFB—1000 控制系統(tǒng)主要由BMS燃燒器管理系統(tǒng)和CCS燃燒控制系統(tǒng)組成。

BMS 燃燒器管理系統(tǒng)采用 Allen-Bradley Micrologix1400 可編程控制器。系統(tǒng)具有程控、火焰掃描、顯示功能，主要執(zhí)行吹掃、點(diǎn)火、燃燒自動(dòng)輸出、火焰檢測(cè)和安全控制等過(guò)程。控制系統(tǒng)這部分主要接受開(kāi)關(guān)量與模擬量傳感器，并適時(shí)發(fā)出開(kāi)關(guān)量與模擬量信號(hào)命令。

CCS 燃燒控制系統(tǒng)采用Allen-Bradley CompactLogix1769-L35E 可編程控制器?，F(xiàn)場(chǎng)0-20mA DC或4-20mA DC 或0-5V DC 的模擬量信號(hào)，輸入PLC，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后以實(shí)際工程量屏幕顯示出口水溫等影響工業(yè)鍋爐運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性的主要參數(shù)以及送風(fēng)和燃?xì)獾葓?zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信號(hào)，這些信號(hào)用來(lái)控制、監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)量累積核算等。

2.2硬件結(jié)構(gòu)及配置

2.2.1 BMS 結(jié)構(gòu)

BMS 硬件主要由 ROCKWELL 公司的 Allen-Bradley處理器模件（Micrologix1400）組成。

（1）Micrologix1400

PLC為可編程邏輯控制器，是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，由于它擁有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，特別是它適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力和它的高可靠性，使它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

（2）AIC+高級(jí)接口轉(zhuǎn)換模塊（1761-NET-AIC ）

AIC+是一個(gè)帶隔離的 RS-232到 RS-485電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，支持串行通訊，半雙工，多點(diǎn)通訊協(xié)議，例如：

● DH-485 協(xié)議

● DF1 半雙工主/從協(xié)議

● Modbus RTU 協(xié)議

（3）人機(jī)接口模件

采用工業(yè)級(jí)彩色觸屏式平板電腦作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的人機(jī)界面。人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來(lái)處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時(shí)可能變化信息的多功能顯示屏幕。它能夠明確的指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變得簡(jiǎn)單生動(dòng)，并且可以減少操作上的失誤，能很輕松的操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。

2.2.2 CCS 硬件配置

CCS 硬件主要由ROCKWELL 公司的 Allen-Bradley 處理器模件 （CompactLogix1769-L35E）組成。

（1） CompactLogix1769-L35E

主要負(fù)責(zé)數(shù)字量的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)行（控制），數(shù)據(jù)高速公路通訊管理和過(guò)程輸入/輸出掃描。具有很高的總體工作效率和可靠性。 PLC使用I/O處理系統(tǒng)采集的過(guò)程信息來(lái)完成模擬控制和數(shù)字控制。

（2）AIC+高級(jí)接口轉(zhuǎn)換模塊

AIC+是一個(gè)帶隔離的 RS-232 到 RS-485 電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，支持串行通訊，半雙工，多點(diǎn)通訊協(xié)議，例如：

● DH-485 協(xié)議

● DF1 半雙工主/從協(xié)議

● Modbus RTU 協(xié)議

（3）人機(jī)接口模件

采用工業(yè)級(jí)彩色觸屏式平板電腦作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的人機(jī)界面。

主要完成面向過(guò)程的全部監(jiān)視、控制和記錄功能。包括燃燒器及其輔機(jī)和一次儀表等運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控及聯(lián)鎖保護(hù)等功能。

2.2.3 Rockwell RSLogix5000 編程組態(tài)軟件

2.2.4 Allen-Bradley PanelView Plus 1000觸摸屏

3.主要功能與控制原理

3.1 BMS燃燒器管理系統(tǒng)

3.1.1主要功能

①具有爐膛自動(dòng)吹掃程序，并具有爐膛火焰自動(dòng)檢測(cè)功能；②燃燒自動(dòng)點(diǎn)火順序控制，并具有點(diǎn)火失敗保護(hù)功能；③ 具有燃燒的安全運(yùn)行聯(lián)鎖保護(hù)程序；④ 具有燃燒的熄火保護(hù)程序；⑤燃燒器故障報(bào)警，能自動(dòng)停機(jī)，需手動(dòng)復(fù)位；⑥ 燃?xì)鈮毫Τ?、超低?bào)警，并能自動(dòng)停機(jī)；⑦具有模擬運(yùn)行功能 。

3.1.2燃燒自動(dòng)點(diǎn)火順序控制流程

①主燃?xì)忾y檢漏。② 前吹掃。③ 系統(tǒng)吹掃完畢后，燃燒器進(jìn)入點(diǎn)火程序，點(diǎn)火子程序?yàn)椋?電子打火→點(diǎn)輔火→點(diǎn)主火→火焰控制。④當(dāng)系統(tǒng)點(diǎn)火成功后，燃燒器進(jìn)入火焰調(diào)節(jié)。⑤聯(lián)鎖程序。 ⑥停爐程序。

3.2實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)功能

出口水溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)：出口水溫調(diào)節(jié)回路包括燃燒量調(diào)節(jié)及送風(fēng)量調(diào)節(jié)回路。當(dāng)鍋爐出口水溫變化時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)改變?nèi)紵亢退惋L(fēng)量，從而將鍋爐出口水溫控制在額定值。

3.3CCS 顯示與操作

CCS 有以下畫(huà)面進(jìn)行顯示畫(huà)面：①[ CCS] 鍋爐全貌顯示圖。②吹掃啟停回路。③報(bào)警記錄。④報(bào)警歷史記錄。⑤燃燒自動(dòng)回路圖。⑥趨勢(shì)圖。⑦曲線設(shè)置。⑧量程設(shè)置。⑨參數(shù)設(shè)置。

主要實(shí)現(xiàn)以下功能：①鍋爐運(yùn)行檢測(cè)。②PID 控制參數(shù)設(shè)置。③測(cè)點(diǎn)位置表與量程設(shè)置。④報(bào)警實(shí)時(shí)狀態(tài)與報(bào)警參數(shù)修改。

3.4報(bào)警與自動(dòng)聯(lián)鎖

采用屏幕顯示和喇叭方式，系統(tǒng)發(fā)出異常警告，若鍋爐至危險(xiǎn)狀態(tài)系統(tǒng)自動(dòng)停爐。

參考文獻(xiàn)：

[1]諾特飛博燃燒器用戶手冊(cè)，2012