工業自動化控制技術及其在鍋爐機組中的應用

龍竹林

[摘 要]本文主要分析了工業自動化控制技術及其在鍋爐機組中的應用，針對系統回路當中的燃燒自動控制系統與汽包水位控制系統，進行了深入的研究，進而就其系統功能與框架的構成提出了一些具體的實施策略。最終希望通過本文的分析研究，實現工業自動化控制技術在鍋爐機組當中更加廣泛的應用。

[關鍵詞]工業；自動化控制技術；鍋爐機組；應用

中圖分類號：TK323 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0065-01

近些年來隨著我國經濟水平與科學技術的快速發展，一方面工業自動化控制技術日趨成熟，能夠廣泛的應用于各領域；另一方面鍋爐機組在能源消耗居高不下、環境污染日趨嚴重的形勢下，亟需升級改造。因此將工業自動化控制技術應用于鍋爐機組當中便能夠有效的改善這一問題，開展相關的研究與探索便具有十分重要的意義，應當引起相關從業人員的重視與思考。筆者將就此在下文當中就其所存在的主要問題進行簡要的介紹，并系統的介紹具體的應用方法與策略。

一、系統回路

1、燃燒自動控制系統

在大部分的生產活動當中具體的生產過程均需要進行能源間的轉換，而燃燒這一能源轉換的形式最為普遍，鍋爐機組的燃燒同其所燃燒物質的類別、設備以及鍋爐的構成方式均存在著緊密的關聯性。達成鍋爐燃燒過程的自動化調控，是實現其工業自動化控制的重要方式。其通常體現為下列三個方面：對于主蒸汽的壓力值要確保其盡量恒定，并且依據相應的載負荷要求來自行燃料加減，從而確保其能夠準確的供應給“負荷流量”以充足的壓力需求；對于爐膛當中氧氣含量也要進行充分的供給，從而確保燃料能夠得到充分的燃燒，最大程度的降低燃料的浪費情況，并將對環境的污染降至最低；最后要能夠保障經濟燃燒的需求，確保氧氣含量也不能過多，以減少因尾氣過多而將熱量帶走產生的能量損耗。

2、汽包水位控制系統

汽包水位的狀況能夠反向的體現出鍋爐的實際負荷同水量供給間的平衡狀態，確保汽包水位的合理性是保障鍋爐與汽輪機安全運轉的必備條件。若水位超過標準值，便會致使汽水分離裝置無法正常運轉，若水位低于標準值則會致使汽包水當中的水量降低，一旦其中負荷較大時，水分含量便會迅速汽化，并最終有可能會致使鍋爐損毀或爆炸。

二、系統功能

在鍋爐自動控制系統當中，大致包括下列幾個模塊：

第一，對于鍋爐的檢測運行與計算處理。其所檢測的內容在壓力方面通常涵蓋了：汽包、補水、爐膛等三方面；在溫度檢測內容當中主要包括了：補水、蒸汽、爐膛與排煙等四方面的內容；同時還涵蓋了蒸汽與補水流量、煙氣的含氧量等相關內容。在對其進行計算處理時所包含的主要內容主要有：鍋爐燃煤的流量循環、其補水的累積量、給水的累積量、單次班組的煤炭消耗量、單日的煤炭燃燒消耗量、以及鍋爐的熱效率等相關計算內容。

第二，對于鍋爐自動控制系統的調節。可依據爐膛的實際溫度、壓力、煙氣當中的氧氣含量、蒸汽壓力實時監測數據以及鼓風機的轉速調節、引風機的運轉速度、爐渣排除速率等。

第三，實時顯示模塊。通過實時的數據顯示來表明鍋爐的實際運轉數據情況、所運行的具體流程、數據變化趨勢以及預警監測與內容提示等。

第四，管理功能模塊。能夠對于各個班次的交接情況進行準確、清晰的記錄，對其鍋爐運轉的起止時間能夠進行自動化記錄，對其實際運行的時間做到準確無誤，同時能夠將相應的預警監測信息進行詳細記錄并匯總處理。

三、框架構成

鍋爐自動控制系統其實際構成可分為四個層面：即為表現層、邏輯處理層、服務層與控制層。

第一，在表現層當中較為密集的控制系統展示界面，主要利用了完成系統當中對于核心技術數據內容與參數的設置，實現對于設備運行狀況的監測與控制，從而達到對于參數與狀態運行狀況的數據顯示，以及對于以往所積累的歷史數據的查閱，將數據通過表格的形式體現出來，并能夠將其進行表格打印，同時也具備了一定的系統預警與危險提醒、處理等作用。此層面通常由工業化自動控制鍋爐機組、相應的應用操作程序等構成。

第二，在邏輯處理層中需要對于服務進行適當的管理，根據相應的激活因素，進行實時動態化的加減各類服務與應用，并且能夠在服務層與數據層的基礎之上，達成相應的邏輯控制。通常運用各類控制動作命令、動態的數據內容與邏輯處理等相應的關聯內容來實現連鎖表現，并達到對于算法控制的完成以及特殊狀況的實時處理等功能。此層次的內容是對于服務層的內容依據一定的運算邏輯進行調整。

第三，在服務層當中主要包含了ControlKit原子控制組件，以及基于AppKit的原子服務組件等，能夠給予邏輯處理層創造出控制原子的基礎條件。服務層內容在系統當中的邏輯層，對于控制層進行訪問時發揮著橋梁連接的作用。服務層當中的內容對于控制層的各類控制性命令要求進行調節，能夠達成各項具體的控制服務，從而以保障對于各類不同業務內容的需求供應。此層次的內容可通過編程邏輯控制器當中的開關量部件、模擬量部件、職能調節儀器、頻率變換器以及PLC等應用程序所構成。

第四，此層面一般通常是用來對服務處理內容進行控制，通過相應的動作執行與數據檢測來實行具體的控制操作。通常由斷路器部件、交流接觸部件、壓力變送部件、電動開關部件以及模擬信號隔離等相關的分配器部件構成。

結束語

通過將工業自動化控制技術應用于鍋爐機組當中，能夠實現對其全面可控的自動化控制，具有功能全面、可靠性強、易于維護，能夠顯著的改善操作人員的工作條件，同時還能夠極大的降低能源損耗，具備極大的市場開拓空間與發展前景，不但能夠通過自動化控制技術達到安全生產的目的，同時也能夠減少煤炭燃燒、降低污染物排放量，更的符合環保要求。總而言之，在鍋爐機組當中應用工業化的自動控制技術是其發展的必然趨勢，也希望通過本文的研究，能夠為相關的企業提供一些參考、借鑒。

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