淺談PlC技術在鍋爐電控系統中的應用

武進同（中煤新集能源股份有限公司劉莊煤礦，安徽阜陽，236232）

淺談PlC技術在鍋爐電控系統中的應用

武進同
（中煤新集能源股份有限公司劉莊煤礦，安徽阜陽，236232）

鍋爐是煤礦建設和生產過程中重要的設備，運行的好與壞關系到煤礦的安全生產的經濟效益，因此，一個比較完善、操作方便的控制系統對其運行的過程進行監控便顯得十分重要，也是保障鍋爐安全可靠運行的最佳途徑。本文提出PLC在鍋爐電控系統中的應用，設計了基于PLC技術的電控系統控制電路。

PLC 技術；鍋爐；電控技術

1 PLC技術的發展概況

PLC（可編程序控制器）是專為工業現場使用的計算機，由于其處理開關量大，且不改變外部接線，只改變程序就可完成控制系統的修改。省時、省力，編程容易，操作簡單，同時PLC具有體積小，功耗低，性價比高，可靠性高，抗干擾能力強，故障率低 ，維護簡單，自動化、集成化程度高，能夠完成較復雜的邏輯運算。

隨著科學技術的發展，PLC的功能不斷增強，許多PLC不但可以實現邏輯、順序、定時、計數等控制功能，而且還能進行數學運算、數據處理、模擬量調節、系統監控、聯網與通訊等工作。

2 PLC技術在鍋爐控制中的應用

2.1 鍋爐運行電控系統的組成

（1）工藝參數，由于PLC編程方便，靈活和功能完善，將其用于工藝流程控制時。并非僅將原繼電器控制系統中的開關量簡單地用于PLC的邏輯關系替代，而是采用了多重聯鎖和可靠的檢驗，構成功能完善的監視與控制系統，以保證鍋爐運行的工藝流程控制與聯鎖的高可靠性，且便于操作和進行故障診斷處理。

（2）運行控制，鍋爐運行控制使用起保停電路的順序控制梯形圖。

以初始步M0.0為例，M0.3是它的前級步，T1的常開觸點接通是兩者之間的轉換條件，所以應將M0.3和T1的常開觸點串聯，作為M0.0的起動電路。PLC開始運行時應將M0.0置為在1，否則系統無法工作，故將僅在第一個掃描周期接通的SM0.1的常開觸點與上述串聯電路并聯，M0.1為1時M0.0的線圈“斷電”，初始步變為不活動步。

當控制M0.0的起保停電路起動電路接通后，M0.0的常閉觸點使M0.3的線圈斷電，在下一個的掃描周期，因為后者的常開觸點斷開，使M0.0的起動電路斷開，由此可知起保停電路的起動電路接通的時間只有一個掃描周期。因此必須使用有記憶功能的電路來控制代表步的存儲器位。

（3）監視系統，鍋爐運行時通過上位機監視鍋爐各項參數是否正常，最主要的是對鍋爐水位及壓力監視，連續變化的模擬量首先被測量元件（傳感器）和變送器轉換為標準量程的直流電流信號或直流電壓信號，例如4-20MA和0-10V信號，PLC用模擬量輸入模塊中A/D轉換器將它們轉化為數字量。實現鍋爐自動控制，為了保證鍋爐的高度安全性，監視系統一般具有以下特性：1.當鍋爐水位極高、極低及超壓時，在壓力變送器通過PLC將模擬量信號轉變為數字信號，使上位機顯示光報警信號及聲音報警信號并自動停爐。2.當鍋爐電氣系統出現故障時，通過PLC在上位機上能監視到顯示報警的信號并及時停爐。3.具有實時監視鍋爐其它參數的功能。

（4）安全系統，在鍋爐運行中，安全運行是最為重要的，一般來說影響鍋爐安全運行最主要的有三種形式：1.水是鍋爐運行中最主要的因素，如果鍋爐缺水，將會使鍋爐爆管，甚至爆炸，而PLC通過控制能夠使司爐工在上位機上監視鍋爐的水位，使鍋爐不至于缺水，假如水位很低，也能發出聲光報警，使司爐工及時給鍋爐加水。2.壓力是鍋爐安全運行中又一主要的因素，如果鍋爐超壓，將會使鍋爐爆炸，而通過PLC控制能使司爐工在上位機上實時監視鍋爐壓力，不至于使鍋爐超壓，假如壓力過高，操作臺也能發出聲光報警，提醒司爐工立即停爐。3.鍋爐電氣出現故障，將會使鍋爐停止運行，只有故障排除后，才能安全運行，保證了電氣設備不會帶“病”工作。

2.2 基于PLC的控制電路設計

基于PLC技術的鍋爐電控系統控制電路組成結構如圖1所示。

主控PLC電路，啟動柜與電動機控制電路，檢測與顯示電路等。當司機巡視檢查鍋爐各項參數都正常后，轉換開關轉換到自動位置，從鍋爐控制窗口單擊啟動預告，巡視現場設備，分別按下爐排、鼓風機、引風機就地按鈕箱上的“允許啟動”按鈕，單擊啟動按鈕，系統自動按連鎖順序啟動設備，停止鍋爐，單擊停止按鈕，系統自動按照連鎖順序停止設備，當出現水位極低、超壓及電氣故障時，鍋爐將自動停止運行。

2.3 系統設計

在系統設計方面，除滿足繼電器與PLC控制連接，超壓、水位極低、電氣故障等常規的內容外，在軟件設計時還采取了一些特殊的措施，使系統的保護功能更加完善。

2.4 通訊方式

上位機和下位機之間采用適用于分散型控制系統的PROFIBUS-DP通訊，該通訊方式具有快速的通訊響應時間，數據傳輸率可達到為12mbit/s，傳輸媒介采用西門子專用電纜，具有較高的抗干擾性能。

3 結束語

將可編程序控制器引入鍋爐電控系統，已在許多大型電廠鍋爐中獲得成功，實際應用時， 考慮鍋爐工作環境和工作性質的特殊性，應以穩定性和可靠性為主，不但可以加強系統的控制功能，加強對系統故障的判斷能力，而在現有系統的基礎上進一步擴充網絡功能和基于先進策略的控制技術，將是鍋爐電控系統的發展方向。

[1]郝廣發等.維修電工技師培訓教材[M].機械工業出版社.

[2]廖常初.S7-200PLC編程及應用[M].機械工業出版社.

[3]廖常初.S7-300/400PLC應用技術[M].機械工業出版社.

Introduction to PlC technology in the application of the electric control system of boiler

Wu Jintong
（China coal xinji energy co., LTD Liuzhuang coal mine，Fuyang Anhui, 236232）

The boiler is important in the process of coal mine construction and production equipment, running is good or bad relationship to the economic benefits of coal mine safety in production, therefore, a more perfect, and convenient operation, the control system to monitor its operation process it becomes very important, also is the best way to ensure safe and reliable operation of the boiler. The application of PLC in electric control system of boiler is presented, and the control circuit of electronic control system based on PLC technology is designed.

PLC technology; Boiler; Electric control technology