房峰 秦真強 張海武

山東齊都藥業(yè)有限公司 山東臨淄 255400

1 煤粉鍋爐的自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵控制

1.1 吹掃程序

合理地執(zhí)行吹掃程序的目的是將殘留的可燃物質(zhì)（煤粉、燃?xì)猓┻M(jìn)行置換，最大限度的避免鍋爐啟動過程中的“爆燃”事故。

（1）吹掃程序是根據(jù)鍋爐爐膛的負(fù)壓完成風(fēng)機風(fēng)量的配比。爐膛的負(fù)壓利用差壓變送器完成數(shù)據(jù)的采集與顯示。

（2）風(fēng)機系統(tǒng)采用集控自動/手動、就地（按鈕/控制面板）三種控制方式實現(xiàn)變頻操作。集控自動采用PID 閉環(huán)控制方式，集控手動實現(xiàn)遠(yuǎn)程一鍵啟停；就地操作方式利用按鈕或面板控制變頻器的運行。

（3）頻率、電流反饋：利用變頻器的模擬量輸出功能完成上位機的顯示功能。

1.2 給水控制系統(tǒng)

給水系統(tǒng)的動力來源于注水泵、除氧泵，是利用注水泵將除氧后的合格水（軟化水或除鹽水）注入鍋筒滿足鍋爐使用的最低水位，避免因鍋爐缺水造成“爆管”事故。

（1）鍋筒的水位檢測裝置有雙色水位計、電接點水位計、平衡容器液位計。

（2）電接點水位計的原理是利用水的導(dǎo)電性在有水或無水的狀況下使兩個接點間導(dǎo)通或斷開，將開關(guān)量信號傳給遠(yuǎn)程儀表，根據(jù)儀表的功能實現(xiàn)就地顯示及報警、連鎖保護功能[1]。

（3）平衡容器液位計利用智能差壓變送器儀表采集4-20mA的模擬量電流信號，完成PID 閉環(huán)控制，實現(xiàn)鍋爐的水位、報警、連鎖保護功能。

而片豬肉激光灼刻標(biāo)識技術(shù)是利用激光在片豬肉表皮上灼刻動物檢驗檢疫章、肉品品質(zhì)檢驗合格章、片豬肉對應(yīng)授權(quán)碼等標(biāo)識信息。以清晰有效、不可擦除的標(biāo)識信息為載體，為豬肉產(chǎn)品的安全可查詢、可追溯提供理想的信息鏈基礎(chǔ)。汪宗星向記者介紹到：“此技術(shù)利用激光束瞬時高速劃過片豬肉表皮，產(chǎn)生局部高溫物理燒灼，激光束所過之處，表層物質(zhì)瞬間氣化，灼刻出需要的標(biāo)識信息。整個灼刻過程無任何添加物質(zhì)，不會對豬肉及周邊環(huán)境造成任何的污染。而消費者可在豬肉上清楚地看到檢疫合格字樣以及檢疫具體時間?！?/p>

（4）除氧泵實現(xiàn)集控自動/手動、就地三種控制方式，實現(xiàn)工頻操作。集控自動采用PID 閉環(huán)控制方式；集控手動實現(xiàn)遠(yuǎn)程一鍵啟停；就地方式利用按鈕、接觸器、互鎖方式實現(xiàn)電機啟、停運行。除氧泵補水時根據(jù)除氧器及排煙溫度等參數(shù)手動設(shè)定蒸氣比例閥的開度，確保除氧效果。

（5）注水泵采用集控自動、集控手動、就地（按鈕/控制面板）三種控制方式，實現(xiàn)變頻操作。集控自動采用PID 閉環(huán)控制方式；集控手動實現(xiàn)遠(yuǎn)程一鍵啟停；就地方式利用按鈕或面板控制變頻器的運行[2]。

1.3 燃燒控制系統(tǒng)

燃燒控制系統(tǒng)為鍋爐運行的核心，完成鍋爐的啟停、監(jiān)測、故障報警等功能。

（1）負(fù)荷給定：控制風(fēng)門開度及供粉的頻率。

（2）燃燒點火控制：遠(yuǎn)程一鍵啟動完成鍋爐燃燒啟動命令，依次控制雙擊電磁閥、點火高壓包動作、火焰檢測器（離子探針）檢測火焰、燃?xì)膺\行，風(fēng)門檢測、一次風(fēng)機啟動、供粉啟動、紅外檢測、燃煤運行等流程。通過燃?xì)猓海┻\行正?；蚬收享樞蛲瓿牲c火程序。

1.4 煤粉儲供系統(tǒng)

（1）供粉系統(tǒng)控制器接收燃燒控制器的供粉啟動信號，控制給料機變頻運行，根據(jù)負(fù)荷及變頻器上下限調(diào)整頻率的大小。

（2）煤粉儲存系統(tǒng)的溫度、料位、噴吹狀態(tài)信號實時監(jiān)測，反饋模擬量信號給人機界面顯示或開關(guān)量輸出控制電磁閥或除塵設(shè)施的正常啟動[3]。

1.5 熱工測量儀表控制系統(tǒng)

鍋爐參數(shù)測量主要是針對熱工參數(shù)的測量，包括溫度（熱電阻、熱電偶）、壓力（電接點壓力表、智能差壓變送器）、流量（渦街流量計、孔板、噴嘴、文氏里管等節(jié)流變壓降式流量計）、液位（浮球式、磁力翻版式、電容式）、料位（阻旋式、電容式、超聲波式）、煙氣含氧量分析（氧化鋯）等[3]。它是控制系統(tǒng)的“感覺”環(huán)節(jié)，將現(xiàn)場連續(xù)變化的物理量變送成4-20mA 的模擬量電信號傳輸給控制器，以顯示實際數(shù)值。

2 煤粉鍋爐自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)成與關(guān)聯(lián)

2.1 硬件部分

采用西門子系列S7-200CN、S7-200SMART、S7-300、S7-1200 等硬件選型，主要完成數(shù)據(jù)的集中采集、控制和管理任務(wù)。

2.2 軟件部分

STEP7-Micro/WINV4.0、STEP7-Micro/WINSMART、Simatic Manager、博途等程序編程軟件及Wincc 組態(tài)軟件。

2.3 人機界面

（Human Machine Interface，HMI）采用WinCC flexible 組態(tài)軟件，最大的作用就是架起操作人員和機器之間的橋梁，除了能替代和節(jié)省大量的I/O 點外，還能完成各種各樣的參數(shù)設(shè)定、畫面顯示、數(shù)據(jù)處理的任務(wù)。

2.4 觸摸屏

實現(xiàn)參與過程控制的功能需要經(jīng)過組態(tài)與運行兩個階段。組態(tài)階段：首先用通訊將觸摸屏與計算機在組態(tài)軟件中創(chuàng)建含有按鈕、圖形、文字等信息的畫面，然后將組態(tài)好的項目下載到PLC 中的CPU 中。運行階段：用電纜將觸摸屏與PLC 相連接，完成運行。

2.5 HMI 與PLC 的聯(lián)系

HMI 的生產(chǎn)廠家配置了相應(yīng)的組態(tài)軟件，實際使用時，首先在裝有組態(tài)軟件的PC 機中對HMI 進(jìn)行組態(tài)。組態(tài)包括畫面設(shè)計、表格設(shè)計、報警功能設(shè)計等。各種畫面和表格中設(shè)置有PLC 控制系統(tǒng)中所需要設(shè)定的輸入?yún)?shù)、操作元素，也有實時顯示的輸出參數(shù)，建立HMI 和PLC 之間交換數(shù)據(jù)所使用的變量表。

2.6 通信接口

串行通信接口和以太網(wǎng)接口。

2.7 通訊協(xié)議

PC/PPI、MPI、RS485/232、PROFIBUS、MODBUS、以太網(wǎng)等。

3 結(jié)語

結(jié)合煤粉鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝及運行、性能確認(rèn)，該系統(tǒng)可靠性強、自動程度高、使用方便、操作簡單、功能豐富、控制靈活，能夠滿足用戶的控制要求，保障設(shè)備安全、高效、平穩(wěn)的的運行。