锅炉引风机控制系统总体设计_ai 引风机 控制

锅炉引风机控制系统总体设计

系统功能分析

本系统锅炉自动控制系统，主要由进口变频器、可编程控制器、压力变送器、温度变送器和泵房机组以及电气控制柜等组成。根据设计要求，系统具有以下功能：
(1)手动/自动控制
电动机起停控制要求具有自动和手动两种功能。通过工控机和可编程控制器对锅炉系统中的鼓风机、引风机、炉排电机、循环泵和补水泵实现控制。工作泵出现故障后自动切换到备用泵。
(2)过温超过报警
按要求，锅炉引风机控制系统必须包含超温超压报警功能，当系统中的温度、压力等信号超过上下限时，必须提示报警信息，对某些重要参数，还设置了报警联动功能，即超限时停炉或停泵处理。
(3)监控设计
根据用户需求，人机界面及故障报警功能，计算机还可以产生相应的各种参数报表，供随时查询和打印参数变化实时趋势图和历史趋势图、报警记录和数据记录报表等。
(4)系统性能指标
①出水温度要求80℃
②回水温度要求40℃
③出口压力为50Pa
4.2系统方案设计
4.2.1总体设计思路
本文针对锅炉自动控制系统，设计一套基于变频调速技术的锅炉引风机系统。锅炉系统中的风机和水泵通过变频器来调节电机的转速，通过工控机和可编程控制器对锅炉系统中的鼓风机、引风机、炉排电机、循环水泵实现控制。控制系统以两台工业控制机作为上位机，以西门子S7-200可编程控制器为下位机。上位机采用高可靠性的工业控制计算机，通过监控软件完成人机界面及故障报警功能，下位机采用西门子公司S7-200可编程控制器，实现锅炉燃烧系统和管网系统的自动控制，控制水平和硬件可靠性大大提高。
4.2.2系统结构
本系统属于热水锅炉系统，主要通过热水循环给用户，一般分为燃烧控制系统、循环泵控制系统和补水泵控制系统。本系统采用集中控制，分为三层，系统结构框图如图4-l所示:

图4-1 锅炉引风机控制系统结构示意图
管理层: 系统采用两台工控机作为上位机，其中一台作为主控机，另一台为辅控机，构成双机冗余系统。通过MPI多点接口与下位机PLC进行通讯，对现场锅炉的运行进行集中监控、统一调度，实现对锅炉的远程控制。操作人员也随时可以通过计算机，了解现场每台锅炉的运行状况，并对风机、水泵等电机进行启停控制和参数设定。另一方面，关于锅炉运行及网管系统的各种历史数据，则存储在计算机的数据库中。在需要的时候，可以在计算机显示器上显示，或由打印机打印出来。
现场控制层: 该层以西门子S7-200系列可编程控制器为核心，一方面通过MPI多点接口与上位机通讯，接收上位机管理层的控制命令。另一方面运用RS-485总线与各变频器进行通信，分别对鼓、引风机、炉排电机、循环泵和补水泵等进行启停控制和电机的转速设定，一旦电机启动完毕，即使PLC与上位机通讯故障，系统仍能正常运行。
现场数据采集与变送层: 这一层是集散控制系统的最底层，主要完成现场数据的采集、预处理和变送等工作。这些数据主要包括锅炉的出水温度、出水压力、锅筒压力、炉膛温度、炉膛压力以及总出水温度、总出水压力、总回水压力等。变送器将采集的温度、压力等物理量转换成电压或电流信号并传送给可编程控制器进行数据处理。
4.3系统硬件配置
(1)主机系统
采用两台工业控制计算机，其中一台为主控机，另一台为辅控机，分别安装于主控室和辅控室，构成双机冗余系统。监控组态用三维力控组态软PCAuto3.6，力控是运行在Windows98/NT/2000/XP操作系统上的一种监控组态软件。使用力控用户可以方便、快速地构造不同需求的数据采集与监控系统。
(2)可编程控制器
本系统选用西门子公司S7-200系列可编程控制器，S7-200是模块化中小型PLC系统，它能满足中等性能要求的应用。模块化，无风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-200成为各种从小规模到中等控制要求控制任务的方便又经济的解决方案。多种性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能I/O扩展模块(包括信号模块SM、通信处理器CP、接口模块IM等)，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。
(3)仪表设备
为了提高仪表的抗干扰能力，选用DDZ-III型仪表，仪表输出为4-20mA电流，保证系统的可靠性。仪表主要包括:温度变送器、流量变送器、压力变送器、液位变送器、微压变送器、含氧量变送器等。
(4)变频控制室
包括电源控制柜、锅炉变频控制柜、循环泵变频控制柜。变频器全部采用日本三菱公司FR系列低噪声、高性能、多功能变频器，根据电机功率选择不同的型号。控制柜内配置各种型号大小的断路器、接触器(施耐德)、继电器等低压电器设备，