集中供热锅炉控制系统的PLC控制概要VIP专享VIP免费

第26卷第9期2006年9月电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentV01.26No.9sepf.2006囝集中供热锅炉控制系统的PLC控制彭桂力.刘知贵(西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010摘要:针对目前对集中供热锅炉控制中没有远距离控制的现状,基于西门子S7—200系列可编程逻辑控制器PLC(Pmgr锄mablehgicContmller设计了一种集中供热锅炉自动控制系统,介绍其工作原理:控制现场传感器标准信号经过信号调理模块送到现场控制单元PLC。控制单元通过以太网相连,将需要监控的信号送入上位机,实现人机交互和远程控制。对系统的控制核心S7—200作了详细的介绍.并给出了软、硬件结构设计方案。关键词:可编程逻辑控制器;锅炉;温度控制;压力;水位中图分类号:TP273文献标识码:B文章编号:1006—6047(200609—0075—030引言近年来.大型集中供热锅炉房的控制系统开始采用可编程逻辑控制器PLC(ProgrammableL0鲥cCon—tmller控制方式。在集中供热锅炉房,PLC主要用于输煤、驱动风机及进行比例积分微分PID(PmponionalIntegralDerivative调节控制系统中[1|。当前国内许多地方的锅炉控制系统主要是采用分布式控制系统DCS(DistributedControlSvstem‘2_。这是由于锅炉系统的仪表信号较多.采用此系统性价比相对较好,但随着PLC技术的不断发展.PLC在仪表控制方面的功能已经不断强化。用于回路调节和组态画面的功能不断完善.而且PLC的抗干扰能力也很强.对电源的质量要求比较低。基于PLC在工业控制系统中的良好应用.本文将西门子S7—200PLC用于集中供热系统锅炉控制系统。整个系统的工作原理为:从控制现场传感器送来的4。20mA或0。5v的标准信号经过信号调理模块送到现场控制单元(PLC.经过智能运算后形成控制信号.控制信号再经过信号调理模块返送到现场执行单元(电磁阀。各个控制单元通过以太网相连.将需要监控的信号送人上位机,实现人机交互和远程控制。1系统结构和控制方案系统结构如图1所示。本系统主要是用西门子图1系统结构图Fig.1Systemstmcture收稿日期:2005—12—13;修回日期:2006—03—04向户PLCS7—200CPU224作为控制器进行控制.主要是对燃煤锅炉进行控制。包括风机、给煤机的开关,根据液位变化对进出水口阀门的控制.根据锅炉内温度变化进行自动控制.利用PLC中所带有的PID调节器进行调节.以控制锅炉内的温度.再利用远程传输的功能.可以在用户处装上温度传感器.将其温度转成标准信号传到PLC主机上.观测到的温度根据需要进行调节,提高或降低锅炉的温度.直接控制传到用户的温度。在锅炉内装有压力传感器.这是十分必要的,如果压力过高,可能会降低锅炉的寿命,甚至发生危险,所以一定要控制压力.当压力超过一定的数值,需报警。并迅速进行处理.降低锅炉内的压力.以免发生危险[3-41。根据系统的要求.选取西门子PLCS7—200CPU224作为控制核心.同时还扩展了2个EM231模拟量输入模块、1个EM223数字量输入模块和1个CP243—1以太网模块。CPU224的I/0点数是14/10。所以要扩展1个EM223的数字量输入/输出模块.它的I/O点数是16/16.作用是提供附加的输入、输出点。这样完全可以满足系统的要求。同时.选用了EM231模块.它是AD转换模块,具有4个模拟量输入,12位AD,其采样速度25¨s,温度传感器、压力传感器、流量传感器以及含氧检测传感器的输出信号经过调理和放大处理后.成为0。5V的标准信号.EM231模块自动完成AD转换。PLC通过检测温度、水位、压力、流量和气体中的含氧量给出控制信号控制燃烧机、真空泵、给媒机、电磁阀等输出设备[5-刚。为实现人机对话功能.如系统状态以及变量图形显示、参数修改等。还扩展了一块TD200触摸显示屏,操作控制简单、方便,可用于设置系统参数。显示锅炉温度等。还有一个以太网模块CP243—1.其作用是可以让S7—200直接连入以太网.通过以太网进行远距离交换数据.与其他的S7—200进行数据传输.通信基于TCP/IP,安装方便、简单。机组控制系统如图2所示j万方数据电力自动化设备第26卷1塞窒至降=S7—200<;习温度传愿器l匝酽CPU224e爿压力传感器I叵辩EM231模块e刊锅炉水位传感匾鲴仁EM223模块C爿气体含氧传感CP243—1模块e爿鎏量箜壁l仄丽酌图2控制系统框图Fig.2Blockdiagramofcontmlsystem为满足集中供热锅...