第三章 锅炉综合控制系统设计
块来输入,还有8个模拟量输入,还需要扩展其他的模拟量输入模块。6ES7 6ES7 231-0HF22-0XA0 的EM231模拟量输入模块具有8路的模拟量输入。
在本系统中一共用了2个模拟量输入模块来达到系统要求。
(5) 1个模拟量输出模块EM232 订货号:6ES7 232-0HD22-0XA0 本系统有3个模拟量输出,6ES7 232-0HD22-0XA0 的模拟量输出模块EM232具有4路的模拟量输出,输出的信号可以是电压也可以使电流信号,其输入与PLC具有隔离。
中央处理器CPU 224可以扩展7个模块,在本系统中扩展了4个模块,既符合了处理器的的要求,也达到了系统的要求。
3.2.3 I/O地址分配
以上已经把系统控制所需的I/O点罗列出来,并且具体的把I/O的类型、控制内容、数量等进行了详细的说明。另外,根据罗列的I/O点,对PLC进行了选型,对系统所需扩展的模块也进行了选择。
前面所做的工作都是为了后面的软件编程,而在编程前还需要完成I/O地址的分配。只有将I/O的地址分配好,才能编好程序。
具体I/O地址分配如下:
(1) 中央处理器CPU 224模块(14DI/10DO)
表3.6 CPU模块I/O地址分配 I/O点 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4
参数名称 1#给水泵启动 1#给水泵停止 1#给水泵运行故障 2#给水泵启动 2#给水泵停止 2#给水泵运行故障
燃气压力高 燃气压力低 燃气泄露 燃烧机故障 燃烧机运行 送风机启动 送风机停止
I/O点 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6
参数名称 1#给水泵运行 2#给水泵运行 燃烧机控制 负荷增大 负荷减小 送风机运行 引风机运行
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I1.5 送风机故障
(2) 数字量输入模块EM221(8路DI)
表3.7 EM221(8路)模块I/O地址分配
I/O点 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3
参数名称 引风机启动 引风机停止 引风机运行故障 压力保护
(3) 模拟量输入模块EM231(4路AI)
表3.8 EM231(4路)模块I/O地址分配
I/O点 AIWO AIW2
参数名称 炉膛温度 蒸汽温度
(4) 模拟量输入模块EM231(8路AI)
表3.10 EM231(8路)模块I/O地址分配
I/O点 AIW8 AIW10 AIW12 AIW14 AIW16 AIW18 AIW20 AIW22
参数名称 给水流量 汽包液位 燃气压力 燃气流量 送风压力 炉膛负压 蒸汽压力 蒸汽流量
(5) 模拟量输出模块EM232(4路AO)
表3.11 EM232(4路)模块I/O地址分配
I/O点 AQW0 AQW2 AQW4
参数名称 电动调节阀 送风机调节 引风机调节
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3.3 软件编程
在软件编程前,已经熟悉了整个工艺过程,并且找出了主要的控制系统以及需要控制的I/O点,对PLC以及需要扩展的模块做了选型,根据模块对I/O的地址进行了分配。要进行软件编程,在完成了前面的工作,还需要画出程序流程图,最后才能进行编程。
3.3.1 程序流程图
在本系统中主要有2个控制系统:汽包液位控制系统,燃烧控制系统。其中燃烧控制系统分为3个子系统。根据控制方案,本系统一共画了4个程序流程图。
具体程序流程图如下: (1) 汽包液位控制
汽包液位控制主要是控制液位在工艺允许的范围内。当水位超过上限Ⅱ、下限Ⅱ时,使给水泵停止;当水位低于下限Ⅰ时,打开进水阀,向其内注水;当水位高于上限Ⅰ时,打开出水阀,放水;在上限Ⅰ和下限Ⅰ时,用PID调节。
开始启动给水泵检测汽包高水位Ⅱ,低水位ⅡY停机N检测汽包高水位Ⅰ,低水位ⅠNPID自动调节Y低于Ⅰ时,注水高于Ⅰ时,放水结束 图3.6 汽包液位控制程序流程图
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(2) 燃烧机点火控制
燃烧机点火控制是燃烧控制的一个子系统,是锅炉启动前对燃气管道及阀组进行相关安全检测,检测通过后进行点火运行。
开始阀门检漏正常泄漏气压检测正常点火异常故障报警结束
图3.7燃烧机点火控制程序流程图
(3) 引风机运行控制
引风机运行控制也是燃烧控制的一个子系统,是通过炉膛负压和送风压力来控制引风机的运行,从而控制引风量。
开始启动引风机采集炉膛负压采集送风压力PID自动调节输出引风机频率结束
图3.8引风机运行控制程序流程图
(4) 送风机运行控制
送风机运行控制还是燃烧控制的一个子系统,是通过送风压力和燃烧量来控制
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送风机的运行,从而控制送风量。在此控制中用到了串级控制。
开始启动送风机采集送风压力采集燃烧量主PID自动调节副PID自动调节输出送风机频率结束 图3.9送风机运行控制程序流程图
3.3.2 梯形图
本系统选用西门子S7-200 的PLC。西门子S7-200PLC的编程软件是STEP 7-Micro/WIN V4.0,利用编程语言梯形图,根据程序流程图,对本系统的控制系统进行编程。具体程序如下:
(1) 汽包液位控制
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