锅炉微机控制系统的设计DesignofComputerControllingSystemoftheboiler(韶关市职工大学)林清香Lin,Qingxiang摘要：介绍了一种锅炉微机控制系统的设计方案，包括控制原理、系统结构、硬件和软件实现等。该系统可准确控制蒸汽的生产过程，提高锅炉的运行管理水平，节约能源，减轻环境污染，具有良好的实用前景。关键词：锅炉；工控机；控制系统；PIDAbstract:Thispaperistointroducetheprojectofdesigningacomputercontrollingsystemoftheboiler,includingitscontrolprinciple,systemframework,hardwareandsoftware,Thissystemcanpreciselycontroltheprocessofvapor,improvinglevelofoperatingmanagementofboiler,savingenergy,reducingenvironmentpollution,soithashighapplicationprospect.Keywords:boiler;industrycomputer;controlsystem;PID1引言锅炉是发电、炼油、化工、造纸、制糖等工业部门必不可少的动力设备。由于设备分散、管理不善或技术上的原因，多数锅炉目前处于人工控制状态。人工控制不仅加大了操作工人的劳动强度，而且燃料的消耗量与蒸汽生产量的比值主要取决于操作工人的技术水平和工作责任心，难以使锅炉处于良好的工况，增加了燃料消耗，降低了锅炉的热效率，增加了环境污染。由于计算机具有记忆、高速运算和便于集中控制等优点，而且计算机程序具有灵活性，可以方便地组成和修改控制算法，所以在锅炉控制中采用微机代替人工进行控制。2锅炉工艺流程分析各种各样的锅炉虽然燃料各不相同，但蒸汽发生系统和蒸汽处理系统基本上是相同的，常见的锅炉设备的主要工艺流程如图1所示。燃料和空气按一定比例进入燃烧室燃烧,产生的热量传给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds，然后经过过热器，形成一定汽温的过热蒸汽D，汇集到蒸汽母管。为了调节蒸汽温度，一般在两段过热器中间装有减温器，目前较多地采用喷水式减温器，通过控制减温水的流量，达到调节蒸汽温度的目的。压力为PM的过热蒸汽，经过负荷设备调节阀供给负荷设备使用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，其中还含有大量热量，除了将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热给水和空气，最后由引风机送往烟囱排入大气。3控制系统分析3．`1被控对象及控制规律的选择。由于锅炉是一个复杂的多变量工业对象，在设计控制系统时应合理选择被控对象，并根据各被控对象的特点选择其控制规律。（1）汽包水位。锅炉汽包水位高度是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数。现代锅炉蒸发量高、汽包容积小、水位变化快，稍不注意就会造成汽包满水或缺水甚至烧成干锅。因此必须严格将水位控制在规定的范围。由于锅炉水位系统是一个存在大滞后、大扰动的被控对象，运行中存在虚假水位现象，可采用水位、蒸汽量、给水量三冲量组成的前馈-串级控制系统。图1锅炉工艺流程图供负荷热空气送往炉膛给水G冷空气省煤器过热器减温器燃料热空气减温水烟气DsPMhttp://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛（2）蒸汽温度。过热蒸汽温度是生产工艺确定的重要参数。蒸汽温度过高，会烧坏过热器水管，影响负荷设备如汽轮机的正常工作和安全，汽温过低又会影响负荷设备的使用。因此无论从安全还是经济指标上看，必须保持过热蒸汽温度在规定范围之内。由于蒸汽温度存在大滞后现象，可采用过热器出口温度作为主信号，减温器出口温度作为副信号的串级控制系统。（3）蒸汽压力。蒸汽压力是衡量蒸汽供求关系平衡与否的重要指标。其波动应控制在±0.5~1kg/cm2之内。因为蒸汽流量变化后，才引起压力变化，为了提高系统的响应，采用蒸汽流量为前馈信号的前馈-反馈控制系统。（4）为了保证燃料充分燃烧，必须严格控制空气与煤的比例。采用风煤的比值控制，并且用烟气含氧量进行反馈校正。（5）炉膛负压。炉膛负压控制系统是使进出炉膛的空气量维持平衡的控制系统，一般以炉膛压力作为空气量平衡与否的控制指标，通过调整排向大气的引风量达到空气量进出平衡，为提高控制品质