摘要:本文介绍了一种墓于
PLC和变频调速技术的供暇锅炉
控制系统的
设计
与实现方法.提出系统方案与系统的构成.井简要介绍系统的硬件结构.
关键词
LC;变频控制;锅炉控制
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。根据用户需求，计算机还可以
由这些历史数据产生相应的各种参数报表，供随时查询和打印.
现场控制层:该层以西门子S7-300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
发送过来的控制
命令.另一方面运用RS-485总线与各变频器进行
通讯，并接收现场数据采集层发送过来的数字量与模拟量，分别对
鼓、引风机、炉排电机、循环泵等进行启停控制和电机的调速控
制，实现就地控制，即使与上位机通讯故障，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和计算
机进行数据处理。
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控机
辅控机
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The design of the boiler control
system based on PLC and VVVF
CAI Jian-jun,KONG Peng, CHEN Wei-rong
(The institute of electrification&automation,south
west jiaotong university)
Abstract:This paper introduced the design and accomplishment of the
boiler control system based on PLC and VVVF. Put forward the
project and composing of the system, and introduced the framework
of the system in brief.
Key words: PLC;variable frequency control; boiler control
1引言
工业锅炉是消耗能源、产生大气污染、事关生产与生活和安全
的重要设备，它在国民经济整个能源消耗中占有相当大的比重。由
于锅炉运行效率低、能耗大.环境差、工人劳动强度大、自动化程
度低，为了改善这种状况，节约能源，提高锅炉的自动化程度，将
交流变频调速和可编程控制器应用于锅炉控制己成为必然的发展趋
势.本文主要针对兰州铁路局银川地区锅炉房变频改造工程中，提
出一种基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统的设计与实
现方法。
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西门子S7-300系列可编程序控制器
变频器
变频器
电气控制回路
电气控制回路
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传感器与变送器
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传感器与变送器
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2系统控制方案
银川地区锅炉房是兰州铁路局最大的集中供热站之一，担负着
为银川地区系统集中供热的任务.该锅炉房共有6台锅炉、6台循
环泵以及4台补水泵.己有计算机监控系统一套，该套计算机监控
系统与原非计算机监控的人工控制系统并列运行.本改造工程主要
是对6台锅炉所用鼓风机、引风机、炉排电机、循环泵以及补水泵
等设备进行变频改造，保留原监控系统，另外设计一套新的监控系
统。控制室增添工控机作为上位机，实现远程控制，现场采用PLC
就地控制。以若变频控制系统出现故障，可自动或手动转为原计算
机控制，若原计算机控制也同时出现故障，则采用原有的手动方式
控制，从而可避免造成供暖中断，确实保证供暖正常。
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图1锅炉房计算机控制系统硬件结构示意图
3系统的硬件结构
整个控制系统采用计算机集散控制，分为以下三层，系统的硬
件结构框图如图I所示。
管理层:系统采用两台研华IC610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。上位机通过
MPI多点接口与下位机PLC S7-300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，在必要时，进
行人工干预.另一方面，关于锅炉运行及网管系统的各种历史数
收稿日期:2003-10-20电子邮件来稿
4系统构成
在采暖热水锅炉中，控制的重点是出水温度、回水温度、出水
压力、回水压力、给煤量、鼓风量、炉膛负压以及排烟残氧量。为
达到锅炉燃烧工况良好，保证设备运行安全，满足用户的供热要
求，要对补水泵流量、循环泵流量、鼓风机转速、引风机转速与炉
排电机转速等进行综合调节。因此，锅炉控制系统包括以下几个控
制子系统:恒压补水控制系统、循环流量调节系统以及燃烧控制系
统。
4.1恒压补水控制系统
工业锅炉属于高温、高压设备，其安全性必须放在首位。在锅
炉运行时，必须保证补水压力保持在给定恒压点附近，为确保设备
安全、提高控制精度，水压变送器监测调节精度1 0.05 MPa.本
系统中可编程控制器根据采集到的补水压力的实时数据，通过数字
PID算法计算出补水泵的转速，作为变频器的频率给定，由变频器
改变输出给补水泵电机的同步频率，从而调节了补水泵电机的转
速，将补水压力值控制在设定值附近.
