一、引言

本文以江陰香山印染燃煤導熱油鍋爐為對象，對其控制系統進行改造，采用永宏PLC的PID調節功能控制變頻器，PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。比例（P）控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差（Steady-state error）。代替了原來系統中鼓風機和引風機通過頻繁啟停來控制油溫的方式，實現了輸出點數以及繼電器數量的減少，溫度控制準確，節約燃煤的作用。同時通過觸摸屏的可交互式的優點，實現了溫度的自由設定以及油溫和爐內負壓的實時監控。

二、系統介紹

本系統是一個燃煤鍋爐，需要加熱的介質是導熱油，鍋爐油油電機6臺，其中油泵和送煤電機和出渣電機保持在工頻運行，需要變頻控制的電機有3臺：引風機，鼓風機，鼓風機主要由下列六部分組成：電機、空氣過濾器、鼓風機本體、空氣室、底座（兼油箱）、滴油嘴。鼓風機靠汽缸內偏置的轉子偏心運轉，并使轉子槽中的葉片之間的容積變化將空氣吸入、壓縮、吐出。在運轉中利用鼓風機的壓力差自動將潤滑送到滴油嘴，滴入汽缸內以減少摩擦及噪聲，同時可保持汽缸內氣體不回流，此類鼓風機又稱為滑片式鼓風機。鼓風機輸送介質以清潔空氣、清潔煤氣、二氧化硫及其他惰性氣體為主。也可按需生產輸送其他易燃、易爆、易蝕、有毒及特殊氣體。因而能廣泛適用于冶金、化工、化肥、石化、食品、建材、石油、礦井、紡織、煤氣站、氣力輸送、污水處理等各工業部門向鍋爐送煤的煤排電機。有兩路模擬量信號需要檢測，一路是壓力檢測，一路是出油溫度檢測。

三、工藝要求

設備的開機順序是先啟動引風機，再啟動鼓風機，最后啟動爐排。關機的順序是先停止鼓風機，再停止引風機，最后停止爐排。循環油泵是一直運行的，不可以停止，往煤斗送煤的電機和出渣電機的啟動停止由手動控制。鼓風機主要控制爐內溫度，間接控制出油溫度，影響爐內壓力，引風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。 引風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業爐窯的通風和引風；空氣調節設備和家用電器設備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。 引風機的工作原理與透平壓縮機基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。系統要求出油溫度保持在270度，正負誤差5度。爐內壓力保持在-10Pa.

四、系統的硬件配置

本系統的PLC主機是永宏公司的FBs-20MA一臺，模擬量輸入模塊FBs-2DA一個，模擬量模板FBs-B2A1D一個，上位機是威倫觸摸屏，變頻器的三臺。

PLC的I/O點和寄存器配置

五、軟件的設計：

5.1方案選擇：

鍋爐系統是一個要保持恒溫和恒壓的系統，由于壓力溫度各個要素之間都有影響，所以在系統設計初期制定了多種方案。

鍋爐的原系統方案是通過溫控表控制引風機和鼓風機電機的啟停，頻繁的電機啟停對電能的浪費特別嚴重，經過分析，用變頻器控制電機代替繼電器控制電機，通過PLC的PID功能控制溫度和壓力。

方案一：單PID控制方案，通過采集到的溫度信號通過PID運算后，控制鼓風機的頻率，再通過鼓風機的頻率控制引風機的頻率，他們之間的對應關系就是保持爐內壓力為-10Pa。

方案二：雙PID控制方案，通過采集到的溫度信號進行PID運算后，控制鼓風機的頻率。

再通過采集到的壓力信號進行PID運算后，控制引風機的頻率。使兩個頻率值穩定在平衡狀態，使爐內溫度保持270度的同時，壓力也保持在-10Pa。

通過方案一和二的調試結果顯示，方案一的結果不是很理想，溫度和壓力的波動都大，而方案的效果很好，兩個頻率值保持在動態平衡的狀態，溫度和壓力都滿足了控制要求。

六、 結束語：

對于日益突出的能源緊張和日益增長的成本支出，鍋爐的節電和節煤問題，越來越引起業界的高度重視。鍋爐的燃燒情況可通過鼓、引風電機、爐排電機的調速實現控制，其改造成本也被用戶所接受。所以自動控制系統的鍋爐改造系統得到越來越廣泛的應用。