一种电极锅炉控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电器控制领域，尤其是一种电极锅炉控制系统。
【背景技术】
[0002]核电站用1KV电压电极锅炉主要作用是为核电机组的起动快速的提供饱和蒸汽，在其他领域也有少量应用。随着核电技术在国内的发展，大功率高压电极式锅炉作为核电站的快速蒸汽发生器也逐步进入中国。但是，目前国内只有极少厂家可以生产此类型的成熟设备，国外进口设备有使用仪表盘控制，也有使用PLC进行设备基本控制的，但偏重设备控制轻系统控制，与核电对于该系统的要求有一定差距，迫切需要有一种稳定、安全、可靠、快速跟随负荷调节的控制系统。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种电极锅炉控制系统，该系统采用可编程逻辑控制器以及与之相应的硬件架构，进而为控制系统的稳定、可靠、安全的全自动化运行提供了良好的平台。
[0004]本实用新型目的实现由以下技术方案完成:
[0005]一种电极锅炉控制系统，用于控制电极锅炉系统，所述电极锅炉系统至少包括电极锅炉、循环水栗、给水栗、加药系统、若干电动阀、变频器、若干传感器、若干执行件，其特征在于:所述控制系统至少包括管理控制器，主控制器和负荷调节器，所述管理控制器与所述主控制器分别通过所述负荷调节器连接控制所述电极锅炉系统，所述管理控制器与所述主控制器之间构成数据连接。
[0006]所述负荷调节器包括负荷控制模块、水位控制模块、背压控制模块、电导率控制模块、连锁控制模块、应急处理控制模块中的一种或至少两种的组合。
[0007]所述负荷控制模块连接控制所述电极锅炉的压力和负荷。
[0008]所述水位控制模块连接水位传感器，所述水位传感器感应所述电极锅炉内的水位，所述水位控制模块根据所述水位传感器的反馈水位连接控制所述给水栗和用于给水的电动阀的启闭；所述水位控制模块根据所述水位传感器的反馈水位联动控制所述循环水栗的启闭。
[0009]所述背压控制模块连接控制位于所述电极锅炉的蒸汽出口的电动阀的开度。
[0010]所述电导率控制模块连接控制所述加药装置和所述电极锅炉系统中的排污阀的启闭。
[0011]所述连锁控制模块连接若干传感器并通过若干所述传感器的反馈信息控制与若干所述传感器相对应的若干执行件的启闭。
[0012]所述应急处理控制模块为紧急程序模块，该模块连接控制所述电极锅炉控制系统的主电源的启闭。
[0013]本实用新型的优点是:能够根据通过双PID负荷调节模块对当前负荷进行控制调节，结合其他控制程序模块，控制系统的不同参数并进行设备连锁保护，确保系统能够快速及时地输出负荷所需蒸汽，保证所供蒸汽效果，并能稳定、安全、可靠的进行全自动运行。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型系统连接示意图；
[0015]图2为本实用新型控制程序流程图。
[0016]图3为本实用新型双PID负荷调节流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:
[0018]如图1-3所示，图中标记1-5分别为:管理控制器1、连接器2、主控制器3、I/O控制模块4、执行件5。
[0019]实施例:如图1所示，本实施例中电极锅炉控制系统由管理控制器I作为管理操作层。管理控制器I可选用计算机或其它一些具有管理、控制功能的设备；当选用计算机时，管理控制软件安装于管理控制器I内。自控层由主控制器3、1/0控制模块4构成。两组主控制器3构成冗余结构互为备用，避免其中一个设备故障时造成控制系统的瘫痪。管理控制器I与主控制器3进行连接并且具有执行程序控制的功能，即管理控制器I连接控制主控制器3。现场控制层主要包括执行件5，即由传感检测元件、执行机构(电动阀)、水栗动力柜、变频器等组成。管理控制器I通过连接器2连接主控制器3，进行数据通讯以采集主控制器3的控制参数以及由主控制器3控制的各执行件5的设备信息。
[0020]如图2所示，本实施例的控制系统启动后，主程序由初始化模块、手/自动运行模块、输入/输出信号处理模块、模拟量信号处理模块、故障处理模块、配电系统控制模块、负荷/功率运算模块、设备运行时间计算模块以及手自动运行模块组成。
[0021]在手/自动运行模块中包含了本控制系统的核心程序模块，包括电极锅炉水位控制模块、电极锅炉负荷控制模块、电极锅炉背压控制模块、电极锅炉电导率控制模块、电极锅炉连锁控制模块、应急处理控制模块，上述模块分别连接具体的执行件5，以控制执行件5可根据具体工况分别进行运行参数的改变，其中具体每个模块的功能如下:
[0022]( I)电极锅炉水位控制模块
[0023]根据电极锅炉的水位信号反馈，与水位设定参数相比较，PID调节锅炉给水调节阀，实现连续给水功能。当负荷较小、水位高且给水调节阀关闭时停止给水栗运行。水位信号反馈可由感应电极锅炉内水位高度的水位感应器实现。
[0024](2)电极锅炉负荷控制模块
[0025]该控制模块控制流程参见图3。两个独立的PID分别自动跟踪电极锅炉的电流设定值和压力设定值，运行电流和压力信号的反馈值输入至PID控制器进行计算，其输出值的最小值作为循环栗的频率给定信号。
[0026](3)电极锅炉背压控制模块
[0027]根据电极锅炉蒸汽出口电动调节阀的差压信号，PID调节电动阀开度，使压差控制在设定范围内，减少循环水栗气蚀和由于压力骤降带来的水位骤升。
[0028](4)电极锅炉电导率控制模块
[0029]在电极锅炉的运行过程中对炉水进行电导率检测，当电导率偏低时控制加药装置对炉水进行自动加药。当电导率超过预定值，则通过电极锅炉的排污阀进行排污，从而降低炉水电导率。
[0030](5 )电极锅炉连锁控制模块
[0031]运行过程中如遇以下故障，控制系统自动关闭锅炉并报警:超低锅炉水位、超高锅炉水位、锅炉超高压、炉水电导率超高、循环栗或变频器故障。循环水栗联锁水位低信号，当水位低时不允许循环水栗启动。
[0032](6)应急处理控制模块
[0033]运行过程中如遇以下故障，切断电极锅炉主电源:紧停按钮按下、缺相故障、短路故障、过流故障、零序电流超过设定值。
[0034]本实施例在具体实施时:主控制器3通过科学合理的逻辑设计和控制策略，实现对电极锅炉系统相关设备进行状态监视、故障检测、事故报警、联锁保护、自动控制等功能，最大限度的保证电极锅炉的安全可靠运行。
[0035]电极锅炉连锁控制模块是通过传感器反馈信息，控制与传感器相对应的执行件5的启闭，即将各传感器的反馈信息(执行件5的当前参数)与相对应的各执行件5的预定参数进行比较，从而控制各执行件5的开关或暂停。因此，在为了保证安全生产的前提下，技术人员可设定:当任意执行件的当前参数与其预定参数之间的差值较大时，执行件进行开关或暂停。即，电极锅炉连锁控制模块连接控制由于锅炉水位、压力、导电率、运行电流、给水栗状态改变所引起的执行件动作。
[0036]本实施例中的控制系统有两种控制策略:
[0037]1、手动控制:该控制模式包含有设备远程手动控制功能，即对单台水栗进行启停控制，对单台电动阀门进行开关控制等。
[0038]2、自动控制:控制系统根据电极锅炉的设置参数，进行相应的连锁控制、参数跟踪控制和全自动化运行。
[0039]本实施例的控制系统可采用PLC作为主控制器3，设计合理的控制策略，负荷调节平滑，负荷响应速度快，蒸汽效果好，自动化程序高，实现整个系统稳定、安全、可靠的进行全自动运行。
[0040]虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，如:电极锅炉的具体构造所引起的控制模块的区别，故在此不--赘述。
【主权项】
1.一种电极锅炉控制系统，用于控制电极锅炉系统，所述电极锅炉系统至少包括电极锅炉、循环水栗、给水栗、加药系统、若干电动阀、变频器、若干传感器、若干执行件，其特征在于:所述控制系统至少包括管理控制器，主控制器和负荷调节器，所述管理控制器与所述主控制器分别通过所述负荷调节器连接控制所述电极锅炉系统，所述管理控制器与所述主控制器之间构成数据连接。2.根据权利要求1所述的一种电极锅炉控制系统，其特征在于:所述负荷调节器包括负荷控制模块、水位控制模块、背压控制模块、电导率控制模块、连锁控制模块、应急处理控制模块中的一种或至少两种的组合。3.根据权利要求2所述的一种电极锅炉控制系统，其特征在于:所述负荷控制模块连接控制所述电极锅炉的压力和负荷。4.根据权利要求2所述的一种电极锅炉控制系统，其特征在于:所述水位控制模块连接水位传感器，所述水位传感器感应所述电极锅炉内的水位，所述水位控制模块根据所述水位传感器的反馈水位连接控制所述给水栗和用于给水的电动阀的启闭；所述水位控制模块根据所述水位传感器的反馈水位联动控制所述循环水栗的启闭。5.根据权利要求2所述的一种电极锅炉控制系统，其特征在于:所述背压控制模块连接控制位于所述电极锅炉的蒸汽出口的电动阀的开度。6.根据权利要求2所述的一种电极锅炉控制系统，其特征在于:所述电导率控制模块连接控制所述加药装置和所述电极锅炉系统中的排污阀的启闭。7.根据权利要求2所述的一种电极锅炉控制系统，其特征在于:所述连锁控制模块连接若干传感器并通过若干所述传感器的反馈信息控制与若干所述传感器相对应的若干执行件的启闭。8.根据权利要求2所述的一种电极锅炉控制系统，其特征在于:所述应急处理控制模块为紧急程序模块，该模块连接控制所述电极锅炉控制系统的主电源的启闭。
【专利摘要】本实用新型涉及电器控制领域，尤其是一种电极锅炉控制系统，其特征在于：所述控制系统至少包括管理控制器，主控制器和负荷调节器，所述管理控制器与所述主控制器分别通过所述负荷调节器连接控制所述电极锅炉系统，所述管理控制器与所述主控制器之间构成数据连接。本实用新型的优点是：能够根据通过双PID负荷调节模块对当前负荷进行控制调节，结合其他控制程序模块，控制系统的不同参数并进行设备连锁保护，确保系统能够快速及时地输出负荷所需蒸汽，保证所供蒸汽效果，并能稳定、安全、可靠的进行全自动运行。
【IPC分类】F22B35/18, F22B37/38
【公开号】CN204786314
【申请号】CN201520422407
【发明人】王林刚, 奚玉娟, 戴自挺, 韩云海
【申请人】上海华电源牌环境工程有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月18日