专利名称：一种工业煤粉锅炉自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动控制系统，特别是关于一种工业煤粉锅炉自动控制系统。
背景技术：
目前，我国各类工业锅炉的自动控制系统种类众多，但现有的自动控制系统一般 以实现远程控制为主，进行基本的启停操作和数据显示。而对于风量、压力等燃烧条件的配 比，以及故障报警时的问题解决，却不能实现自动控制。因此，设计一种操作简单、集中监控 和以计算机为基础，实现运行过程的数据采集、过程控制、安全报警和联锁保护等功能的自 动控制系统迫在眉睫。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可进行PID调节，集控制采集和保 护于一体的工业煤粉锅炉自动控制系统。 为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种工业煤粉锅炉自动控制系 统，其特征在于它包括工控机、控制柜、核心控制器、RS信号转换器、智能显示仪表和若干 传感器；所述传感器的输出端连接所述智能显示仪表的输入端，所述智能显示仪表的输出 端连接所述RS转换器的输入端，所述RS信号转换器的输出端与所述工控机和控制柜连接； 所述核心控制器则直接连接所述工控机和控制柜；所述核心控制器包括给水控制单元、供 粉控制单元、煤粉燃烧控制单元和飞灰收集控制单元。 所述给水控制单元通过设置在锅炉水位计的两引压管之间的差压变送器实时采 集高位软水箱的液位信号，并根据该信号控制自动软水器的启停当高位软水箱水位降低 到液位下限时，启动自动软水器对高位软水箱补水；当高位软水箱水位达到液位上限后，停 止自动软水器。 所述供粉控制单元通过设置在中间粉仓中的料位传感器实时采集中间粉仓的料 位信号，并根据该信号控制中间粉仓的旋转阀作出相应动作当粉仓料位达到设定的低料 位时，所述供粉控制单元控制旋转阀开启向中间粉仓加料；当粉仓料位达到高料位时，所述 供粉控制单元控制旋转阀停止。 所述煤粉燃烧控制单元通过设置在锅炉上的压力变送器和温度传感器实时采集 蒸汽压力信号和炉膛温度信号，同时通过设置在一、二次风管的引压管上的差压变送器实 时采集一、二次风流量信号，并自动判断锅炉水位和粉仓料位，在全部满足点火条件后进入 煤粉燃烧器的启动程序，否则进行报警。 所述飞灰收集控制单元通过设置在布袋除尘器上的差压变送器实时采集布袋除
尘器进出口压差信号，并根据该信号控制布袋除尘器脉冲电磁阀实时喷吹布袋。 在所述控制柜中加入已有技术的切换电路实现手动和自动两种模式。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下特点1、本实用新型核心控制器
中的给水控制单元、供粉控制单元、煤粉燃烧控制单元和飞灰收集控制单元不仅能完成锅
炉相关技术参数的采集，保证锅炉的正常运行，并达到最好的燃烧效果，还可以在锅炉运行
3过程中实现给水、供粉、启停、除尘的自动调节和控制，保证锅炉在无人监控的情况下正常 运行。2、本实用新型核心控制器中的煤粉燃烧控制单元可在锅炉出现故障时可对故障进行 诊断和报警，特别情况下可实现停炉保护。3、本实用新型的控制柜中加入已有技术的转换 开关，可实现手动和自动两种操作模式，切换简单，操作安全、方便，并可在工控机上实现点 火的全自动操作。3、本实用新型的工控机利用自动化控制组态软件建立过程控制系统的人 机界面，使系统直观，操作简单。4、本实用新型的工控机集成了动画显示、流程控制、数据采 集、设备控制与输出、网络数据传输、工程报表、数据与曲线等多种功能，以实现整个系统直 观、简单的操作和安全、稳定的运行。5、本实用新型的核心控制器所选用的PLC可编程逻辑 控制器是开放系统，符合国际IEEE通讯标准，具有当今可靠、先进的硬件指标，且具有自诊 断功能，其编程较容易，操作系统为WINDOWS平台，操作较方便，也易于上网传输数据。
图1是本实用新型的实施设备整体结构框图 图2是本实用新型的煤粉燃烧器启动逻辑顺序流程图
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。 如图1所示，本实用新型包括工控机1、控制柜2、核心控制器3、RS信号转换器4、 智能显示仪表5和若干传感器6。传感器6的输出端连接智能显示仪表5的输入端，智能显 示仪表5的输出端连接RS转换器4的输入端，RS信号转换器4的输出端与工控机1和控 制柜2连接。核心控制器3则直接连接工控机1和控制柜2。 本实用新型的核心控制器3包括给水控制单元31、供粉控制单元32、煤粉燃烧控 制单元33和飞灰收集控制单元34。给水控制单元31通过设置在锅炉水位计的两引压管 之间的差压变送器实时采集高位软水箱的液位信号，并根据该信号控制自动软水器的启 停。供粉控制单元32通过设置在中间粉仓中的料位传感器实时采集中间粉仓的料位信号， 并根据该信号控制中间粉仓的旋转阀作出相应动作。煤粉燃烧控制单元33通过设置在锅 炉上的压力变送器和温度传感器实时采集蒸汽压力信号和炉膛温度信号，同时通过设置在 一、二次风管的引压管上的差压变送器实时采集一、二次风流量信号，并自动判断锅炉水位 信号和粉仓料位信号，在全部满足点火条件后进入煤粉燃烧器的启动程序，否则进行报警。 飞灰收集控制单元34通过设置在布袋除尘器上的差压变送器实时采集布袋除尘器进出口 压差信号，并根据该信号控制布袋除尘器脉冲电磁阀的启停。 本实用新型的工作原理是传感器6采集相关的技术参数，并将这些参数输入智 能显示仪表5显示出数据。智能显示仪表5同时输出RS485信号给RS转换器4，RS信号转 换器4将RS485信号转换为工控机1所能读取识别的232信号，并传送给工控机1。工控 机1利用自动化控制组态软件建立过程控制系统的人机界面，并在组态软件中写入相应量 的地址，使其与核心控制器3的通讯程序相对应。核心控制器3便可通过通讯程序对数据 进行读取并产生相应的控制量(包括数字量和模拟量)，并将这些控制量输入执行机构(图 中未示出)，执行相关的控制动作，同时通过组态软件将数据在工控机1的人机界面上显示 出来。[0019] 如图1所示，本实用新型的启动逻辑顺序流程是 1、来自外界自来水系统的自来水首先进入给水控制单元31的自动软水发生器， 去离子软化后进入高位软水箱。高位软水箱与煤粉锅炉锅壳构成连通器，通过高位软水箱 的液位可以指示出锅炉水位。给水控制单元31实时采集高位软水箱的液位信号，并根据该 信号控制自动软水器的启停当高位软水箱水位降低到液位下限时，启动自动软水器对高 位软水箱补水；当高位软水箱水位达到液位上限后，停止自动软水器。 2、供粉控制单元32实时采集中间粉仓料位信号，并根据该信号控制旋转阀作出 相应动作当粉仓料位达到设定的低料位时，供粉控制单元32控制旋转阀开启向中间粉仓 加料；当粉仓料位达到高料位时，供粉控制单元32控制旋转阀停止，从而实现了供粉的自 动控制。 3、煤粉燃烧控制单元33在全部满足点火条件后进入煤粉燃烧器的启动程序，具
体包括以下步骤①启动变频引风机，核心控制器3自动调节引风机变频将炉膛负压控制
在设定值范围；②延时依次启动二次风机和一次风机，待炉膛压力重新稳定后启动点火系
统；③启动螺旋给料机，由一次风将煤粉切入炉膛，并与液化气混烧，继续延时至燃烧稳定
后，关闭点火系统；④调整负荷和配风比例，控制出口氧浓度，进入稳定燃烧阶段。 4、经过省煤器的烟气进入布袋除尘器，飞灰收集控制单元34实时采集布袋除尘
器进出口压差信号，并根据该信号控制布袋除尘器脉冲电磁阀实时喷吹布袋，使黏附在布
袋外表面的灰尘被压縮空气喷吹落入密闭灰箱，净化烟气经由弓I风机排入大气。 上述实施例中，在控制柜2中加入已有技术的转换开关即可实现手动和自动两种
操作模式 1、当转换开关开到手动档时，操作人员可在控制柜2上对系统进行操作动作启 动按钮给电，常开触电闭合，使接触器动作，热继电器对其进行性保护，电机正常运行；动作 停止按钮断电，电机停止工作。 2、当转换开关开到自动档时，操作人员可在工控机1上对系统进行操作在工控 机1上点动启动按钮，核心控制器3得电，相应的常开触点闭合，继电器动作，热继电器对其 进行保护，电机正常运行；在工控机1上点动停止按钮，核心控制器3断电，电机停止工作。 上述实施例中，工控机1集成了动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、 网络数据传输、工程报表、数据与曲线等多种功能，以实现整个系统直观、简单的操作和安 全、稳定的运行。 上述实施例中，核心控制器3采用已有的PLC可编程逻辑控制器，所选PLC可编程 逻辑控制器是开放系统，符合国际IEEE通讯标准，具有当今可靠、先进的硬件指标，且具有 自诊断功能，其编程较容易，操作系统为WINDOWS平台，操作较方便，也易于上网传输数据。 上述实施例中，智能显示仪表5为性能可靠、安全，且先进的电子式智能仪表，其 中主要以PID控制仪表、变频器等要求性能稳定的仪表为应用对象。 本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可 以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行 的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
权利要求一种工业煤粉锅炉自动控制系统，其特征在于它包括工控机、控制柜、核心控制器、RS信号转换器、智能显示仪表和若干传感器；所述传感器的输出端连接所述智能显示仪表的输入端，所述智能显示仪表的输出端连接所述RS转换器的输入端，所述RS信号转换器的输出端与所述工控机和控制柜连接；所述核心控制器则直接连接所述工控机和控制柜；所述核心控制器包括给水控制单元、供粉控制单元、煤粉燃烧控制单元和飞灰收集控制单元。
2. 如权利要求1所述的一种工业煤粉锅炉自动控制系统，其特征在于所述给水控制 单元通过设置在锅炉水位计的两引压管之间的差压变送器实时采集高位软水箱的液位信 号，并根据该信号控制自动软水器的启停当高位软水箱水位降低到液位下限时，启动自动 软水器对高位软水箱补水；当高位软水箱水位达到液位上限后，停止自动软水器。
3. 如权利要求1所述的一种工业煤粉锅炉自动控制系统，其特征在于所述供粉控制 单元通过设置在中间粉仓中的料位传感器实时采集中间粉仓的料位信号，并根据该信号控 制中间粉仓的旋转阀作出相应动作当粉仓料位达到设定的低料位时，所述供粉控制单元 控制旋转阀开启向中间粉仓加料；当粉仓料位达到高料位时，所述供粉控制单元控制旋转 阀停止。
4. 如权利要求2所述的一种工业煤粉锅炉自动控制系统，其特征在于所述供粉控制 单元通过设置在中间粉仓中的料位传感器实时采集中间粉仓的料位信号，并根据该信号控 制中间粉仓的旋转阀作出相应动作当粉仓料位达到设定的低料位时，所述供粉控制单元 控制旋转阀开启向中间粉仓加料；当粉仓料位达到高料位时，所述供粉控制单元控制旋转阀停止。
5. 如权利要求1或2或3或4所述的一种工业煤粉锅炉自动控制系统，其特征在于 所述煤粉燃烧控制单元通过设置在锅炉上的压力变送器和温度传感器实时采集蒸汽压力 信号和炉膛温度信号，同时通过设置在一、二次风管的引压管上的差压变送器实时采集一、 二次风流量信号，并自动判断锅炉水位和粉仓料位，在全部满足点火条件后进入煤粉燃烧 器的启动程序，否则进行报警。
6. 如权利要求1或2或3或4所述的一种工业煤粉锅炉自动控制系统，其特征在于 所述飞灰收集控制单元通过设置在布袋除尘器上的差压变送器实时采集布袋除尘器进出 口压差信号，并根据该信号控制布袋除尘器脉冲电磁阀实时喷吹布袋。
7. 如权利要求5所述的一种工业煤粉锅炉自动控制系统，其特征在于所述飞灰收集 控制单元通过设置在布袋除尘器上的差压变送器实时采集布袋除尘器进出口压差信号，并 根据该信号控制布袋除尘器脉冲电磁阀实时喷吹布袋。
8. 如权利要求1或2或3或4所述的一种工业煤粉锅炉测控系统，其特征在于在所 述控制柜中加入切换电路实现手动和自动两种模式。
9. 如权利要求5所述的一种工业煤粉锅炉测控系统，其特征在于在所述控制柜中加 入切换电路实现手动和自动两种模式。
10. 如权利要求6所述的一种工业煤粉锅炉测控系统，其特征在于在所述控制柜中加入切换电路实现手动和自动两种模式。
专利摘要本实用新型涉及一种工业煤粉锅炉自动控制系统，其特征在于它包括工控机、控制柜、核心控制器、RS信号转换器、智能显示仪表和若干传感器；所述传感器的输出端连接所述智能显示仪表的输入端，所述智能显示仪表的输出端连接所述RS转换器的输入端，所述RS信号转换器的输出端与所述工控机和控制柜连接；所述核心控制器则直接连接所述工控机和控制柜；所述核心控制器包括给水控制单元、供粉控制单元、煤粉燃烧控制单元和飞灰收集控制单元。本实用新型不仅可以完成锅炉相关技术参数的采集，保证锅炉的正常运行，并达到最好的燃烧效果，还可以在锅炉运行过程中实现给水、供粉、启停、除尘的自动调节和控制，保证锅炉在无人监控的情况下正常运行。
文档编号F22D5/26GK201496940SQ200920109208
公开日2010年6月2日 申请日期2009年6月10日 优先权日2009年6月10日
发明者何海军, 冀飞, 周建明, 张帆, 王乃继, 纪任山, 肖翠微, 范玮 申请人:煤炭科学研究总院