熱載體鍋爐控制類型及系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則介紹
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熱載體鍋爐具有高溫低壓和溫度控制精度較高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，它作為供熱設(shè)備，能夠提供比較穩(wěn)定的高溫?zé)嵩?。熱載體鍋爐的控制在溫度控制或加熱控制上與熱水鍋爐控制非常相似，但是由于它被用于工業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)環(huán)境，在系統(tǒng)控制和系統(tǒng)可靠性方面有著其明顯的獨(dú)特性。
1.國(guó)內(nèi)熱載體鍋爐控制的幾種類型
目前，國(guó)內(nèi)熱載體鍋爐的控制系統(tǒng)大至分以下幾類：
(1)溫控表+強(qiáng)電邏輯控制
此類控制系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的強(qiáng)電元件進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制，用溫度控制儀表控制出口溫度。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低，缺點(diǎn)是體積大、顯示和控制功能弱、可靠性差。一般用于中小型熱載體鍋爐的簡(jiǎn)單控制和低檔場(chǎng)合。
(2)專用電腦控制器
專用熱載體鍋爐電腦控制器，采用集成電路，替代了前者粗大并帶機(jī)械觸點(diǎn)的強(qiáng)電元件，提高了可靠性。用電腦軟件實(shí)現(xiàn)智能化控制，用薄膜開(kāi)關(guān)、LED顯示或液晶顯示等現(xiàn)代人機(jī)界面，替代了前者傳統(tǒng)龐大的按鈕和指示燈。該控制器可以實(shí)現(xiàn)前者所有的功能，還可以實(shí)現(xiàn)前者難以實(shí)現(xiàn)的定時(shí)、故障記憶、較復(fù)雜的控制。
該控制器適用于中小型熱載體鍋爐控制的較為復(fù)雜和中的場(chǎng)合，是溫控表+強(qiáng)電邏輯控制的替代形式。該控制器還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，可以作為DCS控制系統(tǒng)中的下位機(jī)。
(3)PLC可編程控制器
PLC具有很強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，因此常用在大型熱載體鍋爐的復(fù)雜控制和多參數(shù)監(jiān)控上。PLC可以用觸摸屏作人機(jī)界面，鍋爐的工作情況用圖形或中文來(lái)顯示，并可進(jìn)行觸摸操作。該控制器適用于的使用場(chǎng)合。
PLC也具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，可作DCS系統(tǒng)中的下位機(jī)，也可作為功能簡(jiǎn)單的上位機(jī)。在環(huán)境條件較惡劣的使用現(xiàn)場(chǎng)和可靠性要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)選用PLC作下位機(jī)。PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，與其他下位機(jī)相比，可靠性，運(yùn)行和維修方便，性能價(jià)格比。
(4)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(工控機(jī))具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)、分析和處理、復(fù)雜顯示、打印輸出能力，可以用在熱載體鍋爐的任何復(fù)雜的控制和監(jiān)測(cè)場(chǎng)合。一般用作DCS系統(tǒng)中的上位機(jī)。由于工控機(jī)的價(jià)格已經(jīng)不高，也可作為下位機(jī)使用。工控機(jī)用作下位機(jī)時(shí)，其可靠性要比PLC低得多，原因之一是容易死機(jī)，死機(jī)后必須關(guān)機(jī)，造成系統(tǒng)停止；原因之二是突然停電會(huì)造成開(kāi)機(jī)困難。
(5)DCS集散控制系統(tǒng)
DCS控制系統(tǒng)是當(dāng)今工業(yè)控制的主流。它用專用總線將系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)聯(lián)接起來(lái)，由若干上位機(jī)(工程師站、操作員站)和若干個(gè)下位機(jī)(測(cè)量控制)組成。下位機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象(鍋爐)進(jìn)行過(guò)程控制，并接受上位機(jī)的系統(tǒng)監(jiān)控指令。上位機(jī)不參與下位機(jī)的過(guò)程控制，只對(duì)各個(gè)下位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并發(fā)出系統(tǒng)監(jiān)控指令。任務(wù)分明，相對(duì)獨(dú)立，當(dāng)上位機(jī)或某一下位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。
的DCS系統(tǒng)由大型的DCS控制站組成。熱載體鍋爐的系統(tǒng)較小，一般用多臺(tái)PLC或電腦控制器，與工控機(jī)組成小型廉價(jià)的DCS系統(tǒng)。
2.熱載體鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的2個(gè)原則
熱載體鍋爐及其控制系統(tǒng)用于工業(yè)領(lǐng)域，其工作環(huán)境要比民用環(huán)境要惡劣較多，系統(tǒng)不允許突然停止運(yùn)行，否則會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失(如熔鹽鍋爐系統(tǒng))。因此，熱載體鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須遵照工業(yè)控制設(shè)計(jì)的下述原則：
(1)高可靠性
a.必須滿足工業(yè)級(jí)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，能抵抗各種電磁干擾。
b.必須滿足工業(yè)級(jí)運(yùn)行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，能耐受高溫、低溫、高濕、粉塵、振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境，c.甚至還能在可燃?xì)怏w環(huán)境中工作(防爆)。
(2)高安全性
a.傳感器、執(zhí)行器、信號(hào)傳輸?shù)裙收希挥绊懴到y(tǒng)安全。
b.意外失電，不影響系統(tǒng)安全。
c.操作失誤，不影響系統(tǒng)安全。
d.操作方式變換，不影響系統(tǒng)安全。
e.信號(hào)傳輸干擾出錯(cuò)，連線錯(cuò)誤(斷線)，傳感器和執(zhí)行器出錯(cuò)，不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行或系統(tǒng)安全。(圖/文http://www.jnjrl.com/)
1.國(guó)內(nèi)熱載體鍋爐控制的幾種類型
目前，國(guó)內(nèi)熱載體鍋爐的控制系統(tǒng)大至分以下幾類：
(1)溫控表+強(qiáng)電邏輯控制
此類控制系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的強(qiáng)電元件進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制，用溫度控制儀表控制出口溫度。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低，缺點(diǎn)是體積大、顯示和控制功能弱、可靠性差。一般用于中小型熱載體鍋爐的簡(jiǎn)單控制和低檔場(chǎng)合。
(2)專用電腦控制器
專用熱載體鍋爐電腦控制器，采用集成電路，替代了前者粗大并帶機(jī)械觸點(diǎn)的強(qiáng)電元件，提高了可靠性。用電腦軟件實(shí)現(xiàn)智能化控制，用薄膜開(kāi)關(guān)、LED顯示或液晶顯示等現(xiàn)代人機(jī)界面，替代了前者傳統(tǒng)龐大的按鈕和指示燈。該控制器可以實(shí)現(xiàn)前者所有的功能，還可以實(shí)現(xiàn)前者難以實(shí)現(xiàn)的定時(shí)、故障記憶、較復(fù)雜的控制。
該控制器適用于中小型熱載體鍋爐控制的較為復(fù)雜和中的場(chǎng)合，是溫控表+強(qiáng)電邏輯控制的替代形式。該控制器還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，可以作為DCS控制系統(tǒng)中的下位機(jī)。
(3)PLC可編程控制器
PLC具有很強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，因此常用在大型熱載體鍋爐的復(fù)雜控制和多參數(shù)監(jiān)控上。PLC可以用觸摸屏作人機(jī)界面，鍋爐的工作情況用圖形或中文來(lái)顯示，并可進(jìn)行觸摸操作。該控制器適用于的使用場(chǎng)合。
PLC也具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，可作DCS系統(tǒng)中的下位機(jī)，也可作為功能簡(jiǎn)單的上位機(jī)。在環(huán)境條件較惡劣的使用現(xiàn)場(chǎng)和可靠性要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)選用PLC作下位機(jī)。PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，與其他下位機(jī)相比，可靠性，運(yùn)行和維修方便，性能價(jià)格比。
(4)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(工控機(jī))具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)、分析和處理、復(fù)雜顯示、打印輸出能力，可以用在熱載體鍋爐的任何復(fù)雜的控制和監(jiān)測(cè)場(chǎng)合。一般用作DCS系統(tǒng)中的上位機(jī)。由于工控機(jī)的價(jià)格已經(jīng)不高，也可作為下位機(jī)使用。工控機(jī)用作下位機(jī)時(shí)，其可靠性要比PLC低得多，原因之一是容易死機(jī)，死機(jī)后必須關(guān)機(jī)，造成系統(tǒng)停止；原因之二是突然停電會(huì)造成開(kāi)機(jī)困難。
(5)DCS集散控制系統(tǒng)
DCS控制系統(tǒng)是當(dāng)今工業(yè)控制的主流。它用專用總線將系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)聯(lián)接起來(lái)，由若干上位機(jī)(工程師站、操作員站)和若干個(gè)下位機(jī)(測(cè)量控制)組成。下位機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象(鍋爐)進(jìn)行過(guò)程控制，并接受上位機(jī)的系統(tǒng)監(jiān)控指令。上位機(jī)不參與下位機(jī)的過(guò)程控制，只對(duì)各個(gè)下位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并發(fā)出系統(tǒng)監(jiān)控指令。任務(wù)分明，相對(duì)獨(dú)立，當(dāng)上位機(jī)或某一下位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。
的DCS系統(tǒng)由大型的DCS控制站組成。熱載體鍋爐的系統(tǒng)較小，一般用多臺(tái)PLC或電腦控制器，與工控機(jī)組成小型廉價(jià)的DCS系統(tǒng)。
2.熱載體鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的2個(gè)原則
熱載體鍋爐及其控制系統(tǒng)用于工業(yè)領(lǐng)域，其工作環(huán)境要比民用環(huán)境要惡劣較多，系統(tǒng)不允許突然停止運(yùn)行，否則會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失(如熔鹽鍋爐系統(tǒng))。因此，熱載體鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須遵照工業(yè)控制設(shè)計(jì)的下述原則：
(1)高可靠性
a.必須滿足工業(yè)級(jí)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，能抵抗各種電磁干擾。
b.必須滿足工業(yè)級(jí)運(yùn)行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，能耐受高溫、低溫、高濕、粉塵、振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境，c.甚至還能在可燃?xì)怏w環(huán)境中工作(防爆)。
(2)高安全性
a.傳感器、執(zhí)行器、信號(hào)傳輸?shù)裙收希挥绊懴到y(tǒng)安全。
b.意外失電，不影響系統(tǒng)安全。
c.操作失誤，不影響系統(tǒng)安全。
d.操作方式變換，不影響系統(tǒng)安全。
e.信號(hào)傳輸干擾出錯(cuò)，連線錯(cuò)誤(斷線)，傳感器和執(zhí)行器出錯(cuò)，不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行或系統(tǒng)安全。(圖/文http://www.jnjrl.com/)
