CN104360654B - 一种自动控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动控制系统及方法，其装置包括落筒、至少一个料位传感器、数模转换控制箱、分散控制系统DCS、给料执行器、喂料器和锅炉传感器，所述料位传感器置于所述落筒的筒壁外侧，且与数模转换控制箱连接，所述数模转换控制箱与分散控制系统DCS连接，所述分散控制系统DCS分别与给料执行器、喂料器和锅炉传感器连接，所述给料执行器置于所述落筒的上端，所述喂料器置于所述落筒的下端。相对现有技术，本发明能感应料位状况，自动调控加料速度及出料速度，控制落筒的料位，降低能耗、降低安全隐患，提高燃烧效率。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种自动控制系统及方法。
背景技术
蔗渣是甘蔗制糖的附属品，是绝大多数甘蔗制糖企业锅炉燃烧的能源；现有技术中主要存在以下不足：
1、蔗渣经过喂料器进入炉膛，没有在落筒停留堆积，落筒存在空隙，大量冷风经过落筒直接进入炉膛，降低了炉膛热效应；
2、冷风直接进入炉膛，受热胀冷缩影响，炉膛正负压变化频繁，锅炉氧含量跟着频繁变化，容易形成蔗渣燃烧不完全，能源得不到有效利用，且增加不完全燃烧物的处理难度；
3、蔗渣给料不均匀，锅炉常出现喷渣、爆燃现象，给安全生产带来火灾隐患，爆燃使蔗渣灰乱飞污染工作环境；
4、因炉膛负压不稳定，锅炉引风、鼓风风量不稳定，烟气的热能得不到有效利用，使省煤器、空气预热器达不到最佳加温效果，锅炉尾气温度得不到更好的控制，能耗高并造成一定的环境污染；引风、鼓风的不稳定，风机电机电能损耗大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能感应料位状况，自动调控加料速度及出料速度，控制落筒的料位，降低能耗、降低安全隐患，提高燃烧效率的自动控制系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种锅炉自动控制系统，包括落筒、至少一个料位传感器、数模转换控制箱、分散控制系统DCS、给料执行器、喂料器和锅炉传感器，所述料位传感器置于所述落筒的筒壁外侧，且与所述数模转换控制箱连接，所述数模转换控制箱与分散控制系统DCS连接，所述分散控制系统DCS分别与给料执行器、喂料器连接，所述锅炉传感器与分散控制系统DCS连接，所述给料执行器置于所述落筒的上端，所述喂料器置于所述落筒的下端；
所述给料执行器，其用于给落筒加料，并反馈给料速度信号给分散控制系统DCS；
所述料位传感器，其用于感应落筒内物料的料位，产生料位信号传输给数模转换控制箱；
所述数模转换控制箱，其用于将料位信号进行数模转换，并将转换得到的模拟的料位信号传输给分散控制系统DCS；
所述分散控制系统DCS，其用于根据接收的给料速度信号、送料转速信号和料位信号分别控制给料执行器的给料速度和喂料器的喂料速度；
所述喂料器，其用于将落筒内的物料传送到落筒下端的锅炉内；并将喂料器的送料转速信号反馈给分散控制系统DCS；
所述锅炉传感器，用于感应落筒下方的锅炉蒸发压力与蒸发流量。
本发明的有益效果是：料位传感器能感应落筒内的料位，料位传感器将感应到的料位信号传输给分散控制系统DCS，喂料器将送料转速信号反馈给分散控制系统DCS，给料执行器将给料速度信号反馈给分散控制系统DCS，分散控制系统DCS调整喂料器的送料速度和给料执行器的给料速度，实现自动控制落筒的料位，避免落筒存在空隙，防止了冷风通过落筒进入炉膛，保持炉膛负压稳定，提高烟气的使用效率使得省煤器、空气预热器达到最佳加温效果，使得锅炉尾气温度得到更好的控制，风机电机的电能损耗更小，实现炉膛高效运行，提高了燃料的燃烧效率，降低了能耗；蔗渣给料均匀，避免锅炉常出现喷渣、爆燃现象，降低了安全隐患。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步技术方案，所述料位传感器设置有2～6个，2～6个所述料位传感器分别置于所述落筒的筒壁外侧由上至下落筒高度的多个等分处。
进一步技术方案，所述分散控制系统DCS内设置有报警器，其用于检测到料位信号超出预定范围值时，报警器进行料位报警。
进一步技术方案，所述数模转换控制箱包括空气断路器、开关电源、数模转换主板和LCM隔离器，所述开关电源与所述空气断路器连接，所述空气断路器分别与所述料位传感器、数模转换主板和LCM隔离器连接，所述数模转换主板和LCM隔离器连接，所述数模转换主板与所述料位传感器连接，所述LCM隔离器与所述分散控制系统DCS连接。
进一步技术方案，所述给料执行器包括执行器反馈装置，所述执行器反馈装置感应给料执行器的给料速度，并产生给料速度信号传输给分散控制系统DCS。
进一步技术方案，所述喂料器包括变频电机和转速监控装置，所述变频电机和转速监控装置连接，所述转速监控装置监控变频电机的转速，并产生送料转速信号传输给分散控制系统DCS。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种锅炉自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤S1.分散控制系统DCS控制给料执行器向落筒内加料，分散控制系统DCS控制喂料器将落筒内的物料传送到落筒下端的锅炉内，料位传感器感应落筒内的料位，锅炉传感器感应落筒下方的锅炉蒸发压力与蒸发流量；
步骤S2.给料执行器将给料速度信号反馈给DCS，喂料器将送料转速信号反馈给分散控制系统DCS，料位传感器将感应到的料位信号传输给分散控制系统DCS，锅炉传感器将感应的蒸发压力与蒸发流量信号传输给分散控制系统DCS；
步骤S3.分散控制系统DCS将给料速度信号、送料转速信号和料位信号进行信号处理，如果料位信号超过或低于分散控制系统DCS设定的正常料位范围，分散控制系统DCS控制给料执行器调整给料速度，内部报警器不报警，如果料位信号不超过分散控制系统DCS的正常料位范围，分散控制系统DCS控制给料执行器保持给料速度和内部报警器不报警；如果蒸发压力与蒸汽流量信号变化，分散控制系统DCS控制喂料器调整喂料速度，如果锅炉蒸发压力与蒸发流量信号不变，分散控制系统DCS控制喂料器不调整喂料速度。
附图说明
图1为本发明一种锅炉自动控制系统的结构示意图；
图2为本发明一种锅炉自动控制系统的原理图；
图3为本发明一种锅炉自动控制系统的控制方法流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、落筒，2、料位传感器，3、给料执行器，4、喂料器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至图3所示，一种锅炉自动控制系统，包括落筒1、至少一个料位传感器2、数模转换控制箱、分散控制系统DCS、给料执行器3、喂料器4和锅炉传感器，所述料位传感器2置于所述落筒1的筒壁外侧，且与所述数模转换控制箱连接，所述数模转换控制箱与分散控制系统DCS连接，所述分散控制系统DCS分别与给料执行器3、喂料器4连接，所述锅炉传感器与分散控制系统DCS连接，所述给料执行器3置于所述落筒1的上端，所述喂料器4置于所述落筒1的下端；
所述给料执行器3，其用于给落筒1加料，并反馈给料速度信号给分散控制系统DCS；
所述料位传感器2，其用于感应落筒1内物料的料位，产生料位信号传输给数模转换控制箱；
所述数模转换控制箱，其用于将料位信号进行数模转换，并将转换得到的模拟的料位信号传输给分散控制系统DCS；
所述分散控制系统DCS，其用于根据接收的给料速度信号、送料转速信号和料位信号分别控制给料执行器3的给料速度和喂料器4的喂料速度；
所述喂料器4，其用于将落筒1内的物料传送到落筒1下端的锅炉内；并将喂料器4的送料转速信号反馈给分散控制系统DCS；
所述锅炉传感器，用于感应落筒1下方的锅炉蒸发压力与蒸发流量。
所述料位传感器2设置有2～6个，2～6个所述料位传感器2分别置于所述落筒1的筒壁外侧由上至下落筒高度的多个等分处。
所述分散控制系统DCS内设置有报警器，其用于检测到料位信号超出预定范围值时，报警器进行料位报警。
所述数模转换控制箱包括空气断路器、开关电源、数模转换主板和LCM隔离器，所述开关电源与所述空气断路器连接，所述空气断路器分别与所述料位传感器2、数模转换主板和LCM隔离器连接，所述数模转换主板和LCM隔离器连接，所述数模转换主板与所述料位传感器2连接，所述LCM隔离器与所述分散控制系统DCS连接。
所述给料执行器3包括执行器反馈装置，所述执行器反馈装置感应给料执行器3的给料速度，并产生给料速度信号传输给分散控制系统DCS。
所述喂料器4包括变频电机和转速监控装置，所述变频电机和转速监控装置连接，所述转速监控装置监控变频电机的转速，并产生送料转速信号传输给分散控制系统DCS。
如图3所示，一种锅炉自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤S1.分散控制系统DCS控制给料执行器3向落筒1内加料，分散控制系统DCS控制喂料器4将落筒1内的物料传送到落筒1下端的锅炉内，料位传感器2感应落筒1内的料位，锅炉传感器感应落筒1下方的锅炉蒸发压力与蒸发流量；
步骤S2.给料执行器3将给料速度信号反馈给DCS，喂料器4将送料转速信号反馈给分散控制系统DCS，料位传感器2将感应到的料位信号传输给分散控制系统DCS，锅炉传感器将感应的蒸发压力与蒸发流量信号传输给分散控制系统DCS；
步骤S3.分散控制系统DCS将给料速度信号、送料转速信号和料位信号进行信号处理，如果料位信号超过或低于分散控制系统DCS设定的正常料位范围，分散控制系统DCS控制给料执行器3调整给料速度，内部报警器不报警，如果料位信号不超过分散控制系统DCS的正常料位范围，分散控制系统DCS控制给料执行器保持给料速度和内部报警器不报警；如果蒸发压力与蒸汽流量信号变化，分散控制系统DCS控制喂料器4调整喂料速度，如果锅炉蒸发压力与蒸发流量信号不变，分散控制系统DCS控制喂料器4不调整喂料速度。
本装置的工作原理：料位传感器2能感应落筒1内的料位，料位传感器2将感应到的料位信号传输给分散控制系统DCS，喂料器4将送料转速信号反馈给分散控制系统DCS，给料执行器3将给料速度信号反馈给分散控制系统DCS，分散控制系统DCS调整喂料器4的送料速度和给料执行器3的给料速度，实现自动控制落筒1的料位，避免落筒1存在空隙，防止了冷风通过落筒1进入炉膛，保持炉膛负压稳定，提高烟气的使用效率使得省煤器、空气预热器达到最佳加温效果，使得锅炉尾气温度得到更好的控制，风机电机的电能损耗更小，实现炉膛高效运行，提高了燃料的燃烧效率，降低了能耗；蔗渣给料均匀，避免锅炉常出现喷渣、爆燃现象，降低了安全隐患。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种锅炉自动控制系统，其特征在于；包括落筒(1)、至少一个料位传感器(2)、数模转换控制箱、分散控制系统DCS、给料执行器(3)、喂料器(4)和锅炉传感器，所述料位传感器(2)置于所述落筒(1)的筒壁外侧，且与所述数模转换控制箱连接，所述数模转换控制箱与分散控制系统DCS连接，所述分散控制系统DCS分别与给料执行器(3)、喂料器(4)连接，所述锅炉传感器与分散控制系统DCS连接，所述给料执行器(3)置于所述落筒(1)的上端，所述喂料器(4)置于所述落筒(1)的下端；
所述给料执行器(3)，其用于给落筒(1)加料，并反馈给料速度信号给分散控制系统DCS；
所述料位传感器(2)，其用于感应落筒(1)内物料的料位，产生料位信号传输给数模转换控制箱；
所述数模转换控制箱，其用于将料位信号进行数模转换，并将转换得到的模拟的料位信号传输给分散控制系统DCS；
所述喂料器(4)，其用于将落筒(1)内的物料传送到落筒(1)下端的锅炉内；并将喂料器(4)的送料转速信号反馈给分散控制系统DCS；
所述分散控制系统DCS，其用于根据接收的给料速度信号、送料转速信号和料位信号分别控制给料执行器(3)的给料速度和喂料器(4)的喂料速度；
所述锅炉传感器，用于感应落筒(1)下方的锅炉蒸发压力与蒸发流量；
所述数模转换控制箱包括空气断路器、开关电源、数模转换主板和LCM隔离器，所述开关电源与所述空气断路器连接，所述空气断路器分别与所述料位传感器(2)、数模转换主板和LCM隔离器连接，所述数模转换主板和LCM隔离器连接，所述数模转换主板与所述料位传感器(2)连接，所述LCM隔离器与所述分散控制系统DCS连接。
2.根据权利要求1所述一种锅炉自动控制系统，其特征在于：所述料位传感器(2)设置有2～6个，2～6个所述料位传感器(2)分别置于所述落筒(1)的筒壁外侧由上至下落筒高度的多个等分处。
3.根据权利要求1所述一种锅炉自动控制系统，其特征在于：所述分散控制系统DCS内设置有报警器，其用于检测到料位信号超出预定范围值时，报警器进行料位报警。
4.根据权利要求1所述一种锅炉自动控制系统，其特征在于：所述给料执行器(3)包括执行器反馈装置，所述执行器反馈装置感应给料执行器(3)的给料速度，并产生给料速度信号传输给分散控制系统DCS。
5.根据权利要求1所述一种自动控制系统，其特征在于：所述喂料器(4)包括变频电机和转速监控装置，所述变频电机和转速监控装置连接，所述转速监控装置监控变频电机的转速，并产生送料转速信号传输给分散控制系统DCS。
6.一种锅炉自动控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1.分散控制系统DCS控制给料执行器(3)向落筒(1)内加料，分散控制系统DCS控制喂料器(4)将落筒(1)内的物料传送到落筒(1)下端的锅炉内，料位传感器(2)感应落筒(1)内的料位，锅炉传感器感应落筒(1)下方的锅炉蒸发压力与蒸发流量；
步骤S2.给料执行器(3)将给料速度信号反馈给DCS，喂料器(4)将送料转速信号反馈给分散控制系统DCS，料位传感器(2)将感应到的料位信号传输给分散控制系统DCS，锅炉传感器将感应的蒸发压力与蒸发流量信号传输给分散控制系统DCS；
步骤S3.分散控制系统DCS将给料速度信号、送料转速信号和料位信号进行信号处理，如果料位信号超过或低于分散控制系统DCS设定的正常料位范围，分散控制系统DCS控制给料执行器(3)调整给料速度，内部报警器不报警，如果料位信号不超过分散控制系统DCS的正常料位范围，分散控制系统DCS控制给料执行器保持给料速度和内部报警器不报警；如果蒸发压力与蒸汽流量信号变化，分散控制系统DCS控制喂料器(4)调整喂料速度，如果锅炉蒸发压力与蒸发流量信号不变，分散控制系统DCS控制喂料器(4)不调整喂料速度。
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