CN105953206A - 一种蒸汽发生器自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸汽发生器自动控制系统，包括蒸汽控制单元、信号采集单元、状态监控单元、PLC控制单元；蒸汽控制单元包括补水控制模块、温度控制模块和压力控制模块；信号采集单元采集温度信号、压力信号和水位信号；状态监控单元包括输入监视板块和输出监视板块；PLC控制单元用于控制系统运行；PLC控制单元根据信号采集单元采集到的温度信号、压力信号或者水箱水位信号，判断采集到的信号是否达到预设值，若未达到预设值则通过蒸汽控制单元使采集信号达到预设值，并通过状态监控单元实时监控系统的当前情况。本发明通过PLC控制和实时监控结合，实时采集蒸汽发生器的各个温度、压力信号并与设定的参数比较来控制系统的启停，对蒸汽发生器的故障提供声光报警，保证了蒸汽发生器安全、稳定的运行。

Description

一种蒸汽发生器自动控制系统

技术领域：

本发明属于蒸汽发生控制领域，尤其涉及一种蒸汽发生器自动控制系统。

背景技术：

蒸汽发生器是指利用燃料或其它能源的热能（如电能）把水加热成为蒸汽的机械设备。蒸汽发生器又叫蒸汽锅炉，是蒸汽动力装置的重要组成部分。电站锅炉、汽轮机和发电机是火力发电站的主机，因此电站锅炉是生产电能的重要设备。工业锅炉是在各种工业企业中提供生产和供暖所需的蒸汽的必不可少的设备。工业锅炉数量甚多，需要消耗大量燃料。利用生产过程中高温废气作为热源的余热锅炉对节能有重要作用。船用锅炉装在各种船舶上，所产生的蒸汽用于驱动蒸汽动力机械。机车锅炉作为蒸汽机车的主要设备尚有一定的应用。锅炉承受高温高压，安全问题十分重要。

发明内容：

本发明目的是提供一种稳定运行，安全性能高的一种蒸汽发生器自动控制系统，其技术方案如下：

一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：包括

蒸汽控制单元，包括补水控制模块、切换控制的温度控制模块和压力控制模块；

信号采集单元，包括采集水箱水位信号、采集蒸汽的温度信号、蒸汽的压力信号、采集了上下炉体的温度信号以及加热线圈的温度信号；

状态监控单元，包括可视监控模块，所述可视监控模块包括用于显示实时数据的输入监视板块和用于显示当前蒸汽发生器执行状态的输出监视板块；

PLC控制单元，用于控制系统运行；

PLC控制单元根据信号采集单元采集到的温度信号、压力信号或者水箱水位信号，判断采集到的信号是否达到预设值，若未达到预设值则通过蒸汽控制单元使采集信号达到预设值，并通过状态监控单元实时监控系统的当前情况。

进一步的，蒸汽发生器自动控制系统还包括手自动切换单元，所述手自动切换单元有手动启动模式和自动启动加热模式。

进一步的，蒸汽发生器自动控制系统还包括报警单元，所述报警单元包括声光报警模块和记忆模块，所述记忆模块分为历史报警故障记录板块和当前报警故障板块。

进一步的，蒸汽发生器自动控制系统还包括自动运行单元，所述自动运行单元包括自启动设置模块和清洗模式设置模块，所述自启动设置模块设有自启停时间参数设置板块；所述清洗模式设置模块包括清洗压力设置、清洗时间设置、清洗次数设置以及排水时间设置。

进一步的，所述输入监视板块监视的实时数据参数有蒸汽发生器出汽口温度、锅炉上端温度、锅炉下端温度、加热线圈温度和蒸汽压力值，还包括监视锅炉的上水位接口、锅炉的下水位接口以及水箱水位接口和系统急停接口的开合状态。

进一步的，所述输出监视板块包括监视加热的启停、补水电机的启停、排水阀的开合以及指示灯的状态。

进一步的，所述PLC控制单元内载有蒸汽发生器手动启动加热控制方法和自动启动加热控制方法，以及蒸汽发生器加热后自动运行控制方法。

进一步的，手动启动加热控制方法包括如下步骤：

通过手自动切换单元切换至手动启动模式；

PLC控制单元判断系统是否存在报警，存在报警则立即结束操作，不存在报警则继续；

判断系统是否在清洗模式，若处于清洗模式则结束操作，若不处于清洗模式则继续；

判断系统是否处于自动运行单元，若处于自动运行单元则结束操作，若不处于自动运行单元，蒸汽发生器启动加热。

进一步的，自动启动加热控制方法包括步骤：

设置自启动参数，通过手自动切换单元切换至自动启动模式， PLC控制单元控制系统进入自动加热；

当系统达到设定的启动时间后判定系统是否存在报警，存在报警则不启动，不存在报警则继续；

判断系统是否在清洗模式，若处于清洗模式则不启动，若不处于清洗模式则自启动加热。

进一步的，所述自动运行控制方法，包括步骤：

采集蒸汽的温度和压力，判定加热后蒸汽的状态是否存在异常，若存在异常则提示蒸汽温度超高报警或蒸汽压力超高报警，若不存在异常则继续判定蒸汽的温度和压力是否达到预设的参数值，若达到预设值，则停止加热，若未达到预设值，则继续加热；

同时，判定蒸汽发生器在运行过程中设备是否存在异常，若出现异常，设备停止加热，且启动声光报警；

采集锅炉内的水位信号，当水位信号小于预设的锅炉上水位时，根据设定的补水时间间隔补水，当水位信号小于预设的锅炉下水位时，自动启动补水电机使水位上升至上水位，当水位信号小于预设的锅炉下水位且持续时间超过预设值，则提示补水异常报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过PLC控制和实时监控结合，实时采集蒸汽发生器的各个温度、压力信号并与设定的参数比较来控制系统的启停，对蒸汽发生器的故障提供声光报警，保证了蒸汽发生器安全、稳定的运行。

附图说明：

图1是本发明的原理图；

图2是本发明手动控制加热的流程图；

图3是本发明自动控制加热的流程图；

图4是本发明加热后自动运行的流程图。

具体实施方式：

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例

如图1所示，一种蒸汽发生器自动控制系统，包括有蒸汽控制单元100、信号采集单元200、状态监控单元300、PLC控制单元400、手自动切换单元500、报警单元600以及自动运行单元700。

蒸汽控制单元100包括补水控制模块130、切换控制的温度控制模块110和压力控制模块120。

信号采集单元200用于采集水箱水位信号、采集蒸汽的温度信号、采集上下炉体的温度信号、采集加热线圈的温度信号以及蒸汽的压力信号；其中信号采集单元中采集温度信号的传感器优选为K型热电偶， K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度，采集的温度范围宽、精度高；采集压力信号的传感器优选为压力变送器HQ2088,利用压力变送器HQ2088的精度高、压力波动范围小的特点。

状态监控单元300包括可视监控模块，所述可视监控模块包括用于显示实时数据的输入监视板块310和用于显示当前蒸汽发生器执行状态的输出监视板块320；其中输入监视板块310监视的实时数据参数有蒸汽发生器出汽口温度、锅炉上端温度、锅炉下端温度、加热线圈温度和蒸汽压力值，还包括监视锅炉的上水位接口、锅炉的下水位接口以及水箱水位接口和系统急停接口的开合状态。输出监视板块320包括监视加热的启停、补水电机的启停、排水阀的开合以及指示灯的状态。

PLC控制单元400用于控制系统运行；其中PLC优选为西门子S7 -200；PLC控制单元400根据信号采集单元200采集到的温度信号、压力信号或者水箱水位信号，判断采集到的信号是否达到预设值，若未达到预设值则通过蒸汽控制单元100使采集信号达到预设值，并通过状态监控单元300实时监控系统的当前情况。

手自动切换单元500设有手动启动模式510和自动启动模式520，其均用于启动加热蒸汽发生器内的温度。

报警单元600包括声光报警模块610和记忆模块620，所述记忆模块620分为历史报警故障记录板块和当前报警故障板块。

自动运行单元700包括自启动设置模块710和清洗模式设置模块720，自启动设置模块710设有自启停时间参数设置；清洗模式设置模块720包括清洗压力设置、清洗时间设置、清洗次数设置以及排水时间设置。

如图2至图4所示，PLC控制单元400内载有蒸汽发生器手动启动加热控制方法和自动启动加热控制方法，以及蒸汽发生器加热后自动运行控制方法。

其中，如图2所示，手动启动加热控制方法包括如下步骤：

按下手动启动加热控制键；

PLC控制单元判断系统是否存在报警，存在报警则立即结束操作，不存在报警则继续；

判断系统是否在清洗模式，若处于清洗模式则结束操作，若不处于清洗模式则继续；

判断系统是否处于自动运行单元，若处于自动运行单元则结束操作，若不处于自动运行单元，蒸汽发生器启动加热。

如图3所示，自动启动加热控制方法包括步骤：

设置自启动参数，通过手自动切换单元切换至自动启动模式， PLC控制单元控制系统进入自动加热；

当系统达到设定的启动时间后判定系统是否存在报警，存在报警则不启动，不存在报警则继续；

判断系统是否在清洗模式，若处于清洗模式则不启动，若不处于清洗模式则自启动加热。

如图4所示，自动运行控制方法，包括步骤：

采集蒸汽的温度和压力，判定加热后蒸汽的状态是否存在异常，若存在异常则提示蒸汽温度超高报警或蒸汽压力超高报警，若不存在异常则继续判定蒸汽的温度和压力是否达到预设的参数值，若达到预设值，则停止加热，若未达到预设值，则继续加热；

同时，判定蒸汽发生器在运行过程中设备是否存在异常，若出现异常，设备停止加热，且启动声光报警；

采集锅炉内的水位信号，当水位信号小于预设的锅炉上水位时，根据设定的补水时间间隔补水，当水位信号小于预设的锅炉下水位时，自动启动补水电机使水位上升至上水位，当水位信号小于预设的锅炉下水位且持续时间超过预设值，则提示补水异常报警本发明通过PLC控制和实时监控结合，实时采集蒸汽发生器的各个温度、压力信号并与设定的参数比较来控制系统的启停，对蒸汽发生器的故障提供声光报警，保证了蒸汽发生器安全、稳定的运行。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：包括

蒸汽控制单元，包括补水控制模块、切换控制的温度控制模块和压力控制模块；

信号采集单元，包括采集水箱水位信号、采集蒸汽的温度信号、蒸汽的压力信号、采集了上下炉体的温度信号以及加热线圈的温度信号；

状态监控单元，包括可视监控模块，所述可视监控模块包括用于显示实时数据的输入监视板块和用于显示当前蒸汽发生器执行状态的输出监视板块；

PLC控制单元，用于控制系统运行；

PLC控制单元根据信号采集单元采集到的温度信号、压力信号或者水箱水位信号，判断采集到的信号是否达到预设值，若未达到预设值则通过蒸汽控制单元使采集信号达到预设值，并通过状态监控单元实时监控系统的当前情况。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：蒸汽发生器自动控制系统还包括手自动切换单元，所述手自动切换单元有手动启动模式和自动启动加热模式。

3.根据权利要求2所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：蒸汽发生器自动控制系统还包括报警单元，所述报警单元包括声光报警模块和记忆模块，所述记忆模块分为历史报警故障记录板块和当前报警故障板块。

4.根据权利要求3所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：蒸汽发生器自动控制系统还包括自动运行单元，所述自动运行单元包括自启动设置模块和清洗模式设置模块，所述自启动设置模块设有自启停时间参数设置板块；所述清洗模式设置模块包括清洗压力设置、清洗时间设置、清洗次数设置以及排水时间设置。

5.根据权利要求4所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：所述输入监视板块监视的实时数据参数有蒸汽发生器出汽口温度、锅炉上端温度、锅炉下端温度、加热线圈温度和蒸汽压力值，还包括监视锅炉的上水位接口、锅炉的下水位接口以及水箱水位接口和系统急停接口的开合状态。

6.根据权利要求5所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：所述输出监视板块包括监视加热的启停、补水电机的启停、排水阀的开合以及指示灯的状态。

7.根据权利要求6所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：所述PLC控制单元内载有蒸汽发生器手动启动加热控制方法和自动启动加热控制方法，以及蒸汽发生器加热后自动运行控制方法。

8.根据权利要求7所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：手动启动加热控制方法包括如下步骤：

通过手自动切换单元切换至手动启动模式；

PLC控制单元判断系统是否存在报警，存在报警则立即结束操作，不存在报警则继续；

判断系统是否在清洗模式，若处于清洗模式则结束操作，若不处于清洗模式则继续；

判断系统是否处于自动运行单元，若处于自动运行单元则结束操作，若不处于自动运行单元，蒸汽发生器启动加热。

9.根据权利要求7所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：自动启动加热控制方法包括步骤：

设置自启动参数，通过手自动切换单元切换至自动启动模式， PLC控制单元控制系统进入自动加热；

当系统达到设定的启动时间后判定系统是否存在报警，存在报警则不启动，不存在报警则继续；

判断系统是否在清洗模式，若处于清洗模式则不启动，若不处于清洗模式则自启动加热。

10.根据权利要求8或9所述的一种蒸汽发生器自动控制系统，其特征在于：所述自动运行控制方法，包括步骤：

采集蒸汽的温度和压力，判定加热后蒸汽的状态是否存在异常，若存在异常则提示蒸汽温度超高报警或蒸汽压力超高报警，若不存在异常则继续判定蒸汽的温度和压力是否达到预设的参数值，若达到预设值，则停止加热，若未达到预设值，则继续加热；

同时，判定蒸汽发生器在运行过程中设备是否存在异常，若出现异常，设备停止加热，且启动声光报警；

采集锅炉内的水位信号，当水位信号小于预设的锅炉上水位时，根据设定的补水时间间隔补水，当水位信号小于预设的锅炉下水位时，自动启动补水电机使水位上升至上水位，当水位信号小于预设的锅炉下水位且持续时间超过预设值，则提示补水异常报警。