CN202581263U - 一种锅炉智能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锅炉智能控制装置，用于工业锅炉控制领域。所述装置包括：炉水管理模块，燃烧控制模块分别通过传感器与锅炉本体相连，以控制锅炉的炉水状况和燃烧过程；预约及点检控制模块与锅炉本体直接相连，以根据预约的时间启动或停止锅炉；运转及故障记录管理模块，与炉水管理模块、燃烧控制模块、预约及点检控制模块分别相连，以记录锅炉运转过程中的故障。与现有技术相比，本实用新型节约成本，且其针对性强。另外，直接对燃烧器进行控制，减少中间环节，所以控制更加精准，响应速度更快，稳定性更高。人机界面更加友好，因为采用了大尺寸彩色触摸设备作为人机界面，所以能将更多的数据显示给用户，而且更加直观。
Description
技术领域
本实用新型属于工业锅炉控制领域，具体地说更涉及一种锅炉智能控制装置。
背景技术
目前，大多数锅炉控制装置采用的控制方案是采用燃烧器通用型程控器加其他控制继电器组合成而成，其中，所采用的程控器绝大多数为国外的产品，价格高；另外，显示及操作则需要另外用按钮或指示灯来表示，或者采用通用型PLC连接触摸屏等设备来实现。该些方案突出缺点为：
1、程控器成本高，一般需要进口；
2、对应性差，因为程控器大多是通用型的，而对应具体型号时一般必须要另外加控制回路；
3、只能进行点火、高低燃烧、停炉等基本的锅炉控制；
4、人机交互性差，一般只有一个指针来显示当前运行步骤，其他数据均无法表示，除非另外添加采集、变送及显示设备；
5、无通讯接口，扩展性差。
实用新型内容
本实用新型实施例的主要目的是提供一种锅炉智能控制装置，以解决现有锅炉控制技术中程控器价格高、控制简单、人机交互界面单一、实时跟踪性差，无数据管理功能，扩展性差等缺点。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型实施例提出的一种锅炉智能控制装置是通过以下技术方案实现的：
一种锅炉智能控制装置，其特征在于，所述装置包括：炉水管理模块、燃烧控制模块、预约及点检控制模块、运转及故障记录管理模块，其中，
所述炉水管理模块，燃烧控制模块分别通过传感器与锅炉本体相连；
所述预约及点检控制模块与锅炉本体直接相连；
所述运转及故障记录管理模块与炉水管理模块、燃烧控制模块、预约及点检控制模块分别相连。
所述炉水管理模块包括水位管理子模块和水电导率管理子模块，所述水位管理子模块通过传感器与锅炉本体相连，所述水电导率管理子模块通过电导率传感器和温度补偿传感器与锅炉本体相连。
所述炉水管理模块包括水位管理子模块，所述水位管理子模块通过传感器与锅炉本体相连。
所述锅炉本体为真空锅炉，还包括有真空度保障模块，与两方阀，三方阀，真空抽气泵连接。
所述预约及点检控制模块包括预约控制子模块及点检子模块，其中，所述预约控制子模块连接内部时钟计时回路。
所述装置包括一集中控制器，与I/O、打印和/或显示接口相连。
本实用新型实施例所提供的锅炉控制装置，节约成本，与其他传统方式设计的产品相比，成本大幅度下降(仅为1/3到1/2)，且其针对性强。另外，控制更加精准，稳定。与传统方式相比较因为是直接对燃烧器进行控制，减少中间环节。所以控制更加精准，响应速度更快，稳定性更高。人机界面更加友好，因为采用了大尺寸彩色触摸设备作为人机界面，所以能将更多的数据显示给用户，而且更加直观。
附图说明
通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1为本实用新型实施例一种锅炉系统的智能控制装置组成示意图；
图2为本实用新型实施例锅炉系统的智能控制装置实施系统框图；
图3为本实用新型实施例智能控制装置控制主循环时序图；
图4为本实用新型实施例智能控制装置燃烧控制的点火时序图；
图5为本实用新型实施例智能控制装置燃烧控制模块三段火/燃烧比例的控制时序图；
图6为本实用新型实施例智能控制装置真空度保障模块抽气控制时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，为本实用新型实施例1一种锅炉智能控制装置，该装置具体包括炉水管理模块、燃烧控制模块、预约及点检控制模块、运转及故障记录管理模块，特别的涉及到真空/热水锅炉装置的智能控制装置时，还包括真空度保障装置。
1、对于炉水管理模块，具体包括水位管理子模块和水电导率管理子模块两部分，或仅包括水位管理子模块。
其中，水位管理子模块适用于真空、热水及蒸汽等锅炉，通过传感器检测炉内的水位，并根据当时的燃烧及注药排污情况向炉内供水，使锅炉内水位保持在合适范围。
具体实施情况下，控制装置通过传感器检测炉内的水位，并根据当时的燃烧及注药排污情况判断是否需要向炉内供水，如果需要供水，则控制器内部继电器吸合，使得外部给水泵得电并开始动作。
水电导率管理子模块适用于蒸汽锅炉，通过传感器检测炉内水的电导率，并根据当时的燃烧情况进行注药或排污，使锅炉内水的电导率保持在合适范围，以防止炉内结垢，延长锅炉使用寿命。
控制装置通过电导率传感器和温度补偿传感器检测炉内水的电导率，并根据当时的燃烧情况判断是否需要进行注药或排污。如果需要注药(电导率较低或较高时)则控制器内部继电器吸合，使得外部注药泵开始运转。如果需要排污(电导率较高并且锅炉运转时间较长时)，则控制器内部继电器吸合，使得外部排污电磁阀动作。
2、对于燃烧控制模块，具体分为点火控制子模块、三段火/比例燃烧控制子模块及非正常两段火控制子模块。
其中，当锅炉处于停止状态，需要启动时，点火控制子模块通过控制风机，挡板电机，点火变压器，点火电磁阀，主阀，使锅炉正常点火，进入下一阶段。进一步的，根据燃料种类不同，当点火不成功时可以重新进行点火或者报警。
当锅炉处于停止状态，需要启动时，需要作如下操作：首先按下触摸屏上的”运转”按钮，使得控制器得到启动命令。当各方面条件都检测符合时，即当蒸汽压力低，水位达到燃烧水位，无其他故障报警时，开始启动锅炉。
首先闭合继电器使得风机运转，然后通过继电器和动作挡板电机，使得开启大风门，经过一段时间的吹扫后，继续通过继电器控制挡板电机动作，使得开启低风门，准备点火，然后通过继电器依次启动点火变压器，打开点火电磁阀，打开主阀，关闭点火变压器，关闭点火电磁阀。到此，点火过程完毕进一步的，如果在中间没有检测到火焰产生(通过火焰传感器)，则通过触摸屏报警并停机。(燃气锅炉为了安全不自动进行重复点火)
如图5所示，当锅炉正常点火后，三段火/比例燃烧控制子模块根据检测到的蒸汽压力和预设的蒸汽压差值，锅炉种类不同，通过控制主阀，控制挡板电机来进行高低燃烧转换或PID比例控制。
当锅炉正常点火后，控制器根据检测到的蒸汽压力(通过主压力传感器)和预设的蒸汽压差值以及当前挡板开度(通过扩展压力传感器)，通过一套独有的PID计算公式自动计算需要的调节量，然后通过继电器控制挡板电机动作，来达到所需要的燃烧量。
带程控器时，当锅炉处于停止状态，需要启动时，需要作如下操作：首先按下触摸屏上的”运转”按钮，使得控制器得到启动命令。当各方面条件都检测符合时(热水温度低，水位达到燃烧水位，无其他故障报警)，开始启动锅炉。首先闭合继电器使得燃烧器开始点火，当点火成功后，控制器根据检测到的热水温度(通过主传感器或扩展传感器，由触摸屏选择控制目标)和预设的温度差值。当小于目标很多时，通过继电器(开)控制进行高负荷输出。当接近或高于目标时，通过继电器(闭)控制进行低负荷输出。
当蒸汽压力传感器故障时，非正常两段火控制子模块仅根据检测压力开关，来进行启停控制(此过程包括点火控制过程)。
另外，当锅炉装置本身含有程控器时，本装置可以切换为带程控器模式，通过程控器来控制风机，点火变压器，点火电磁阀，主阀。
3、对于预约及点检控制模块，具体分为预约控制子模块及点检子模块两部分。
预约控制子模块通过内部含有时钟计时回路以及用户可设定的8组启停设置选项。当处于用户所设定的工作时间时，可以自动的启动锅炉并进行燃烧。当处于用户所设定的非工作时间时，可以自动的停止锅炉燃烧并待机。
当装置工作时间达到需要点检的时间时，点检子模块可以自动的提醒用户，要求厂家进行定期点检，以保障锅炉的各个装置不存在安全隐患。
4、对于运转和故障记录管理模块，其记录并保存锅炉运转中所发生的一切操作(包括正常和故障)，并通过大尺寸彩色触摸设备进行显示。并且，对于故障，还会给出相应的检查及解决方法。
另外，装置可以将本地锅炉运转状态送给远方，实现简单的远程控制。
优选地，对于真空锅炉，锅炉控制装置包括真空度保障模块，通过目标温度和热媒温度的差值计算当前炉内真空度。如果真空度不足时，则自动通过控制两方阀，三方阀，真空抽气泵来控制真空度达到合适范围。
综上，本实用新型实施例通过提供的锅炉智能控制装置，可通过一个集中控制器完成，通过传感器等外围部件检测锅炉运行环境，这里不一一赘述，可以通过I/O口或直接连接的器件进行编程控制，本领域的一般技术人员根据以上叙述可以不用创造性的知道该集中控制器的设计，因此，对于集中控制器的设计不再一一介绍。
通过以上说明可以知道，本实用新型实施例所提供的锅炉控制装置，节约成本，与其他传统方式设计的产品相比，成本大幅度下降(仅为1/3到1/2)，且其针对性强。另外，控制更加精准，稳定。与传统方式相比较因为是直接对燃烧器进行控制，减少中间环节。所以控制更加精准，响应速度更快，稳定性更高。人机界面更加友好，因为采用了大尺寸彩色触摸设备作为人机界面，所以能将更多的数据显示给用户，而且更加直观。
本实用新型所属领域的一般技术人员可以理解，本实用新型以上实施例仅为本实用新型的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本实用新型权利要求技术方案的实施，都在本实用新型的保护范围内。
需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，在本实用新型的 上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种锅炉智能控制装置，其特征在于，所述装置包括：炉水管理模块、燃烧控制模块、预约及点检控制模块、运转及故障记录管理模块，其中，
所述炉水管理模块，燃烧控制模块分别通过传感器与锅炉本体相连；
所述预约及点检控制模块与锅炉本体直接相连；
所述运转及故障记录管理模块与炉水管理模块、燃烧控制模块、预约及点检控制模块分别相连。
2.如权利要求1所述的锅炉智能控制装置，其特征在于，所述炉水管理模块包括水位管理子模块和水电导率管理子模块，所述水位管理子模块通过传感器与锅炉本体相连，所述水电导率管理子模块通过电导率传感器和温度补偿传感器与锅炉本体相连。
3.如权利要求1所述的锅炉智能控制装置，其特征在于，所述炉水管理模块包括水位管理子模块，所述水位管理子模块通过传感器与锅炉本体相连。
4.如权利要求1所述的锅炉智能控制装置，其特征在于，所述锅炉本体为真空锅炉，还包括有真空度保障模块，与两方阀，三方阀，真空抽气泵连接。
5.如权利要求1所述的锅炉智能控制装置，其特征在于，所述预约及点检控制模块包括预约控制子模块及点检子模块，其中，所述预约控制子模块连接内部时钟计时回路。
6.如权利要求1所述的锅炉智能控制装置，其特征在于，其特征在于，所述装置包括一集中控制器，与I/O、打印和/或显示接口相连。
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