CN204880769U - 一种小型煤球锅炉控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种小型煤球锅炉控制装置，包括控制板，其包括逻辑运算模块、信号采集模块、信号控制模块、通讯模块、显示模块和语音模块，信号采集模块、信号控制模块、通讯模块、显示模块和语音模块与逻辑运算模块连接；鼓风机、引风机、上料电机、进风步进电机、落灰电机、除尘喷吹阀、补水电磁阀、炉膛温度检测器、排烟温度检测器、水箱液位检测器、出水温度检测器、回水温度检测器、烟气含氧量检测器、CO浓度检测器均置于控制板外并通过接线端子与控制板连接。本实用新型的有益效果：以微计算机为核心，操作简单、性价比高；能够实现集中监控的，具备有运行过程的数据采集、过程控制、故障报警和连锁保护。

Description

一种小型煤球锅炉控制装置

技术领域

本实用新型涉及锅炉控制，具体涉及一种小型煤球锅炉控制装置。

背景技术

目前，我国各类以煤块及型煤为主要燃料的小型燃煤热水锅炉，由于燃烧工艺限制，存在污染严重，热效率低，自动化程度差等问题。但是，这些小型燃煤锅炉却不能完全被取缔，因此根据当前环保的要求需要加装除尘脱硫等装置。针对现有的小型煤球锅炉，自动控制系统虽然种类众多，但大都只能够实现远程控制，进行基本的启停操作和数据显示。而对于供料、风量、压力等燃烧条件的配比，以及故障报警时的问题解决，这些控制系统无法实现自动控制。

另外，现有的自动控制系统中，大部分配套厂家为了降低生产成本，使用常规PLC等控制器，这使得控制系统配置简陋，在使用功能上仅能满足简单的启动和停止。同时，对系统的自动运行控制及预警报警的设计都相对简单，人工参与系统控制必不可少，这使得系统后续的运行维护成本很高。

因此，设计一种以微计算机为核心，操作简单、性价比高、能够实现集中监控的，具备有运行过程的数据采集、过程控制、故障报警和连锁保护的自动化控制系统是亟待解决的问题。

实用新型内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种以微计算机为核心，操作简单、性价比高、能够实现集中监控的，具备有运行过程的数据采集、过程控制、故障报警和连锁保护的小型煤球锅炉控制装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种小型煤球锅炉控制装置，包括：

控制板，其包括逻辑运算模块、信号采集模块、信号控制模块、通讯模块、显示模块和语音模块，所述信号采集模块、所述信号控制模块、所述通讯模块、所述显示模块和所述语音模块与所述逻辑运算模块连接；

鼓风机，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于提供燃料燃烧时需要的氧气；

引风机，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于克服除尘系统对烟气排出造成的阻力；

上料电机，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于将燃料从地面没斗输送到锅炉燃料入口进入炉膛内；

进风步进电机，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于调节与燃料相匹配的风量；

落灰电机，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于排掉燃料燃烧后的灰烬；

除尘喷吹阀，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于清除附着在除灰布袋上的烟气灰尘；

补水电磁阀，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于在高位水箱内液位开启时对锅炉水系统补水；

炉膛温度检测器，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于检测当前炉膛内燃料的燃烧效率；

排烟温度检测器，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于检测当前系统热交换效率；

水箱液位检测器，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于检测水箱内是否缺水，并与所述补水电磁阀连动，对水箱进行自动补水；

出水温度检测器，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于检测锅炉的出力负荷；

回水温度检测器，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于检测水系统管网的热量需求量；

烟气含氧量检测器，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于检测锅炉燃烧所需的供风量；

CO浓度检测器，其置于所述控制板外并通过接线端子与所述控制板连接，用于检测系统区域内CO浓度。

作为本实用新型进一步改进，所述逻辑运算模块采用单片机。

作为本实用新型进一步改进，所述信号采集模块采集模拟量信号和开关量信号。

作为本实用新型进一步改进，所述信号控制模块输出模拟量信号和开关量信号。

作为本实用新型进一步改进，所述通讯模块上设有485串口、RJ45接口和WIFI模块。

作为本实用新型进一步改进，所述显示模块为液晶显示屏或LED显示屏。

作为本实用新型进一步改进，所述语音模块为扬声器或报警器。

作为本实用新型进一步改进，所述炉膛温度检测器采用热电偶。

作为本实用新型进一步改进，所述排烟温度检测器采用热电阻。

作为本实用新型进一步改进，所述水箱液位检测器采用液位计。

本实用新型的有益效果为：

1、以微计算机为核心，操作简单、性价比高；

2、能够实现集中监控的，具备有运行过程的数据采集、过程控制、故障报警和连锁保护；

3、具有自动补水功能，自动卸灰功能，固定给料自动配风功能，运行报警语音功能，实时数据语音定时播报功能、时序除尘喷吹连动引风功能等。

附图说明

图1为本实用新型一种小型煤球锅炉控制装置的结构示意图；

图2为图1具体使用时语音报警及显示处理的流程示意图。

图中：1、控制板；101、逻辑运算模块；102、信号采集模块；103、信号控制模块；104、通讯模块；105、显示模块；106、语音模块；2、鼓风机；3、引风机；4、上料电机；5、进风步进电机；6、落灰电机；7、除尘喷吹阀；8、补水电磁阀；9、炉膛温度检测器；10、排烟温度检测器；11、水箱液位检测器；12、出水温度检测器；13、回水温度检测器；14、烟气含氧量检测器；15、CO浓度检测器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的一种小型煤球锅炉控制装置，包括：控制板1、鼓风机2、引风机3、上料电机4、进风步进电机5、落灰电机6、除尘喷吹阀7、补水电磁阀8、炉膛温度检测器9、排烟温度检测器10、水箱液位检测器11、出水温度检测器12、回水温度检测器13、烟气含氧量检测器14和CO浓度检测器15。鼓风机2、引风机3、上料电机4、进风步进电机5、落灰电机6、除尘喷吹阀7、补水电磁阀8、炉膛温度检测器9、排烟温度检测器10、水箱液位检测器11、出水温度检测器12、回水温度检测器13、烟气含氧量检测器14和CO浓度检测器15均置于控制板1外并通过接线端子与控制板1连接。

控制板1用于与外围各个电机和检测器等设备进行连接；鼓风机2用于提供燃料燃烧时需要的氧气；引风机3用于克服除尘系统对烟气排出造成的阻力；上料电机4用于将燃料从地面没斗输送到锅炉燃料入口进入炉膛内；进风步进电机5用于调节与燃料相匹配的风量；落灰电机6用于排掉燃料燃烧后的灰烬；除尘喷吹阀7用于清除附着在除灰布袋上的烟气灰尘；补水电磁阀8用于在高位水箱内液位开启时对锅炉水系统补水；炉膛温度检测器9用于检测当前炉膛内燃料的燃烧效率；排烟温度检测器10用于检测当前系统热交换效率；水箱液位检测器11用于检测水箱内是否缺水，并与补水电磁阀8连动，对水箱进行自动补水；出水温度检测器12用于检测锅炉的出力负荷；回水温度检测器13用于检测水系统管网的热量需求量；烟气含氧量检测器14用于检测锅炉燃烧所需的供风量，依据其对进风步进电机5进行调节；CO浓度检测器15用于检测系统区域内CO浓度，确保运行安全。

控制板1包括逻辑运算模块101、信号采集模块102、信号控制模块103、通讯模块104、显示模块105和语音模块106，信号采集模块102、信号控制模块103、通讯模块104、显示模块105和语音模块106与逻辑运算模块101连接。

逻辑运算模块101采用单片机作为CPU，工作时对信号采集模块102输入的信号进行程序的逻辑功能判断并通过信号控制模块103实现对外围设备的操作。逻辑运算模块101可实现自动补水功能，自动卸灰功能，固定给料自动配风功能，运行报警语音功能，实时数据语音定时播报功能、时序除尘喷吹连动引风功能等。

信号采集模块102的输入端通过接线端子与逻辑运算模块101连接，信号采集模块102的输出端通过接线端子与外部的鼓风机2、引风机3、上料电机4、进风步进电机5、落灰电机6、除尘喷吹阀7、补水电磁阀8、炉膛温度检测器9、排烟温度检测器10、水箱液位检测器11、出水温度检测器12、回水温度检测器13、烟气含氧量检测器14和CO浓度检测器15连接。各温度、液位、压力等信号为4-20mA电流信号，直接进入信号采集模块102信号采集端子。信号采集模块102对这些外部设备的输入信号进行信号采集、放大、转换等。信号采集模块102采集两种信号，一种模拟量信号，可以接入电流信号或者电压信号，通过跳线开关使内部使用的信号类型与接入的信号类型一致；另一种信号为开关量信号，接入信号为高低电平信号，信号电压不超过控制板1的供电电压。

信号控制模块103的输入端通过接线端子与逻辑运算模块101连接，信号控制模块103的输出端通过接线端子，与外部的鼓风机2、引风机3、上料电机4、进风步进电机5、落灰电机6、除尘喷吹阀7、补水电磁阀8连接。信号控制模块103实现信号转换、隔离、保护作用。信号控制模块103输出两种信号，一种是模拟量信号，通过外部端子直接连接鼓风机2、引风机3、上料电机4、进风步进电机5、落灰电机6、除尘喷吹阀7、补水电磁阀8的信号输入端，对设备进行精确控制；另一种信号为开关量信号，通过信号控制模块103上的放大电路来驱动微型继电器实现对外部电路各个接触器的控制各接触器分别连接鼓风机2、引风机3、上料电机4、进风步进电机5、落灰电机6、除尘喷吹阀7、补水电磁阀8，实现对各个电机的起停控制和除尘喷吹控制。

通讯模块104与控制板1上采用接插件形式与逻辑运算模块101连接，便于维护更换。通讯模块104用于实现与外部的数据交换，如上位计算机、触摸屏等。还可实现功能扩展，多设备级联。通讯模块104上设有三种形式的通讯接口：第一种是常规485串口通讯，进行数据的交互；第二种是有线RJ45接口，可以通过网络进行数据交互；第三种是无线WIFI接口，可以通过无线通信进行数据交互。在这三种通讯接口方式下，都由软件实现标准的modbus协议，适用于各种通讯设备的连接，支持接入因特网远程监控。

显示模块105通过接线端子与逻辑运算模块101连接。显示模块105为集成式的彩色液晶显示屏或LED显示屏，实时显示当前控制装置的工作情况，采集信号、输出信号的对应状态。控制装置工作异常或者达到报警条件时显示报警内容及可能发生的原因。当显示模块105工作异常时，显示模块105具有独立复位的功能，避免需要停机复位对系统产生影响。

语音模块106为集成的语音驱动模块，通过接线端子与逻辑运算模块101连接，语音模块106外接功率放大电路，放大电路的输出端子接入扬声器或报警器，形成发声。控制装置运行时，发送声音数据到语音模块106，通过扬声器产生人声信号或通过报警器产生报警信号，进行语音提示及语音报警。

具体报警时的流程为：

步骤1，显示模块105显示当前控制装置的状态信息，并扫描信息有无变化，如果信息有变化，则进行步骤2，如果信息没有变化，则继续步骤1；

步骤2，逻辑运算模块101转入信号处理，显示模块105更新最新的状态信息；

步骤3，逻辑运算模块101判断状态信息的变化是否满足已经制定好的报警条件，如果满足报警条件，则进行步骤4，如果不满足报警条件，则继续步骤2；

步骤4，语音模块106进行语音报警；

步骤5，逻辑运算模块101判断报警是否超时，如果报警超时，则停止语音报警，如果报警未超时，则继续步骤4。

本实用新型中，炉膛温度检测器9采用热电偶，排烟温度检测器10采用热电阻，水箱液位检测器11采用液位计。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，包括：

控制板(1)，其包括逻辑运算模块(101)、信号采集模块(102)、信号控制模块(103)、通讯模块(104)、显示模块(105)和语音模块(106)，所述信号采集模块(102)、所述信号控制模块(103)、所述通讯模块(104)、所述显示模块(105)和所述语音模块(106)与所述逻辑运算模块(101)连接；

鼓风机(2)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于提供燃料燃烧时需要的氧气；

引风机(3)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于克服除尘系统对烟气排出造成的阻力；

上料电机(4)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于将燃料从地面没斗输送到锅炉燃料入口进入炉膛内；

进风步进电机(5)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于调节与燃料相匹配的风量；

落灰电机(6)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于排掉燃料燃烧后的灰烬；

除尘喷吹阀(7)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于清除附着在除灰布袋上的烟气灰尘；

补水电磁阀(8)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于在高位水箱内液位开启时对锅炉水系统补水；

炉膛温度检测器(9)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于检测当前炉膛内燃料的燃烧效率；

排烟温度检测器(10)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于检测当前系统热交换效率；

水箱液位检测器(11)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于检测水箱内是否缺水，并与所述补水电磁阀(8)连动，对水箱进行自动补水；

出水温度检测器(12)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于检测锅炉的出力负荷；

回水温度检测器(13)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于检测水系统管网的热量需求量；

烟气含氧量检测器(14)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于检测锅炉燃烧所需的供风量；

CO浓度检测器(15)，其置于所述控制板(1)外并通过接线端子与所述控制板(1)连接，用于检测系统区域内CO浓度。

2.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，逻辑运算模块(101)采用单片机。

3.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，所述信号采集模块(102)采集模拟量信号和开关量信号。

4.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，所述信号控制模块(103)输出模拟量信号和开关量信号。

5.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，所述通讯模块(104)上设有485串口、RJ45接口和WIFI模块。

6.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，所述显示模块(105)为液晶显示屏或LED显示屏。

7.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，所述语音模块(106)为扬声器或报警器。

8.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，所述炉膛温度检测器(9)采用热电偶。

9.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，所述排烟温度检测器(10)采用热电阻。

10.根据权利要求1所述的小型煤球锅炉控制装置，其特征在于，所述水箱液位检测器(11)采用液位计。