CN205826013U

CN205826013U - 一种工业热水锅炉工作状态监测装置

Info

Publication number: CN205826013U
Application number: CN201620557699.6U
Authority: CN
Inventors: 范立南
Original assignee: Shenyang University
Current assignee: Shenyang University
Priority date: 2016-06-12
Filing date: 2016-06-12
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2026-06-12

Abstract

一种工业热水锅炉工作状态监测装置，涉及一种锅炉监测装置，所述装置包括监测装置外壳和位于监测装置外壳内部的监测电路；监测装置外壳的一个侧面上装有系统工作状态指示灯、系统故障指示灯、锅炉信号接线端子、启动按键、停止按键和触摸屏；监测装置外壳内的监测电路由信号放大与隔离模块、可编程逻辑控制器、CPU模块组成；信号放大与隔离模块通过信号线与PLC‑AI模块相连；PLC‑DI模块分别通过信号线与启动按键和停止按键相连。该装置采用CPU315‑2PN/DP模块作为监测电路的核心部件，不仅可以实时采集现场锅炉信号，还可以对鼓风变频转速信号进行计算、分析锅炉当前工作状态，而且抗干扰能力较强、稳定性较好。

Description

一种工业热水锅炉工作状态监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种工锅炉监测装置，特别是涉及一种工业热水锅炉工作状态监测装置。

背景技术

工业热水锅炉是工业生产及采暖供热中一次能源转换为二次能源的重要设备。工业热水锅炉系统是一个大惯性、滞后、多变量的过程控制系统。为了保证锅炉本身运行的安全性和经济性，有必要对热水锅炉工作过程中的相关参数进行在线监测。目前，我国工业热水锅炉虽然有的已安装了自动化控制系统，但对监控参数的采集还不够全面，对锅炉运行的安全稳定性大多凭经验来判断，不能够全面反映锅炉的运行状态。因此，设计一种能够全面监测工业热水锅炉工作状态参数的监测装置不仅可以提高工业锅炉监控的自动化水平，而且对于保障热水锅炉安全运行具有很重要的实际意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种工业热水锅炉工作状态监测装置，该装置采用CPU315-2PN/DP模块作为监测电路的核心部件，不仅可以实时采集现场锅炉信号，还可以对鼓风变频转速信号进行计算、分析锅炉当前工作状态，而且抗干扰能力较强、稳定性好。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种工业热水锅炉工作状态监测装置，包括监测装置外壳和位于监测装置外壳内部的监测电路。监测装置外壳的一个侧面上装有系统工作状态指示灯、系统故障指示灯、锅炉出水压力信号接线端子、锅炉进水压力信号接线端子、炉膛负压信号接线端子、省煤器出水压力信号接线端子、省煤器出口烟压信号接线端子、空预器出口烟压信号接线端子、空预器出口风压信号接线端子、鼓风机出口风压信号接线端子、除尘器出口烟压信号接线端子、引风机出口烟压信号接线端子、除尘器水位信号接线端子、除尘器PH值信号接线端子、锅炉出水流量信号接线端子、分层给煤速度信号接线端子、炉排转速信号接线端子、引风变频转速信号接线端子、鼓风变频转速信号接线端子、启动按键、停止按键和触摸屏。监测装置外壳内的监测电路由信号放大与隔离模块、西门子S7-300系列PLC（可编程逻辑控制器）CPU（中央处理单元）模块（具体型号为CPU315-2PN/DP）、PLC-AI（模拟量输入）模块、PLC-DI（数字量输入）模块、PLC-DO（数字量输出）模块和电源模块组成。

锅炉出水压力信号输入端子、锅炉进水压力信号输入端子、炉膛负压信号输入端子、省煤器出水压力信号输入端子、省煤器出口烟压信号输入端子、空预器出口烟压信号输入端子、空预器出口风压信号输入端子、鼓风机出口风压信号输入端子、除尘器出口烟压信号输入端子、引风机出口烟压信号输入端子、除尘器水位信号输入端子、除尘器PH值信号输入端子、锅炉出水流量信号输入端子、分层给煤速度信号输入端子、炉排转速信号输入端子、引风变频转速信号输入端子、鼓风变频转速信号输入端子分别通过信号线与信号放大与隔离模块相连；所述信号放大与隔离模块通过信号线与PLC-AI模块；所述PLC-DI模块分别通过信号线与启动按键和停止按键相连；所述PLC-DO模块分别通过信号线与系统工作状态指示灯和系统故障指示灯相连；所述CPU315-2PN/DP模块分别通过内部总线与PLC-AI模块、PLC-DI模块、PLC-DO模块相连；所述电源模块分别通过电源线与CPU315-2PN/DP模块、PLC-AI模块、PLC-DI模块、PLC-DO模块相连。所述CPU315-2PN/DP模块还通过Profinet总线与触摸屏相连。

本实用新型的工作原理如下：

锅炉出水压力信号输入端子、锅炉进水压力信号输入端子、炉膛负压信号输入端子、省煤器出水压力信号输入端子、省煤器出口烟压信号输入端子、空预器出口烟压信号输入端子、空预器出口风压信号输入端子、鼓风机出口风压信号输入端子、除尘器出口烟压信号输入端子、引风机出口烟压信号输入端子、除尘器水位信号输入端子、除尘器PH值信号输入端子、锅炉出水流量信号输入端子、分层给煤速度信号输入端子、炉排转速信号输入端子、引风变频转速信号输入端子、鼓风变频转速信号输入端子分别通过信号线与外部锅炉出水压力信号测量仪表、锅炉进水压力信号测量仪表、炉膛负压信号测量仪表、省煤器出水压力信号测量仪表、省煤器出口烟压信号测量仪表、空预器出口烟压信号测量仪表、空预器出口风压信号测量仪表、鼓风机出口风压信号测量仪表、除尘器出口烟压信号测量仪表、引风机出口烟压信号测量仪表、除尘器水位信号测量仪表、除尘器PH值信号测量仪表、锅炉出水流量信号测量仪表、分层给煤速度信号测量仪表、炉排转速信号测量仪表、引风变频转速信号测量仪表、鼓风变频转速信号测量仪表相连，分别将所述测量仪表所采集到的锅炉出水压力信号、锅炉进水压力信号、炉膛负压信号、省煤器出水压力信号、省煤器出口烟压信号、空预器出口烟压信号、空预器出口风压信号、鼓风机出口风压信号、除尘器出口烟压信号、引风机出口烟压信号、除尘器水位信号、除尘器PH值信号、锅炉出水流量信号、分层给煤速度信号、炉排转速信号、引风变频转速信号、鼓风变频转速信号通过信号线送入信号放大与隔离模块进行信号放大、光/电隔离处理；经信号放大与隔离处理后分别送PLC-AI模块进行模数转换，转换后所得到的锅炉出水压力数据、锅炉进水压力数据、炉膛负压数据、省煤器出水压力数据、省煤器出口烟压数据、空预器出口烟压数据、空预器出口风压数据、鼓风机出口风压数据、除尘器出口烟压数据、引风机出口烟压数据、除尘器水位数据、除尘器PH值数据、锅炉出水流量数据、分层给煤速度数据、炉排转速数据、引风变频转速数据、鼓风变频转速数据经内部总线送入CPU315-2PN/DP模块进行分析、处理，得到锅炉工作状态数据。CPU315-2PN/DP模块将锅炉工作状态数据、锅炉出水压力数据、锅炉进水压力数据、炉膛负压数据、省煤器出水压力数据、省煤器出口烟压数据、空预器出口烟压数据、空预器出口风压数据、鼓风机出口风压数据、除尘器出口烟压数据、引风机出口烟压数据、除尘器水位数据、除尘器PH值数据、锅炉出水流量数据、分层给煤速度数据、炉排转速数据、引风变频转速数据、鼓风变频转速数据经Profinet总线送入触摸屏进行显示。所述PLC-DI模块接收启动按键、停止按键的按键信息并通过内部总线将所述按键信息传送至CPU315-2PN/DP模块实现监测装置的启动、停止。当监测装置工作异常时，CPU315-2PN/DP模块会通过PLC-DO模块输出信号给系统工作状态指示灯，使系统工作状态指示灯点亮，提示操作者当前监测装置工作异常；当锅炉工作过程数据超出正常值时，CPU315-2PN/DP模块会通过PLC-DO模块输出信号给系统故障指示灯，使系统故障指示灯点亮，提示操作者当前锅炉工作数据异常。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型采用CPU315-2PN/DP模块作为监测电路的核心部件，本监测装置不仅可以实时采集现场锅炉锅炉出水压力信号、锅炉进水压力信号、炉膛负压信号、省煤器出水压力信号、省煤器出口烟压信号、空预器出口烟压信号、空预器出口风压信号、鼓风机出口风压信号、除尘器出口烟压信号、引风机出口烟压信号、除尘器水位信号、除尘器PH值信号、锅炉出水流量信号、分层给煤速度信号、炉排转速信号、引风变频转速信号、鼓风变频转速信号进行计算、分析锅炉当前工作状态，而且抗干扰能力较强、稳定性较好。

附图说明

图1 为一种工业热水锅炉工作状态监测装置的结构示意图；

图2 为一种工业热水锅炉工作状态监测装置的电路方框图。

图1中标号说明：1、系统工作状态指示灯，2、系统故障指示灯，3、锅炉出水压力信号接线端子，4、锅炉进水压力信号接线端子，5、炉膛负压信号接线端子，6、省煤器出水压力信号接线端子，7、省煤器出口烟压信号接线端子，8、空预器出口烟压信号接线端子，9、空预器出口风压信号接线端子，10、鼓风机出口风压信号接线端子，11、除尘器出口烟压信号接线端子，12、引风机出口烟压信号接线端子，13、除尘器水位信号接线端子，14、除尘器PH值信号接线端子，15、锅炉出水流量信号接线端子，16、分层给煤速度信号接线端子，17、炉排转速信号接线端子，18、引风变频转速信号接线端子，19、鼓风变频转速信号接线端子，20、启动按键，21、停止按键，22、触摸屏，23监测装置外壳。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。

见图1，本实用新型包括：系统工作状态指示灯1、系统故障指示灯2、锅炉出水压力信号接线端子3、锅炉进水压力信号接线端子4、炉膛负压信号接线端子5、省煤器出水压力信号接线端子6、省煤器出口烟压信号接线端子7、空预器出口烟压信号接线端子8、空预器出口风压信号接线端子9、鼓风机出口风压信号接线端子10、除尘器出口烟压信号接线端子11、引风机出口烟压信号接线端子12、除尘器水位信号接线端子13、除尘器PH值信号接线端子14、锅炉出水流量信号接线端子15、分层给煤速度信号接线端子16、炉排转速信号接线端子17、引风变频转速信号接线端子18、鼓风变频转速信号接线端子19、启动按键20、停止按键21、触摸屏22、监测装置外壳23。

见图2，本实用新型监测装置外壳内的监测电路包括：信号放大与隔离模块、CPU315-2PN/DP模块、PLC-AI模块、PLC-DI模块、PLC-DO模块和电源模块。

锅炉出水压力信号输入端子3、锅炉进水压力信号输入端子4、炉膛负压信号输入端子5、省煤器出水压力信号输入端子6、省煤器出口烟压信号输入端子7、空预器出口烟压信号输入端子8、空预器出口风压信号输入端子9、鼓风机出口风压信号输入端子10、除尘器出口烟压信号输入端子11、引风机出口烟压信号输入端子12、除尘器水位信号输入端子13、除尘器PH值信号输入端子14、锅炉出水流量信号输入端子15、分层给煤速度信号输入端子16、炉排转速信号输入端子17、引风变频转速信号输入端子18、鼓风变频转速信号输入端子19分别通过信号线与外部锅炉出水压力信号测量仪表、锅炉进水压力信号测量仪表、炉膛负压信号测量仪表、省煤器出水压力信号测量仪表、省煤器出口烟压信号测量仪表、空预器出口烟压信号测量仪表、空预器出口风压信号测量仪表、鼓风机出口风压信号测量仪表、除尘器出口烟压信号测量仪表、引风机出口烟压信号测量仪表、除尘器水位信号测量仪表、除尘器PH值信号测量仪表、锅炉出水流量信号测量仪表、分层给煤速度信号测量仪表、炉排转速信号测量仪表、引风变频转速信号测量仪表、鼓风变频转速信号测量仪表相连，分别将所述测量仪表所采集到的锅炉出水压力信号、锅炉进水压力信号、炉膛负压信号、省煤器出水压力信号、省煤器出口烟压信号、空预器出口烟压信号、空预器出口风压信号、鼓风机出口风压信号、除尘器出口烟压信号、引风机出口烟压信号、除尘器水位信号、除尘器PH值信号、锅炉出水流量信号、分层给煤速度信号、炉排转速信号、引风变频转速信号、鼓风变频转速信号通过信号线送入信号放大与隔离模块进行信号放大、光/电隔离处理；经信号放大与隔离处理后分别送PLC-AI模块进行模数转换，转换后所得到的锅炉出水压力数据、锅炉进水压力数据、炉膛负压数据、省煤器出水压力数据、省煤器出口烟压数据、空预器出口烟压数据、空预器出口风压数据、鼓风机出口风压数据、除尘器出口烟压数据、引风机出口烟压数据、除尘器水位数据、除尘器PH值数据、锅炉出水流量数据、分层给煤速度数据、炉排转速数据、引风变频转速数据、鼓风变频转速数据经内部总线送入CPU315-2PN/DP模块进行分析处理，得到锅炉工作状态数据。CPU315-2PN/DP模块将锅炉工作状态数据、锅炉出水压力数据、锅炉进水压力数据、炉膛负压数据、省煤器出水压力数据、省煤器出口烟压数据、空预器出口烟压数据、空预器出口风压数据、鼓风机出口风压数据、除尘器出口烟压数据、引风机出口烟压数据、除尘器水位数据、除尘器PH值数据、锅炉出水流量数据、分层给煤速度数据、炉排转速数据、引风变频转速数据、鼓风变频转速数据经Profinet总线送入触摸屏22进行显示。所述PLC-DI模块接收启动按键20、停止按键21的按键信息并通过内部总线将所述按键信息传送至CPU315-2PN/DP模块实现监测装置的启动、停止。当监测装置工作异常时，CPU315-2PN/DP模块会通过PLC-DO模块输出信号给系统工作状态指示灯1，使系统工作状态指示灯1点亮，提示操作者当前监测装置工作异常；当锅炉工作过程数据超出正常值时，CPU315-2PN/DP模块会通过PLC-DO模块输出信号给系统故障指示灯2，使系统故障指示灯2点亮，提示操作者当前锅炉工作数据异常。

Claims

1.一种工业热水锅炉工作状态监测装置，其特征在于，所述装置包括监测装置外壳和位于监测装置外壳内部的监测电路；监测装置外壳的一个侧面上装有系统工作状态指示灯、系统故障指示灯、锅炉出水压力信号接线端子、锅炉进水压力信号接线端子、炉膛负压信号接线端子、省煤器出水压力信号接线端子、省煤器出口烟压信号接线端子、空预器出口烟压信号接线端子、空预器出口风压信号接线端子、鼓风机出口风压信号接线端子、除尘器出口烟压信号接线端子、引风机出口烟压信号接线端子、除尘器水位信号接线端子、除尘器PH值信号接线端子、锅炉出水流量信号接线端子、分层给煤速度信号接线端子、炉排转速信号接线端子、引风变频转速信号接线端子、鼓风变频转速信号接线端子、启动按键、停止按键和触摸屏；监测装置外壳内的监测电路由信号放大与隔离模块、可编程逻辑控制器、CPU模块组成；信号放大与隔离模块通过信号线与PLC-AI模块相连；PLC-DI模块分别通过信号线与启动按键和停止按键相连；PLC-DO模块分别通过信号线与系统工作状态指示灯和系统故障指示灯相连；CPU315-2PN/DP模块分别通过内部总线与PLC-AI模块、PLC-DI模块、PLC-DO模块相连；电源模块分别通过电源线与CPU315-2PN/DP模块、PLC-AI模块、PLC-DI模块、PLC-DO模块相连；CPU315-2PN/DP模块还通过Profinet总线与触摸屏相连。

2.根据权利要求1所述的一种工业热水锅炉工作状态监测装置，其特征在于，所述锅炉出水压力信号输入端子、锅炉进水压力信号输入端子、炉膛负压信号输入端子、省煤器出水压力信号输入端子、省煤器出口烟压信号输入端子、空预器出口烟压信号输入端子、空预器出口风压信号输入端子、鼓风机出口风压信号输入端子、除尘器出口烟压信号输入端子、引风机出口烟压信号输入端子、除尘器水位信号输入端子、除尘器PH值信号输入端子、锅炉出水流量信号输入端子、分层给煤速度信号输入端子、炉排转速信号输入端子、引风变频转速信号输入端子、鼓风变频转速信号输入端子分别通过信号线与信号放大与隔离模块相连。