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[摘 要]本文主要针对山钢集团莱芜分公司能源动力厂3#锅炉存在的自动控制系统硬件老化、损坏，以及控制系统存在的程序和功能不完善等问题，通过自控系统硬件升级、自动控制功能开发等措施，对锅炉自动控制系统进行了开发及升级，保证了锅炉的高效自动运行。
[关键词]锅炉；自动控制；应用
中图分类号：TG162.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0071-01
1 前言
山钢集团莱芜分公司能源动力厂3#锅炉由于锅炉引风机变频故障，炉膛出现正压，导致炉火外喷，炉体外部分仪表电缆及检测元件严重烧损，同时，由于电气线路短路，导致模板损坏多块；另外，由于锅炉下降管受冻爆裂，高温蒸汽外泄，大量蒸汽冲进控制室，导致控制系统内进入蒸汽，CPU控制器损坏，CPU电源损坏，部分模板损坏。因此，控制系统整体可靠性急剧降低，控制系统故障频发，亟需整体优化改造。
本文主要针对热电厂6#锅炉控制系统存在的问题及隐患，对锅炉自动控制系统进行了开发及升级，保证了锅炉的高效自动运行。
2 系统配置
2.1硬件系统
改造项目自动化控制系统采用西门子S7-400系统，处理器CPU型号为6ES7 414-2XG04-0AB0，无冗余结构；操作站采用DELL监控站，配置19英寸高分辨率彩色液晶显示器；监控站与PLC之间采用工业以太网进行通讯，根据6#锅炉控制系统的规模和系统I/O信号表。
2.2 软件配置
系统运用功能强大的Step7 v5.5编程软件对PLC系统组态编程，可以进行复杂的仪控控制，又可以进行常规的电气控制，编程简单灵活，可以根据复杂的现场情况制定多种方案，使控制更安全，更流畅。
画面监控软件选用成熟的Wincc 7.0监控软件，该软件界面丰富，画面生动，操作简单，能够动态显示工艺过程参数，并可设置重要参数的历史趋势、实时趋势、报警等。便于操作员操作和维护。
3、 自动控制功能开发
3.1 炉膛负压自动调节
炉膛负压自动控制是通过调节引风机频率来调节引风机转速，保持炉膛负压在-20～-10 Pa的微负压状态，保证锅炉安全燃烧。炉膛负压设高、低报警。
3.2 汽包水位自动控制
采用三冲量调节，即根据给水流量、汽包液位和蒸汽流量调节主给水阀，保证锅炉汽包水位的稳定，是前馈—反馈串级调节回路，框图如下：锅炉给水系统中，由锅炉提供两个给水调节阀，其中DN150调节阀是主调节阀，在正常负荷和高负荷运行时使用；旁通管设一个DN100的调节阀，在低负荷时使用，同时也作为主调节阀的备用阀。在自动给水状态下，只允许其中之一自动调节给水，此时，另一调节阀可通过画面手动给水；在程序投入之前，操作人员需要事先选定哪一个调节阀自动投入。如果此次未能设定，将按照上一次的设定执行。
将液位进行PID1调节后输出，和蒸汽流量进行加法运算，其结果作为PID2的设定点，PID2将此设定点与给水流量的偏差进行调节，输出带动执行机构，调节给水阀。这里，汽包液位是主被调量，给水量是副被调量，蒸汽流量是前馈量。当汽包液位上升時，PID1的输出减小，则加法器的输出也减小，给水阀关小，就减小了给水量。当汽包负荷变大时，即蒸汽流量增加，加法器的输出就增大，给水阀开大，就增大了给水量。当蒸汽负荷突然增加，而出现“假液位”时，由于PID1是反作用，PID1的输出就减小，即加法器里的X1就减小；由于负荷增加，加法器里的X2就增加，这样，加法器的输出基本变化不大。经过短时间后汽包内压力恢复平衡，“假液位”消除，此时，液位因蒸发量增加而开始下降，PID1的输出就增加，则给水量增加，直至汽包液位恢复到给定位置。
4、结论
山钢集团莱芜分公司能源动力厂3#锅炉通过自控系统硬件升级、保证了设备安全顺行。通过开发炉膛负压自动调节以及汽包水位自动控制等功能，实现了锅炉的给水控制、负压调节、温度调节等功能，生产的高度自动化、操作的简单方便减轻了操作人员的劳动强度和环境对现场工作人员身体的危害，提高了经济效益，节省了劳动力，该系统自应用之日起，运行稳定可靠，保证了准备性生产。
参考文献
1 牛玉广. 基于多元统计过程监控的锅炉过程故障检测[J]. 动力工程学报，2017（10）：54-56
2周慎学，沈奇. 基于在线支持向量机的锅炉燃烧系统动态建模[J]. 自动化仪表，2017（10）：24-26
作者简介：温兴河，男，毕业于吉林大学测控技术与仪器专业，目前为山信软件莱芜自动化分公司工程师，主要研究方向：自动化与仪器仪表控制。
[关键词]锅炉；自动控制；应用
中图分类号：TG162.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0071-01
1 前言
山钢集团莱芜分公司能源动力厂3#锅炉由于锅炉引风机变频故障，炉膛出现正压，导致炉火外喷，炉体外部分仪表电缆及检测元件严重烧损，同时，由于电气线路短路，导致模板损坏多块；另外，由于锅炉下降管受冻爆裂，高温蒸汽外泄，大量蒸汽冲进控制室，导致控制系统内进入蒸汽，CPU控制器损坏，CPU电源损坏，部分模板损坏。因此，控制系统整体可靠性急剧降低，控制系统故障频发，亟需整体优化改造。
本文主要针对热电厂6#锅炉控制系统存在的问题及隐患，对锅炉自动控制系统进行了开发及升级，保证了锅炉的高效自动运行。
2 系统配置
2.1硬件系统
改造项目自动化控制系统采用西门子S7-400系统，处理器CPU型号为6ES7 414-2XG04-0AB0，无冗余结构；操作站采用DELL监控站，配置19英寸高分辨率彩色液晶显示器；监控站与PLC之间采用工业以太网进行通讯，根据6#锅炉控制系统的规模和系统I/O信号表。
2.2 软件配置
系统运用功能强大的Step7 v5.5编程软件对PLC系统组态编程，可以进行复杂的仪控控制，又可以进行常规的电气控制，编程简单灵活，可以根据复杂的现场情况制定多种方案，使控制更安全，更流畅。
画面监控软件选用成熟的Wincc 7.0监控软件，该软件界面丰富，画面生动，操作简单，能够动态显示工艺过程参数，并可设置重要参数的历史趋势、实时趋势、报警等。便于操作员操作和维护。
3、 自动控制功能开发
3.1 炉膛负压自动调节
炉膛负压自动控制是通过调节引风机频率来调节引风机转速，保持炉膛负压在-20～-10 Pa的微负压状态，保证锅炉安全燃烧。炉膛负压设高、低报警。
3.2 汽包水位自动控制
采用三冲量调节，即根据给水流量、汽包液位和蒸汽流量调节主给水阀，保证锅炉汽包水位的稳定，是前馈—反馈串级调节回路，框图如下：锅炉给水系统中，由锅炉提供两个给水调节阀，其中DN150调节阀是主调节阀，在正常负荷和高负荷运行时使用；旁通管设一个DN100的调节阀，在低负荷时使用，同时也作为主调节阀的备用阀。在自动给水状态下，只允许其中之一自动调节给水，此时，另一调节阀可通过画面手动给水；在程序投入之前，操作人员需要事先选定哪一个调节阀自动投入。如果此次未能设定，将按照上一次的设定执行。
将液位进行PID1调节后输出，和蒸汽流量进行加法运算，其结果作为PID2的设定点，PID2将此设定点与给水流量的偏差进行调节，输出带动执行机构，调节给水阀。这里，汽包液位是主被调量，给水量是副被调量，蒸汽流量是前馈量。当汽包液位上升時，PID1的输出减小，则加法器的输出也减小，给水阀关小，就减小了给水量。当汽包负荷变大时，即蒸汽流量增加，加法器的输出就增大，给水阀开大，就增大了给水量。当蒸汽负荷突然增加，而出现“假液位”时，由于PID1是反作用，PID1的输出就减小，即加法器里的X1就减小；由于负荷增加，加法器里的X2就增加，这样，加法器的输出基本变化不大。经过短时间后汽包内压力恢复平衡，“假液位”消除，此时，液位因蒸发量增加而开始下降，PID1的输出就增加，则给水量增加，直至汽包液位恢复到给定位置。
4、结论
山钢集团莱芜分公司能源动力厂3#锅炉通过自控系统硬件升级、保证了设备安全顺行。通过开发炉膛负压自动调节以及汽包水位自动控制等功能，实现了锅炉的给水控制、负压调节、温度调节等功能，生产的高度自动化、操作的简单方便减轻了操作人员的劳动强度和环境对现场工作人员身体的危害，提高了经济效益，节省了劳动力，该系统自应用之日起，运行稳定可靠，保证了准备性生产。
参考文献
1 牛玉广. 基于多元统计过程监控的锅炉过程故障检测[J]. 动力工程学报，2017（10）：54-56
2周慎学，沈奇. 基于在线支持向量机的锅炉燃烧系统动态建模[J]. 自动化仪表，2017（10）：24-26
作者简介：温兴河，男，毕业于吉林大学测控技术与仪器专业，目前为山信软件莱芜自动化分公司工程师，主要研究方向：自动化与仪器仪表控制。