CPM2A PLC在燃油锅炉自动控制系统中的应用

锅炉的工作过程是根据负荷的要求，生产具有一定压力和温度的蒸汽。为确保锅炉正常运行和实现自动调节功能，必须安装相关的仪表，用于记录各种参数，如压力、水位等，给自动化控制提供依据。早期锅炉多采用继电器控制，硬接点较多，容易氧化，造成接触不良，使控制失灵。可编程序控制器是一种替代继电器控制系统的新型工业自动化控制装，具有体积小、功能强、可靠性高、操作简单、维修方便等优点，下面介绍利用PLC编程功能实现对燃油锅炉自动化控制的方法。

要求使用欧姆龙CPM2A PLC对燃油锅炉的点火、燃烧、送风、喷油等一系列过程实现自动控制，设计系统的软硬件，使系统运行稳定可靠。

一、燃烧过程分析

燃油经燃油预热器预热，由喷油泵经喷油口打入锅炉燃烧。燃烧时，鼓风机送风；喷油口喷油；点火变压器接通（子火燃烧）；瓦斯阀打开（母火燃烧），将燃油点燃；点火完毕后，关闭点火，继续送风、喷油，使燃烧持续。锅炉的进水和排水分别由进水阀和排水阀执行，上、下水位分别由上限、下限水位开关检测。蒸汽压力由蒸汽压力开关检测。燃油锅炉示意图如图18-1所示，系统的工作过程如图18-2所示。

1．控制要求

(1)起动

起动过程如图18-3所示。

(2)停机

停机过程如图18-4所示。

图18-1 燃油锅炉示意图

图18-2 系统的工作过程

图18-3 燃油锅炉的起动过程

图18-4 燃油锅炉停机过程

(3)异常状况

锅炉燃烧过程中，出现异常状况时（即蒸汽压力超过允许值，或水位超过上限，或水位低于下限），能自动关火清炉；异常状况消失后，能自动按起燃程序重新点火燃烧，如图18-5所示。

图18-5 燃油锅炉异常情况

(4)水位控制

锅炉起动后，水位低于下限时进水阀打开，排水阀关闭；水位高于上限时，排水阀打开，进水阀关闭。

2．系统输入/输出类型、点数及PLC选用

艾特贸易网编辑根据燃油锅炉控制流程和控制要求，确定系统的输入开关量需要5点，输出为7点。其地址分配如表18-1所示，I/O接线图如图18-6所示。

表18-1    I/O地址分配

图18-6    I/O接线图

二、软件设计与运行分析

艾特贸易网根据系统的控制要求编制梯形图如图18-7所示。

(1)起动

按下起动按钮SB1，100. 00接通并自保。在正常状况下，即蒸汽压力不超限，ST1断开（00. 02常闭触点闭合）、水位上限开关ST2断开（00. 03常闭触点闭合）、水位下限开关ST3断开（00. 04常闭触点闭合），200. 00接通，10. 00接通，驱动燃油预热接触器KM1，燃油预热；计时器TIM600开始计时，计时时间到，TIM600常开触点闭合，300. 00接通，10. 01，10. 02和10. 03接通，锅炉开始送风、子火燃烧、母火燃烧；TIM50开始计时。计时时间到，TIM50常开触点闭合，10. 04接通，喷油燃烧；同时TIM50开始计时，计时时间到，TIM50常闭触点断开，10. 02和10. 03断开，子火关闭、母火关闭，继续燃烧。

图18-7 系统梯形图

(2)停止

按下停止按钮SB2，00. 01接通，00. 01常闭触点断开，100. 00和200. 00断开，10. 00断开，燃油预热停止；00. 01常开触点闭合，400. 00接通并自保，TIM200开始计时；400. 00常闭触点断开，TIM50断开，10. 04断开，喷油停止；400. 00常开触点闭合，10. 01继续接通，送风清炉。

(3)异常状况

蒸汽压力超限时，ST1闭合（00. 02常闭触点断开），或水位超过上限，ST2闭合（00. 03常闭触点断开），或水位低于下限，ST3闭合（00. 04常闭触点断开），200. 00断开，400. 00接通，TIM200开始计时，10. 00、T451、10. 02、10. 03和10. 04断开，子、母火燃烧及喷油停止，继续送风清炉。TIM200计时到，400. 00断开，清炉停止。异常状况消失后，200. 00接通，又从燃油预热开始按起燃程序工作。

(4)水位控制

水位低于下限时，开关ST3关闭，00. 04常开点闭合，常闭点断开，10. 06断开，10. 05接通，排水阀关闭，进水阀打开。水位高于上限时，开关Srl2闭合，00. 03常闭点断开，00. 03常开点闭合，这时接通10. 06，断开10. 05，排水阀打开，进水阀关闭。

通过PLC实现了对燃油锅炉点火、燃烧、送风、喷油等一系列自动控制过程，系统运行稳定可靠，解决了采用继电器控制锅炉出现的硬接点多、容易氧化、接触不良、控制失灵等问题。