一种锅炉系统的综合控制装置及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种锅炉系统的综合控制装置及系统，所述综合控制装置包括：控制板和与控制板连接的显示器，控制板上设有微电脑、电源部件、通讯部件、气体泄漏检测信号输入接口、安全检查信号输入接口、水位检测信号输入接口、燃烧器燃烧控制信号输出接口、逆变器控制信号输出接口和异常警报信号输出接口。本实用新型能够简化原有锅炉控制系统的电路结构，节省成本，容易掌握锅炉的实际运行状态。
【专利说明】一种锅炉系统的综合控制装置及系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种锅炉系统的综合控制装置及系统，属于锅炉控制【技术领域】。【背景技术】
[0002]在锅炉控制系统中，锅炉燃气泄漏检测装置、各种安全诊断设备、燃烧器燃烧控制装置、水位控制器等多种设备是通过一个记录集数据连接构成，会产生高额制作费和装置费用。另一方面，上述设备之间的连接电路、电路结构复杂，出现故障时会消耗很长时间来查找故障原因，很难掌握锅炉运行状态。
[0003]此外，例如:锅炉送风机的运转是百分之百的驱动，根据挡板的开合角度调整送风量，因此空气量的调整精密度受限制，影响燃烧器的燃烧效率；负载变动风扇电动机的电流恒定，特别是风机电动机的起动电流消耗了很多不必要的电力；水位检测传感器的检测位置，水泵百分之百的驱动，断续供水ON-OFF的使用频繁会很难维持水位。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于，提供一种锅炉系统的综合控制装置及系统，能够简化原有锅炉控制系统的电路结构，节省成本，容易掌握锅炉的实际运行状态。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]一种锅炉系统的综合控制装置，包括控制板和与控制板连接的显示器，控制板上设有微电脑、电源部件、通讯部件、气体泄漏检测信号输入接口、安全检查信号输入接口、水位检测信号输入接口、燃烧器燃烧控制信号输出接口、逆变器控制信号输出接口和异常警报信号输出接口。
[0007]前述的锅炉系统的综合控制装置中，安全检查信号输入接口包括燃气压力信号输入接口、送风机空气压力信号输入接口、汽包超压信号输入接口、锅炉管体温度信号输入接口和燃烧排气温度信号输入接口。
[0008]前述的锅炉系统的综合控制装置中，显示器为触摸显示器。
[0009]采用前述任一项所述装置的锅炉系统的综合控制系统，它包括锅炉系统、锅炉系统的综合控制装置和远程控制PC，锅炉系统的综合控制装置通过其上的RS-485通讯部件与远程控制PC进行通讯连接；
[0010]锅炉系统包括设于燃气主阀和第一阀之间的气体泄漏检测仪、设于供应燃气管道中的燃气压力开关、设于送风机输送管道中的空气压力开关、设于锅炉汽包中的超压检查开关、设于锅炉管体内的温度传感器、设于锅炉内的排气温度传感器和水位传感器；气体泄漏检测信号输入接口与气体泄漏检测仪连接，燃气压力信号输入接口与燃气压力开关连接，送风机空气压力信号输入接口与空气压力开关连接，汽包超压信号输入接口与超压检查开关连接，锅炉管体温度信号输入接口与温度传感器连接，燃烧排气温度信号输入接口与排气温度传感器连接，水位检测信号输入接口与水位传感器连接。
[0011 ] 前述的锅炉系统的综合控制系统中，水位传感器采用电极式水位传感器。[0012]与现有技术相比，本锅炉控制系统包括气体泄漏检测装置，气体压力的正常供应变化判断安全功能、送风机空气压力有无异常的安全功能、防止锅炉管体温度上升的安全功能、防止排气温度上升安全功能、滚筒的压力上升功能等各种安全诊断装置，以及燃烧器燃烧控制装置和水位控制装置等。本实用新型集成了锅炉控制所需的气体泄漏监控、安全诊断、燃烧器燃烧控制、水位控制等功能，并通过图形显示器来显示锅炉状态监测数据，容易确认锅炉运行故障问题的原因，节省时间。简化了锅炉控制系统中各控制装置之间的线路连接，节省了制作费用及操作费用，可以实现长期有效的锅炉维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是锅炉系统的综合控制系统的结构示意图；
[0014]图2是锅炉系统的结构示意图；
[0015]图3是本系统的工作流程图。
[0016]附图标记:1-空气压力开关，2-燃气压力开关，3-远程控制PC，4-锅炉系统，5_显示器，6-控制板，10-综合控制装置，14-温度传感器，16-燃烧器，18-供水泵，20-水位传感器，24-负载调节压力开关，26-排气温度传感器，30-水泵变频器。
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型的实施例:一种锅炉系统的综合控制装置，如图1所示，包括控制板和与控制板连接的触摸显示器，控制板上设有微电脑、电源部件、通讯部件、输入/输出控制部件和模拟通讯输入/输出部件；所述输入/输出控制部件包括燃烧器燃烧控制信号输出接口、逆变器控制信号输出接口和异常警报信号输出接口 ；所述模拟通讯输入/输出部件包括气体泄漏检测信号输入接口、安全检查信号输入接口、水位检测信号输入接口，以及燃气压力信号输入接口、送风机空气压力信号输入接口、汽包超压信号输入接口、锅炉管体温度信号输入接口和燃烧排气温度信号输入接口等安全检查信号输入接口。
[0019]如图1、图2所示，采用前述装置的锅炉系统的综合控制系统包括:锅炉系统4、锅炉系统的综合控制装置10和远程控制PC3，锅炉系统的综合控制装置10通过其上的RS-485通讯部件与远程控制PC3进行通讯连接；
[0020]锅炉系统4包括设于燃气主阀和第一阀之间的气体泄漏检测仪(可采用品牌-M国AMPR0BE/型号:ULD-300)、设于供应燃气管道中的燃气压力开关2、设于送风机输送管道中的空气压力开关1、设于锅炉汽包中的超压检查开关(其包括压力传感器、变送电路、CPU和报警模块)、设于锅炉管体内的温度传感器14、设于锅炉内的排气温度传感器26和水位传感器20 (采用电极式水位传感器)；气体泄漏检测信号输入接口与气体泄漏检测仪连接，燃气压力信号输入接口与燃气压力开关2连接，送风机空气压力信号输入接口与空气压力开关I连接，汽包超压信号输入接口与超压检查开关连接，锅炉管体温度信号输入接口与温度传感器14连接，燃烧排气温度信号输入接口与排气温度传感器26连接，水位检测信号输入接口与水位传感器20连接。
[0021]工作原理:
[0022]一、气体泄漏检测[0023]确认燃气主阀和第一阀之间的气体泄漏检测仪的智能输入信号是否发生变化。若有信号发生变化，则打开第一阀，排放主阀和第一阀之间的气体；若20秒没有发生变化，判断主阀没有泄漏结束泄漏检测；若5秒以上有数字信号，则判断为主阀泄漏，发出燃气泄漏报警。
[0024]二、安全诊断
[0025]1、锅炉运转所需的气体压力安全检查
[0026]确认供应管道燃气炉的燃气压力开关2的数字信号的变化值。若有数字输入信号，则判断燃气正常供应；若没有数字输入信号，则判断燃气供应异常，气体压力异常情况发出警报，燃烧器16停止运转。
[0027]2、锅炉运转所需的送风机压力安全检查
[0028]燃烧器16开始工作，确认送风机输送管道中的空气压力开关I的数字输入信号的变化值。若有信号，则送风机正常动作，对燃烧器16燃烧进行控制；若没有信号，则送风机的运作不正常，发出空气压力异常警报同时使燃烧器16停止运转。
[0029]3、锅炉汽包压力运转所需的安全检查
[0030]确认锅炉汽包中的超压检查开关的数字输入信号的变化值。若有信号，则判断为正常压力内运转的；若没有信号，则判断为超过了正常设置压力，发出超压异常警报同时燃烧器16停止运转。
[0031]4、锅炉运转所需的锅炉管体温度安全检查
[0032]确认锅炉管体的温度传感器14 (可选用品牌:仪和德联/型号PT100)的模拟输入信号的变化值。若在设置温度范围内，则检测正常；若温度过高，超出设置温度范围，则发出管体温度异常警报并使燃烧器16停止运转。
[0033]5、锅炉操作需要的锅炉排气温度安全检查
[0034]确认锅炉燃烧器燃烧排气温度传感器26的模拟输入信号的变化值。若在设置温度范围内，则检测正常；若温度过高，超出设置温度范围，则发出排气温度异常警报并使燃烧器16停止运转。
[0035]三、电极棒水位控制
[0036]采用锅炉水柱表来监视水位，水柱桶内设置的5个电极棒具有自动供水和发出低水位警报功能。
[0037]若水位传感器20放出12V交流电，电信号通过电导体的水经第五电极棒输入到水位传感器，会解除超低水位警报；若没有电信号则判断为没有水，发出超低水位报警，如果此时锅炉在运行中，锅炉会停止运作。
[0038]若水位传感器20放出的电信号通过电导体的水经第四电极棒输入到水位传感器20，会解除低水位警报；若没有信号则判断为没有水，会发出低水位警报并进行水泵供水，如果此时锅炉在运行中，锅炉也不会停止。
[0039]若水位传感器20放出的电信号通过电导体的水经第三电极棒输入到水位传感器20则判断为中水位；若没有信号则判断为没有水，进行水泵供水，锅炉继续运行。
[0040]若水位传感器20放出的电信号通过电导体的水经第二电极棒输入到水位传感器20则判断为高水位，会停止水泵供水；若没有信号则判断为没有水，进行水泵供水，锅炉继续运行。[0041]若水位传感器20放出的电信号通过电导体的水经第一电极棒输入到水位传感器20在则判断为超高水位，发出“超高水位”的警报，锅炉继续运行。
[0042]四、燃烧器燃烧控制
[0043]如图3所示，当气体泄漏检测、安全检测、水位控制正常执行、没有异常时，进行燃烧器16燃烧控制。
[0044]当安全检测没有异常时，会排出炉内残留气体，此时打开空气调节闸板，排气完成后，空气调节闸板停止打开，点火变压器发生火花，然后派克电磁阀点火燃烧。点火燃烧形成火焰，通过火焰检测器检测火焰，如果输入信号不正常，就会发出“初始点火失败”的警报并停止运行。正常检测到火焰燃气主阀和一次燃烧阀燃烧器点火，检测到主燃火是正常火焰，二次燃烧阀燃烧器进行燃烧。如果检测不到火焰，就会发出“运行中失火”警报并锅炉停止运转。
[0045]负载调节压力开关24 (可选用型号CN101X)自动进行燃烧器16燃烧，如果没有输入，就判断为因设置压力过高而产生蒸汽，切断高负荷燃烧。隔断燃烧器燃烧压力开关(可选用品牌:西门子/型号:QPL25)，自动进行燃烧；如果没有信号，就判断为因燃烧器隔断压力异常而发生蒸汽停止运行；如果有信号，就判断为因燃烧器隔断压力过低而重新开始运行。
[0046]五、逆变器控制
[0047]锅炉运行中，送风机电动机、供水泵电动机与逆变器连接，逆变器控制器发出减速控制信号，水泵变频器30改变电压和驱动频率。调节电动机的转速会调节供应的流量及压力，使调节范围变宽，降低电力。
[0048]这里，流量Q跟转速N成比例，
[0049]Q1ZQ2 = N2ZN1 = >Q2 = N2ZN1^Q1,
[0050]流体的压力P跟转速N的平方成比例，
[0051]P1A32 = [VN1]2 = >P2 = [N2ZNJ2^P1,
[0052]电力B是转速N的立方，
[0053]B1ZB2 = [N2ZN1]3 = >B2 = [ N2ZN1 ] 3^B10
[0054]燃烧器16的空气量调节电机上的挡板位置信号，因挡板位置变化而变化的输入信号被重新传输，改变送风机逆变器的驱动频率来调节送风机电动机的速度。挡板位置从关闭到打开，设置信号值从低值(0% )到高值(100% )改变，改变值输入到逆变器控制器，输入的值成比例地改变逆变器驱动频率，风机电动机的旋转速度得到控制。即调节风机电动机的旋转速度可以调节风机风量和风压，使燃烧器16燃烧所需要的空气量进行细微调整，使燃烧器16的负荷调节范围变大，降低电力费用。
[0055]将水位检测信号传输给 供水逆变器，改变的驱动频率来调节供水泵18的转速。当输入低位置的水位检测信号时，高值(20mA)的电流信号从供水逆变器输出，提高供水泵18的转速喷出大量水量；当输入高位置的水位检测信号时，低值(4mA)的电流信号从供水逆变器输出，降低供水泵18的旋转速度喷出少量水量。即随着水位位置的改变，自动调节供水泵18的旋转速度，连续供应少量的水，使水位变动幅度变小；随着水位变动幅度变小，会产生蒸汽，并且降低电力费用。
[0056]六、通讯[0057]锅炉综合控制装置10利用本身的RS-485通讯设备提供与远程控制PC3之间的Modbus RTU协议通讯。
【权利要求】
1.一种锅炉系统的综合控制装置，其特征在于:包括控制板和与控制板连接的显示器，控制板上设有微电脑、电源部件、通讯部件、气体泄漏检测信号输入接口、安全检查信号输入接口、水位检测信号输入接口、燃烧器燃烧控制信号输出接口、逆变器控制信号输出接口和异常警报信号输出接口。
2.根据权利要求1所述的锅炉系统的综合控制装置，其特征在于:安全检查信号输入接口包括燃气压力信号输入接口、送风机空气压力信号输入接口、汽包超压信号输入接口、锅炉管体温度信号输入接口和燃烧排气温度信号输入接口。
3.根据权利要求1或2所述的锅炉系统的综合控制装置，其特征在于:显示器为触摸显示器。
4.采用权利要求1?3任一项所述装置的锅炉系统的综合控制系统，其特征在于:包括锅炉系统、锅炉系统的综合控制装置和远程控制PC，锅炉系统的综合控制装置通过其上的RS-485通讯部件与远程控制PC进行通讯连接； 锅炉系统包括设于燃气主阀和第一阀之间的气体泄漏检测仪、设于供应燃气管道中的燃气压力开关、设于送风机输送管道中的空气压力开关、设于锅炉汽包中的超压检查开关、设于锅炉管体内的温度传感器、设于锅炉内的排气温度传感器和水位传感器；气体泄漏检测信号输入接口与气体泄漏检测仪连接，燃气压力信号输入接口与燃气压力开关连接，送风机空气压力信号输入接口与空气压力开关连接，汽包超压信号输入接口与超压检查开关连接，锅炉管体温度信号输入接口与温度传感器连接，燃烧排气温度信号输入接口与排气温度传感器连接，水位检测信号输入接口与水位传感器连接。
5.根据权利要求4所述的锅炉系统的综合控制系统，其特征在于:水位传感器采用电极式水位传感器。
【文档编号】F22B35/00GK203810365SQ201420027834
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】马凯勤 申请人:马凯勤