楊軻研（大連市科技館,遼寧　大連　116000）

基于PLC的生物質(zhì)顆粒燃燒爐控制系統(tǒng)

楊軻研
（大連市科技館,遼寧大連116000）

摘要：生物顆粒燃料具有高效節(jié)能、熱效率高、低碳環(huán)保等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于小型爐窯、中小型鍋爐、生產(chǎn)車間取暖、電鍍烘干等行業(yè)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保能效。然而一些中小企業(yè)在使用過程中為了節(jié)省成本，多采用人工投料方式，但此種方式在投放過程中有如下問題：存在安全隱患，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷害；溫度難以控制，通常難以保障溫度的持續(xù)與恒定；致使燃料總體利用效率不高。本文就自己設(shè)計(jì)的噴涂車間生物質(zhì)顆粒燃燒爐的PLC恒溫控制進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：PLC；生物顆粒燃料；控制原理

1　生物質(zhì)顆粒燃燒爐的PLC控制原理

此生物顆粒燃燒爐，是一種主要利用生物顆粒為燃料，為工廠等大型鍋爐、烘干設(shè)備加熱恒溫的裝置。因?yàn)槠渚哂泄?jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，因此可廣泛應(yīng)用于噴涂、鍋爐、取暖等設(shè)備上。本文就該系統(tǒng)應(yīng)用于工廠噴涂車間的烘干設(shè)備進(jìn)行論述。

此套燃燒爐分為加熱爐和PLC控制系統(tǒng)，加熱爐的電機(jī)分為送料電機(jī)和通風(fēng)機(jī)，送料電機(jī)將料斗內(nèi)的生物顆粒送到燃燒爐內(nèi)燃燒，通風(fēng)機(jī)將熱量吹入加熱管道。因此選擇PLC驅(qū)動變頻器帶動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而通過加熱體內(nèi)部溫度測定，實(shí)時(shí)控制送料電機(jī)、通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到較精確控制加熱體內(nèi)部溫度的目的。

加熱爐爐體外形及配件：

（1）自制1米*1米的方形料斗，容量約為1立方米。

（2）自制r=0.5米、h=1.5米的圓形燃燒爐體。（3）OLYMPIA VSC63A5220V點(diǎn)火器。（4）WANSHSIN1.1kw三項(xiàng)異步電動機(jī)。

（5）江南特風(fēng)4kw多翼離心通風(fēng)機(jī)。

PLC控制系統(tǒng)主要配件為：

（1）余姚龍達(dá)XMTA-8038溫控器。（2）PT100溫度傳感器。

（3）三菱fX3GA-24MR型PLC。（4）50瓦24V開關(guān)電源。（5）威綸通6070IP觸摸屏。

控制原理：生物顆粒燃燒爐啟動后，XMTA-8038溫度控制器采集傳感器溫度，控制PLC的運(yùn)行狀態(tài)，此狀態(tài)分為“大火狀態(tài)”和“小火狀態(tài)”。當(dāng)溫度控制器采集的溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，溫度控制器輸出數(shù)字量“低溫”信號給PLC，PLC程序自動運(yùn)行“大火狀態(tài)”，當(dāng)溫度控制器采集的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，溫度控制器不輸出信號，此時(shí)PLC采取默認(rèn)程序，執(zhí)行“小火狀態(tài)”。大火狀態(tài)和小火狀態(tài)的送料頻率與通風(fēng)機(jī)頻率均可分別設(shè)定，繼而經(jīng)過試運(yùn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而維持自動運(yùn)行時(shí)火焰溫度的恒定。

2　控制柜電氣圖紙及PLC實(shí)現(xiàn)方式

PLC主電路圖如圖1。

主程序如圖2。

3　試運(yùn)行結(jié)果

對于該套PLC生物質(zhì)顆粒燃燒爐控制系統(tǒng)進(jìn)行了30天的涂裝線試運(yùn)行，每天平均運(yùn)行8小時(shí)，期間進(jìn)行過70℃和170℃的涂裝產(chǎn)品烘干。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)整，設(shè)定“大火狀態(tài)”采用通風(fēng)機(jī)20Hz頻率與送料電機(jī)15Hz頻率；設(shè)定“小火狀態(tài)”采用通風(fēng)機(jī)15Hz頻率與送料電機(jī)8Hz頻率，生物顆粒燃料燃燒得較為充分。

結(jié)果：基于PLC的生物質(zhì)顆粒燃燒爐控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，達(dá)到預(yù)設(shè)值溫度的速度較快，達(dá)到70℃低溫烘干溫度用時(shí)30分鐘左右（環(huán)境溫度10℃），達(dá)到170度高溫烘干溫度用時(shí)為90分鐘左右（環(huán)境溫度10℃）。同時(shí)經(jīng)該套系統(tǒng)加熱的涂裝線溫度較為恒定，高溫涂裝溫度控制在163℃-175℃；低溫涂裝溫度控制在68℃-73℃之間，對于涂裝線溫度的控制維持在5%以內(nèi)的波幅，烘干的產(chǎn)品表面干燥，無起皺、剝落現(xiàn)象，也無油漆集聚現(xiàn)象。

4　結(jié)論

基于PLC的生物顆粒燃燒爐控制系統(tǒng)能很好的維持烘干爐內(nèi)溫度恒定，對于噴涂、電鍍烘干行業(yè)有著開創(chuàng)性的作用，同時(shí)生物顆粒的使用使機(jī)械加工行業(yè)有了更加環(huán)保節(jié)能的選擇，可成為廣泛推廣的新型自動化節(jié)能設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

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[3]戴文儀.生物質(zhì)顆粒燃料燃燒特性及燃燒動力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[D].吉林大學(xué),2008.

作者簡介：楊軻研（1986—），男，遼寧大連人，本科，研究方向:自動化控制。