PLC在船舶锅炉控制系统中的应用

摘 要：目前，社会的经济水平逐步提升，人们对于节能与环保的关注度也在不断提升，针对船舶锅炉控制系统的诸多问题，如：高强度、高污染、低效率等，对此要进行有效的解决。在科学技术的支持下，将PLC应用于船舶锅炉控制系统，促进了控制系统的先进化与自动化。本文主要研究了PLC控制系统的概况，分析了PLC在船舶锅炉控制系统的功能及其应用，旨在降低船舶锅炉的工作强度，控制其污染，提高其效率，从而为船舶行业的发展奠定坚实的基础。

关键词：PLC；船舶锅炉；控制系统；应用

引言：锅炉对于船舶来说是重要的，在船舶实现自动化的过程中，锅炉自动化控制是最为关键的环节，但目前，船舶锅炉控制系统的自动化水平偏低，不能满足船舶发展的需求，主要是由于传统的控制系统需要大量的维护，同时具有一定的复杂性与不确定性。将PLC应用于船舶锅炉控制系统之中，不仅减少了对系统的维护，还简化了系统的线路，提高了系统的稳定性。

1、PLC控制系统的概况

PLC也可以称之为可编程控制器，其重点部分为微处理器，通过数字运算从而形成的电子控制系统，PLC主要服务于工业生产，其存储器可以进行编程，同时还可以执行以下指令，如：逻辑运算、定时计数与顺序控制等，PLC主要利用了数字模拟的输入与输出，从而实现对了工业生产或者机械生产的控制。

PLC的工作方式为顺序扫描与不断循环，具体来说，PLC运行之际，其CPU将编制符合客户控制要求的程序，并且依照相关的指令进行循环的、周期的扫描，在扫描的同时，还要采样输入的信号，刷新输出的状态等[1]。

2、PLC在船舶锅炉控制系统中的功能

船舶锅炉控制系统是由不同环节共同组成的，如：燃烧程序控制、蒸汽压力控制、锅炉水位控制与保护等，对于不同的环节PLC要发挥不同的功能，具体的功能如下：

2.1程序控制功能

程序控制主要是根据操作指令，实现了预定操作程序的自动完成，此时船舶锅炉可以自动进行启动与停炉。在启动方面，锅炉将根据操作步骤，首先将油泵与风机等进行启动，此时风门呈最大值，而锅炉炉膛内不进行供油，再利用压缩空气进行吹扫，此时的风量较大，旨在避免因点火而形成冷爆的情况，最后将风门进行关闭呈最小值。在上述步骤完成后，方可进行点火，利用喷油阀，向炉膛内提供少量的燃油，当点火成功后，可以逐渐加大炉膛内的油量，进而促进锅炉的正常燃烧。在停炉方面，第一步便是停止对炉膛内供油，喷油结束后，再进行风机的关闭。

2.2自动调节功能

自动调节主要是对锅炉蒸汽压力与锅炉水位控制环节的参数进行自动的调节，通过调节保证每个环节内的参数均能够保持在规定要求范围内。锅炉水位控制主要是通过水位计的利用从而实现的，水位计能够检测锅炉的水位。同时，自动调节功能实现了对不同水位的控制，如：上限与下限水位，给水与停给水水位等，水泵电机通过水位控制开关，从而保证了给水量的控制、低水位联锁与报警处理等。

锅炉水位如果保持在正常状态之际，在蒸汽压力的作用下，锅炉炉膛内的燃油量将得到改变，从而保证了压力的稳定性，在此基础上，锅炉燃烧在压力方面得到了保护与监控，进而提高了控制系统运行的安全性与稳定性。

2.4自动保护功能

船舶锅炉在运营过程中，受诸多因素的影响可能出现异常状态，如果该状态未能及时发现与处理，将直接影响锅炉的安全与有序运行，因此，当锅炉处于异常状态之际，要停止其运行，并且进行报警。锅炉的异常状态主要源于以下几方面：点火失败、中途熄火、压力过高或者过低、水位危险等，因此，自动保护与报警也主要体现在上述几方面[2]。

3、PLC在船舶锅炉控制系统中的应用

3.1在硬件方面的应用

船舶锅炉控制系统对于PLC的功能要求主要体现在程序控制、自动调节与保护报警等方面，因此，PLC技术的应用要保证其自动控制的实现。

PLC自动控制系统在硬件方面主要包括输入控制与输出控制信号，前者包括开关按钮、继电器与传感器等，后者包括电磁阀、接触器与指示灯等，同时系统中还包括控制单元即可编程控制器。

本文主要对船舶辅助燃油锅炉控制系统进行了研究，该系统具有较快的运行速度，较为完善的功能，在实际应用过程中，该系统还能够进行适当的扩展。在系统中，PLC要具备基本的配置，即：输入开关量为9点，输出开关量为10点，同时，模拟量输入为3路，模拟量输出为1路。该系统中的开关具体有运行、水位、气压、风压与保护开关等；系统的接触器分别为鼓风机、油泵与空压机。

3.2在软件方面的应用

船舶锅炉运用的自动化控制系统，在软件方面，PLC将根据用户的要求进行程序的编制。

控制系统的软件编制步骤如下：根据锅炉的操作要求，在点火前保持在自动控制位置，对水位、油温、油压等进行检测，如果均处于正常状态，则可以进行点火。点火程序保证了锅炉点火的安全性，在此之后，确保蒸汽压力的有序供汽，判断供水系统的水位是否处于要求范围内，如果PLC检测后，供水系统处于要求范围，则要运用变频器对水泵进行控制，使其维持在恒压供水状态。PLC技术的应用，提高了锅炉控制系统的安全性与稳定性[3]。

总结：综上所述，PLC在船舶锅炉控制系统中的应用有着积极的意义，不仅保证了系统的安全运行，还降低了系统的故障率，同时，锅炉自动化控制系统具有较强的灵活性、便捷性、逻辑性与先进性等。在实际应用过程中，PLC控制系统提高了工作的效率，降低了环境的污染，此系统的应用具有深远的现实意义。

参考文献

[1] 顾锦辉. PLC在高性价比锅炉控制系统中的应用[J]. 黑龙江科技信息，2011，08：20.

[2] 程明魁. PLC在蒸汽锅炉控制系统中的应用[D]. 中国石油大学，2011.

[3] 张学亮，罗海燕. 浅谈PLC在锅炉控制系统中的应用[J]. 河南科技，2013，06：115.

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