基于DCS的燃氣鍋爐自動控制系統
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將液位進行PID1調節后輸出，和蒸汽流量進行加法運算，其結果作為PID2的設定點，PID2將此設定點與給水流量的偏差進行調節，輸出帶動執行機構，調節給水閥。
汽包液位是主被調量，給水量是副被調量，蒸汽流量是前饋量。當汽包液位上升時，PID1的輸出減小，則加法器的輸出也減小，給水閥關小，就減小了給水量。當汽包負荷變大時，即蒸汽流量增加，加法器的輸出就增大，給水閥開大，就增大了給水量。
當蒸汽負荷突然增加，而出現“假液位”時，由于PID1是反作用，PID1的輸出就減小，即加法器里的X1就減小;由于負荷增加，加法器里的X2就增加，這樣，加法器的輸出基本變化不大。經過短時間后汽包內壓力恢復平衡，“假液位”消除，此時液位因蒸發量增加而開始下降，PID1的輸出就增加，則給水量增加，直至汽包液位恢復到給定位置。
3.3 爐膛負壓調節
爐膛負壓自動控制是通過調節引風機入口風門開度，保持爐膛負壓在-20――10 Pa的微負壓狀態，保證鍋爐安全燃燒。當兩臺引風機同時運行時，應并列或者固定其中的一個對另一個進行調節，可在畫面上選擇并列還是固1調2（1為固1調2，0為固2調1）。爐膛負壓設高、低報警。
3.4 鍋爐送風自動控制
送風自動控制目的：使鍋爐所投入的燃料在爐膛中燃燒時，自動投入合適的風量，以保證鍋爐的經濟燃燒。主要控制的參數為煤氣壓力及送風壓力, 進而達到最高的的鍋爐熱效率, 煙氣含氧量作為總風量的修正量。通過調節送風機的擋板開度來調節送風壓力;當兩臺送風機同時運行時，應并列（或者固定其中之一，對另一個進行）調節入口風門，可在畫面上選擇并列還是固1調2（1為固1調2，0為固2調1）。
3.5 鍋爐過熱蒸汽溫度自動調節（減溫水自動調節）
鍋爐過熱蒸汽溫度調節采用自制冷凝水噴水減溫裝置，鍋爐過熱蒸汽溫度自動調節是根據集器集箱和減溫器出口蒸汽溫度自動調節減溫水調節閥開度，控制減溫水量，以保證集汽集箱中蒸汽溫度控制在430――450℃范圍內。當集汽集箱出口蒸汽溫度降低時，汽溫自動調節系統自動減少減溫水量，隨著汽溫升高，減溫水量增加，保證集汽集箱出口蒸汽溫度穩定，反之則減小減溫水量，避免汽溫產生較大波動。噴水減溫系統中，由鍋爐提供兩個給水調節閥，其中DN50調節閥是主調節閥，在正常運行時使用;旁通管設一個DN50的調節閥，作為主調節閥的備用閥。在自動給水狀態下，只允許其中之一自動調節給水，另一調節閥備用;在程序投入之前，操作人員需要事先選定哪一個調節閥自動投入。如果此次未能設定，將按照上一次的設定執行。在主給水調節閥后設DN150的調節閥，根據所需要的冷凝水量調節該調節閥的開度。采用串級調節，蒸汽出口溫度經PID1調節輸出后，作為PID2（減溫器出口溫度調節）的設定點，PID2對此設定點和減溫器出口溫度的偏差進行調節，輸出帶動執行機構，調節減溫水調節閥。
當測得集汽集箱出口蒸汽溫度高時，PID1的輸出增大，則減溫水調節閥開大，增加減溫水量;反之，則減小閥門開度，減少減溫水量。
當有擾動時（主要擾動有煙氣流量和溫度的變化引起的擾動，減溫器入口蒸汽流量和溫度引起的擾動，減溫水壓力變化引起的擾動）首先反映在減溫器出口的蒸汽溫度變化，溫度一高，則要求增加減溫水量，調節就比較迅速，而對集汽集箱出口的蒸汽溫度的影響就比較小，提高了調節品質。框圖如下：
圖3 過熱蒸汽溫度自動調節控制系統的結構圖
4 監控功能
在畫面上可顯示鍋爐各部分時的溫度、壓力、流量分布狀況，采集的數據，歷史趨勢、報警閃爍畫面，完成各閥門、設備的開啟及操作，完成煤氣、助燃空氣的調節閥的操作及調節，各系統的自動調節與軟手動調節、硬手動調節的無擾自動切換，各調節閥的操作及調節和保持各數據的動態顯示。主要畫面如下：
主菜單：完成系統登陸，選擇工作制度、切入主畫面。
主畫面：可顯示鍋爐爐的整個工藝生產流程及相關的主要參數值，報警閃爍，切入其他畫面的功能按鈕。分畫面：各調節系統的畫面，包括參數設定的功能鍵、棒狀圖、控制流程圖、報警紀錄，相關信息;歷史趨勢，相關的PID參數設定等。
報警畫面：按工藝要求，當過程值超過報警上下限時，發出報警，并在報警畫面上顯示報警發生時間、報警值、報警等級、報警點，操作員在報警畫面中可以完成報警確認、報警信息過濾等功能。
報表打印：可設置任意格式報表，可打印所有輸入輸出參數的報表。另外，對監控站設有多個安全級進行管理，每個安全級均由不同的權限，防止侵權或誤操作。
5 應用效果
采用DCS系統及相關控制流程以后，首先使操作工操作方便，使用鼠標點擊即可，整個鍋爐的運行狀況在計算機屏幕上一目了然。在實際應用中，采用DCS及相關控制技術的主要優點有：提高能源利用率，保證系統能夠高效安全運行;出水溫度穩定，提高舒適度;升溫速度快。從控制性能看，調節比較及時，超調不大，上下波動小，運行穩定。
從節能降耗看，該生產線使用了工業過程優化自動控制技術以后，提高了系統可靠性，與同種類型鍋爐相比, 每年減少故障停機時間約200小時，鍋爐功率為130噸/小時，蒸汽按70元/噸計，每年可節約資金180余萬人民幣, 給企業帶來可觀經濟效益。
本文作者創新點：提出了一種基于分布式煤氣燃燒鍋爐控制系統，既充分利用PC機豐富的軟硬件資源實現友好的人機界面，又通過工業以太網結構與PLC機進行通信，對鍋爐現場進行數據采集和及時處理，達到了鍋爐燃燒工況良好、節能降耗的工藝要求;全面實現儀電合一，統一由PLC和DCS完成其控制功能，實現了全面EIC一體化的系統。該系統控制思想較為先進，運行穩定，安全，可靠，節能。采用SIMATIC S7-400系列可編程控制器進行鍋爐控制,硬件可由軟件組態，軟件編程層次清楚，現場調試方便，利用其強大的通訊功能可組成各種分布式監控管理系統。
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