大多数供暖用锅炉的设计管理与使用仍处于二十世纪七八十年代水平，炉温不高、燃烧不充分、自动化程度不高，不仅在管理运转上浪费人力物力、还为安全生产带来隐患。中小型供暖锅炉自动控制系统正是为实现锅炉全方位控制与生产流程优化而设计，其设计规模主要面向中小型供暖锅炉。

（1）系统构成及控制策略

该供暖锅炉监控系统结构如图8-20 所示，由数据采集显示（监视）与控制两部分构成。监视部分用 PCL813、PCL818 数据采集卡采集模拟量，用 PCL818 采集和输出开关量；控制部分主要经 RS-485 通信模块控制变频器输出实现控制功能。配合数据采集与控制速度，一台工控机控制两台锅炉。锅炉控制系统硬件包括一台 PⅡ336 研华工控机、一块 32 路模拟量数据采集卡（A/D card）、一块 18 路开关量采集卡、一块 18 路模拟量数据采集卡、一块温度信号处理卡、一块开关信号接线板、一块 RS-485 通信卡、6 个 485 通信模块及 6 台 Lenze 变频器。模拟量数据采集卡用于将模拟信号转换成 12 位数字信号，所需采集模拟信号包括锅炉出水温度、锅炉出水压力、锅炉出水流量、炉膛温度、炉膛负压、锅炉排烟温度、锅炉热风温度、室外温度，每路信号占用数据卡一个模拟通道、同时采集互不干扰，采样周期 300 ms。

图8-20 供暖锅炉监控系统结构框图

开关量采集卡采集手动/自动切换信号、联锁开关信号、手动/自动温度设定信号、消除报警开关信号等，采样周期 300 ms。锅炉系统控制原理图如图8-21 所示。

图8-21 锅炉系统控制原理图

被控对象是鼓风机、引风机、炉排电动机，每台由一台 Lenze 变频器驱动。Lenze 变频器支持 RS-485 通信，可经 RS-485 设定变频器工作状况控制电动机工作状态。一台工控机控制两台锅炉（控制 6 台变频器），6 台变频器通过 Polling 方式与主机通信。

控制系统有自动运行与手动运行两种方式。手动运行时系统主要起数据采集与监视作用，主机经数据采集卡采集温度、压力、流量、负压、电动机电流及风压等数据，经修正后用画面显示；数据不正常时系统发出声光报警。自动运行时除与手动相同的数据采集监视功能外还具有控制功能：根据采集数据与设定数据计算控制量，经 RS-485 通信卡与模块传到变频器进行调节。自动运行可自动记录手动运行时的最佳参数值（鼓风电动机转速、引风电动机转速、炉膛负压、风煤配比）；若出水温度设定值变化，系统自动调节鼓风机、引风机、炉排电动机转速及锅炉燃烧状况。图8-21 为该控制系统自动运行方式控制原理图，其中 K1 为比例系数、K2 为风煤比系数，K2 根据煤质好坏人工设置，煤质变化时 K2 的改变使系统按新值自动投入、适应能力大大提高。当各种条件变化时，系统能自动分析、并按预定程序做出相关控制。

主程序流程图

（2）系统软件功能

监控系统软件基于组态软件组态王（KingView）开发，能完成实时数据监视、历史曲线分析、历史报表与实时报表、硬件检测、各路数据修正、控制曲线分析、实时控制、自动声光报警和报警记录分析等功能。

（3）系统的特点

特点是信息实时性强、自动化程度高、可靠性好。应用本系统后锅炉供暖系统绝大多数信息读取实现数字化，通过二次仪表与工控机、工人在控制室就能完全获得系统运行实时情况，从而大大降低人力和劳动强度、提高系统运行安全性与经济性。