关键词：锅炉安全监控系统 保护 逻辑 设计 应用
Abstract: Furnace Safeguard Supervisory System （FSSS） is absolutely necessarily in the large fossil-fired power unit .The primary business of FSSS is to protect the running of power unit and control the burner system. This paper introduces the main logic, design and function of the FSSS in the case of fossil-fired power unit of JI LIN.
Key words: FSSS protect logic design function
0引言
锅炉炉膛安全监控系统 （Furnace Safeguard Supervisory System）简称FSSS,它包括燃烧器控制系统（BCS）和燃料安全系统（FSS）。FSSS在锅炉的启动、运行及停止过程中对锅炉进行智能化自动管理，并且在运行中对锅炉运行的各种安全参数进行连续的检测，根据检测结果，系统会自动按照预先制定的控制逻辑对各种情况做出操作、告警或跳闸等必要的处理。避免了爆炸性的气体燃料混合物在炉膛及烟道内聚积，在危及锅炉安全的工况时，迅速切断进入炉膛的所有燃料，有效地防止了锅炉事故的发生。
近几年随着我国工业规模的不断拓展，电力工业也得到了飞速发展，大容量、高参数火电机组相继建设投产，机组安全运行的重要性日益提高。煤粉锅炉灭火爆燃是火电厂的常见事故，锅炉灭火时，若不及时采取紧急保护措施，切断燃料来源，则有可能使燃料在不受控的再点燃条件下瞬间爆燃造成事故。因此，采用锅炉炉膛安全监控系统，有利于锅炉的正常运行，保证了正常的生产需要。
1技术指标
燃烧不稳报警：报警值设定（每层是否满足4取3逻辑）
清扫计时时间：3 min
跳闸条件：
（1）炉膛灭火3/4逻辑，延时3S
（2）炉膛压力高2/3逻辑，延时2S
（3）炉膛压力低2/3逻辑，延时1S
（4）送风中断，同时失去2台送风机
（5）引凤中断，同时失去2台引风机
（6）燃烧中断：同时失去给粉与供油，延时4S
（7）水位异常（高，低），延时10-20S
（8）手动跳闸：同时按下2个手动按键
报警条件：燃烧不稳报警（加给粉证实或负压证实）
故障引起动作：跳排粉机
跳给粉机
关燃油电磁阀
去热工信号
保护投切：（1） 4个给粉层在工作且持续5 min以上；
（2）灭火保护压板投入。
不同现场锅炉设备运行条件：设置了压力及其他保护投切开关（K1）和火焰投切开关（K2）；对于运行较差的锅炉，在点火状态下先投入K1，待负荷增加到50%以上时，再投入火焰保护K2，保证点火的顺利进行。
节点故障报警：对6个跳闸压力开关进行在线自检，发现某一压力开关出现故障，延时15S发出节点故障报警。
注意：炉内无火（3层火焰全无）且八台给粉机全停，主机认为正常停炉，不发出灭火跳闸信号，需要加入给粉证实。提供某一路给粉信号，主机延时3S，炉膛灭火灯亮。
2项目功能
炉膛火焰监视
燃烧不稳报警
灭火保护逻辑
首次跳闸原因
打印首次跳闸原因
事故发生时间
炉膛清扫计时
无需点火时间
保护全程投入（设有保护投退开关）
节点故障巡检
火焰探头巡检保护和自检功能
3 硬件配置
SIMATIC S7-200 系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及 控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200 系列具有极高的性能/价格比。
S7-200系列的特点：
●极高的可靠性
●极丰富的指令集
●易于掌握
●便捷的操作
●丰富的内置集成功能
●实时特性
●强劲的通讯能力
●丰富的扩展模块
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床，机械，电力设施，民用设施、环境保护设备等等。如：
●冲压机床
●磨床
●印刷机械
●橡胶化工机械
●中央空调
●电梯控制
●运动系统
S7-200 系列PLC 有4个不同的基本型号的8种CPU可供使用
本设计使用CPU226 ：集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
扩展模块：
根据需要的模拟量输入输出点数本设计选用EM235
EM235特点：4AI/1AO，0-10V，0-5V，0-20mA。
触摸屏：
本设计采用MT500触摸屏。
该触摸屏具有功能强大的中文编辑软件，轻松完成复杂的人机界面设计；具有手写留言板功能，具有实现三级用户口令保护的功能；具有标准内置的RTC和配方功能,支持一机多屏和一屏多机的系统连接；双通讯口和独立的打印接口（MT506产品不支持打印接口）；可为OEM用户的专用控制器开发专门的通讯协议驱动。
通讯：（1）S7-200 与PC 通讯通过PC/PPI电缆，该电缆是西门子200专用电缆。
（2）S7-200 系列与MT500触摸屏通讯（CPU226 的通讯口）：
通讯口类型 RS485
数据位 8
停止位 1
波特率 9600
校验 偶校验
人机站号 0
PLC站号 2
人机互连通信速度 115200
PLC 超时常数 3.0
4 FSSS 的工作过程
（1）系统结构图
（2）控制设备图
图1-2 FSSS系统控制设备配置
5 I/O 列表
I/0 分配表
I/O分配表（DO）
6 结语
该控制系统自2003年在吉林电厂投入运行至今，实际运用良好，系统稳定可靠，便于人工操作，系统维护，系统功能健全。
参考文献：
[1]姜云亮 杨道勇 《锅炉安全监控系统FSSS 的分析》[J] 山西电力技术 1999（2）：56-58
[2]SIMATIC S7-200 可编程序控制器手册 产品目录[Z] 2002.9
[3]触摸屏介绍手册
[4]吴中俊 黄永红 《可编程序控制器原理及应用》 机械工业出版社 2003.8
[5]周万珍 高鸿斌 《PLC分析与设计应用》 电子工业出版社 2004.8
[6]《深入浅出西门子S7-200PLC》 北京航空航天大学出版社
[7]李秀中 《锅炉设备与安全技术》上海科学普及出版社 2003.12
[8]张良仪等编著 《工业锅炉微机控制》上海交通大学出版社 1991.2
[9]樊泉桂 魏铁铮 王军编著 《火电厂锅炉设备及运行》中国电力出版社 2001.6
[10]岑可法 周昊 池作和编著 《大型电站锅炉安全及优化运行技术》 中国电力出版社2003.8
作者简介
于伟庆，男，大连理工大学电信学院自动化系硕士研究生，研究方向：基于PLC锅炉灭火保护系统的研制。
王建国，男，大连理工大学电信学院自动化系硕士生导师，副教授。
