[發明專利]一種結構新型的鍋爐燃燒控制器

在審

• 申請號: 201810021372.0
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN107885137A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 陳寶明;李苗苗;王雷;張育超;袁明晨
• 申請（專利權）人: 蘇州漢策能源設備有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務所(普通合伙)31235
• 代理人: 沈美英

技術領域

本發明涉及屬于工業自動控制技術領域，特別是一種采用雙MCU的鍋爐燃燒控制器。

背景技術

燃料鍋爐是一種目前工業上應用最廣泛的高效能量轉換設備，其產出物是壓力會隨使用量的多少變化的蒸汽。所以，蒸汽的產出量與供出的使用量之間的不平衡是引起蒸汽壓力變化的主要原因。而要保持這種平衡，其唯一途徑是改變鍋爐的燃燒量，以使蒸汽的產出量適應輸出量，從而使爐口蒸汽壓力維持于限定的安全范圍內。鍋爐燃燒控制器是為應對鍋爐燃燒過程中當負荷發生變化時鍋爐蒸汽壓力不能保持于限定范圍而設置的一種自動控制裝置，具有根據鍋爐出口蒸汽壓力變化、驅使燃氣量供給控制機構和空氣量供給控制結構按需動作，調整燃料和空氣的供給量，從而使蒸汽壓力維持在限定值范圍內的功能。目前常用的鍋爐燃燒控制器的結構如圖1所示，主要包含有傳感器1、控制處理器2和控制輸出器3，其中：所述的傳感器1具有實時檢測鍋爐工作狀態、并將檢測信號傳輸給控制處理器2的功能；所述的控制處理器2由一個MCU單片機充任，具有將實測信號與內部設定的限值相比較、運算處理并按需輸出控制信號的功能；所述的控制輸出器3包含有模擬量輸出器31和開關量輸出器32。 工作時，鍋爐燃燒控制器將實時檢測到的傳感器信號值與設定限值進行比較獲得偏差值、并將偏差值進行PID運算，其運算結果信號放大后經過驅動電路控制爐排電機的轉速，調節控制燃料和空氣的供給量，使鍋爐的蒸汽產出量適應輸出量，從而確保鍋爐運行于正常供汽狀態。具有自控程度高且工作可靠的特色，獲得市場的廣泛認可。但在實踐中發現，由于MCU單片機是由眾多電子元器件構成的集成電路，各電子元器件都有自身的工作壽命，故在實踐中偶爾會發現控制器死機或程序跑飛等導致控制失靈、且用戶不能及時發現的不可預測性故障，輕則帶來能源浪費、重則引發鍋爐爆炸。然而，由于現有的鍋爐燃燒控制器只具有隨機閉環控制蒸汽壓力平衡的功能，對于由自身工作壽命導致的不可預測性故障萬一發生時，既無自動報警提示的功能，又無應控制鍋爐停機、制止事故擴展的功能，所以，在鍋爐正常運行的過程中隨時存在突發性故障發生的不確定因素、對燃燒鍋爐存在一定的安全隱患，疑對工作管理部門帶來了困擾性壓力，故從結構角度、實用性和經濟性角度考慮，均欠理想。

發明內容

本發明的目的是要克服現有鍋爐燃燒控制器所存在的不足，提供一種結構相對比較科學合理、在控制器萬一發生不可預測性突發故障時具有自動控制鍋爐停機和及時發出報警提示功能、結構新型的鍋爐燃燒控制器。

本發明結構新型的鍋爐燃燒控制器主體包含有傳感器、控制處理器和控制輸出器，控制輸出器包含有模擬量輸出器和開關量輸出器，特征在于，所述的控制處理器為雙MCU構式，包含有均由MCU單片機構成的主控制處理器和副控制處理器；所述的傳感器的檢測信號輸出端分別與主控制處理器和副控制處理器的信號輸入端電氣相連，主控制處理器的控制信號輸出端同時分別與模擬量輸出器和開關量輸出器的輸入端、副控制處理器的控制信號輸入端電氣相連，所述的主控制處理器和副控制處理器之間設置有SPI通訊接口。

工作時，鍋爐控制器中的主控制處理器和副控制處理器，同時接收來自傳感器的檢測信號，主控制處理器將接收到的傳感器檢測信號轉換成數字信號后與MCU單片機內預存的設定限值進行比較，并將對比較獲得的差值進行PID運算，將運算結果以模擬信號和數字信號的形式對應輸出到模擬量輸出器和開關量輸出器，副控制處理器同時接收所述的模擬信號和數字信號，并由處理電路進行工作正確性判斷，在與原始輸入的檢測信號作對比的同時還通過SPI通訊接口與主控制處理器進行數據通訊、驗證主控制處理器的工作是否正常，如果判斷結果顯示主控制處理器工作不正常，則副控制處理器立即發出停爐指令和提示性故障報警。

基于上述構思的本發明結構新型的鍋爐燃燒控制器，由于在傳統的控制處理器中同時設置了具有正常控制鍋爐燃燒器蒸汽平衡功能的主控制器和具有鑒別主控制處理器工作是否正常、并在發現主控制處理器工作不正常時自動進行報警和關閉鍋爐運行功能的副控制處理器，有效克服了現有鍋爐燃燒控制器所存在的只具有檢測和閉環控制功能，無據況按需控制鍋爐停止運行和故障報警功能、使鍋爐存在安全隱患的不足，帶來了鍋爐燃燒控制器一旦出現工作非正常的不可預測性故障時能及時發出提示性報警信號，便于管理部門及時發現和更新鍋爐燃燒控制器，同時即時關停鍋爐，確保鍋爐安全，避免爆炸事件的發生，為管理職能部門減輕了困擾壓力、降低了維護保養鍋爐方面的工作量和經濟投入，實是鍋爐燃燒控制器的一大創新設計，具有很強的實用性和可貴的市場應用前景。

附圖說明