内容发布更新时间 : 2025/1/5 8:43:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于MCGS的天然气燃烧装置控制系统的设计

摘 要：采用MCGS组态软件设计燃烧控制系统，通过昆仑通态（MCGS）TPC7062KS 触摸屏作为人机界面，不仅可以实时监控工业炉内燃烧状况及控制系统的运行情况，而且可以进行数据分析，分析故障原因，对燃烧系统进行全面的监控。控制系统采用PID温度控制器，可使控制过程在短时间内达到预定的设定值，同时尽可能抑制升温过程中的超调现象或外部负载干扰，达到精准可靠控制。

关键词：PID控制；MCGS组态；PLC控制 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.061 0 引言

燃烧装置在冶金行业、石油化工、铸造行业等广泛应用。燃烧装置的燃料主要有油和气两种，本设计以天然气燃烧控制系统为例进行设计。燃烧控制系统主要以精准的、稳定的闭环系统来控制燃烧室的温度，达到控制工艺要求的目的。电控系统采用PLC控制，温控系统采用智能PID温控器，实现空气燃气量的自动调节。利用MCGS组态软件实现上位机与PLC、温控器之间的通信，并对现场设备运行状态实时监控。

1 燃烧控制系统的组成及原理

（1）燃烧装置的组成。燃烧装置主要由燃烧器、燃气主管路、点火管路、风管路组成。

（2）控制系统的组成。控制系统主要有火焰检测控制系统、燃气压力检测控制系统、自动点火控制系统、空气燃气自动控制系统和上位机监控通信系统组成[1]。 （3）工作原理。为了实现炉膛工件的加热温度保持恒定，炉膛温度和给定温度通过PID控制器，手/自动整定PID参数，来控制加热装置，使加热炉温度为恒定，并能实时显示当前温度值。燃气量和空气量构成比例控制，输出的理论分量和实际分量构成PID控制，输出到调节器进行调风。 （4）工作原理框图。工作原理框图见图1。 2 燃烧控制系统的控制功能 2.1 火焰检测控制系统

在燃烧室内安装火焰检测器，通过火检信号来控制燃气管道上截止阀的通断，同时，具有熄火报警保护功能。 2.2 压力检测控制系统

在燃气管道上安装压力表和压力传感器，通过检测超压、低压信号来控制燃气截止阀的通断，同时，具有超高压和超低压报警功能。

2.3 自动点火控制系统

在燃烧室内安装可自动伸缩的点火枪，点火枪点火成功后，自动退出燃烧室，来延长点火枪的使用寿命。

2.4 空气燃气自动控制系统

利用PID控制器来实现空气燃气自动调节，通过空气量燃气量适当的配比，可使燃料充分燃烧并快速达到预期工艺要求。 2.5 控制柜

控制柜除了正常的配电功能外，主要以S7-200为控制核心，通过控制程序来实现逻辑控制工艺要求。采用232/485通信协议与上位机进行通信。控制柜安装温控仪表和流量监测仪表，可以实时采集现场数据信息，以供显示和计算偏差。 2.6 工控机

工控机采用安装有MCGS组态软件和SETP7软件的工业PC机，通过MCGS组态软件生成的HMI界面，具有画面模拟与监控、故障报警显示与分析、数据报表显示与输出等功能。例如：模拟燃烧控制元件的状态、燃烧室内的燃烧状态，数据报表，实时温度曲线等。通过SETP7软件可在线修改、调试用户程序，并查看用户程序的执行状态。 3 燃烧控制系统的组态设计 3.1 MCGS组态软件

MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构