Управление парогенератором на ПЛК на Structured Text (ST). Практическое руководство

Это практическое руководство предназначено для инженеров-автоматизаторов, программистов ПЛК и специалистов по наладке котельного оборудования. В нём детально рассматривается автоматизация паровых котлов — от физических основ до реализации сложных алгоритмов управления на языке Structured Text (ST) по стандарту IEC 61131-3.

Паровой котёл — объект повышенной опасности и сложной динамики. Ошибки в управлении могут привести к авариям, взрывам и тяжелым последствиям. Поэтому система автоматизации должна быть не только эффективной, но и максимально надёжной, с многоуровневой защитой.

В книге последовательно разбираются:

Физические основы работы паровых котлов: термодинамика насыщенного пара, энергетический баланс, динамика процессов.

Система безопасности — многоуровневая защита: Low Water Cut-Off, High Pressure Trip, контроль пламени, предохранительные клапаны, E-Stop.

Архитектура системы управления — датчики (давление, уровень, расход, температура, O₂, пламя), исполнительные механизмы (газовые клапаны, заслонки, насосы), интерфейс оператора (HMI/SCADA), резервирование.

ПИД-регулирование — теория и практическая настройка для паровых котлов: пропорциональная, интегральная, дифференциальная составляющие, анти-виндап, ограничение скорости изменения выхода.

Регулирование уровня воды — три схемы: одноэлементная (On/Off), двухэлементная (уровень + расход пара), трёхэлементная (уровень + расход пара + расход питательной воды) с полной компенсацией эффекта «набухания-усадки» (swell & shrink).

Управление горелкой (BMS) — последовательности пуска, розжига, контроля пламени, аварийного останова; конечный автомат на ST.

Каскадное регулирование — давление-мощность, топливо-воздух; повышение качества управления.

Управление каскадом котлов — ведущий-ведомый, алгоритмы включения/отключения, распределение нагрузки, ротация для равномерного износа.

Полные программные примеры на ST с комментариями — готовые функциональные блоки для ПИД, BMS, трёхэлементного регулирования и каскадного управления.

Книга содержит теоретические выкладки, таблицы термодинамических свойств, схемы, графики, расчётные формулы и готовый код, который можно сразу использовать в проектах CoDeSys, TwinCAT и других средах IEC 61131-3.

Руководство будет полезно инженерам по автоматизации, программистам ПЛК, наладчикам котельных, студентам и преподавателям технических специальностей. Оно поможет создать надёжную, эффективную и безопасную систему управления парогенератором, соответствующую требованиям промышленной безопасности (ГОСТ, ТР ТС, NFPA).