熱水鍋爐DCS控制系統

  一．熱水鍋爐DCS控制系統----------適用于大型鍋爐房、自動化程度高、性能可靠、易擴展、投入較大、維護簡單

 

    DCS7系統與PLC系統的區別

    控制類產品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制類產品包括DCS、PLC兩大類。我們又將DCS的概念拓展到FCS。

    DCS（DistributedContorlSystem）,集散控制系統，又稱分布式控制系統。

    PLC（ProgramLogicControl）,可編程邏輯控制器。

    FCS（FieldBusContorlSyestem），現場總線控制系統

    發展到現在，DCS和PLC之間沒有一個嚴格的界線，在大多數人看來，大的系統就是DCS，小的系統就叫PLC。當然，這么說也不是不可以，但還是不對。PLC與DCS發展到 ，事實上都在向彼此靠攏，嚴格的說，現在的PLC與DCS已經不能一刀切開，很多時候之間的概念已經模糊了。

    DCS方案特點

    1）硬、軟件一體化設計：DCS各子功能站點采用相同類型的硬件、軟件配置，硬件上的互換性使電廠可減少備件，提高維護性。

    2）雙網結構，冗余實時網與信息網分開：采用高速100MBPS網絡主干線，且實時信息和非實時信息有效、合理的分流，既是實時運行數據暢通無阻的保障，又是實時數據上SIS系統方案的基礎。

    3）實時性高:動態畫面調用速率小于1秒；實時數據刷新速率小于1秒；操作響應速率小于2秒。

    4）全中文窗口化操作平臺：有助于運行人員 ，方便的操作和上機培訓

    5）全圖形化開放式組態，所見既所得：符合 IEC1131-3設計原則，有可構造各種狀態空間、模糊控制算法等的各種通用模塊和工廠控制專用模塊，具有強大的中文在線注釋功能，提供多種如虛擬XCU、在、離線仿真等功能。

    6）高冗余性：XCU、電源、數據高速公路（實時網等）的1:1冗余，人機接口站多站冗余， 可靠性

    7）強擴展性：可在原有系統的基礎上通過增加功能站硬件或設備或軟件來擴展其功能，同時不降低或影響原系統的性能。

    8）仿真閉環聯調：獨有全仿真裝置，在廠內即完成DCS模擬實物仿真閉環聯調，提供運行人員培訓， 系統按期投運。

    9） 的實時操作系統：TisNet-P800系統采用中文WINDOWS2000/XP實時多任務網絡操作系統。系統軟件采用ONXDC1.0版圖形、窗口化組態軟件。真正體現DCS的開放性、 性、 性、易維護等特點，是實現全廠管控一體化的堅實基礎。

    10）操作指導：強化整個DCS事故分析和操作優化指導，滿足工廠實際運行的各類用戶化圖表。

    11）提供在線性能檢測和過程制約機制，強大的性能計算、二次計算、經濟指標計算等。

    鍋爐是大量耗煤、耗電的熱能交換設備。由于調節手段有限，往常鍋爐運行中存在出力不夠，不能隨負荷的變化而及時變化，爐膛溫度偏低，風煤比不能及時調整等問題。爐膛換熱效率低，降低了鍋爐的效率。所以這就迫切要求我們的鍋爐控制技術得到提高。應用高新科學技術， 提升鍋爐綜合性能指標。

    鍋爐控制系統的硬件配置，目前有幾種，功能 好的是DCS，適合于多臺大型鍋爐控制，由于DCS具有輸入輸出光電隔離、停電保護、自診斷等功能，所以抗干擾能力強，能置于環境惡劣的工業現場中，故障率低。DCS編程簡單，易于通信和聯網，多臺DCS進行鏈接及與計算機進行鏈接，實現一臺計算機和若干臺DCS構成分布式控制網絡，另外使用DCS加上位機的控制系統具有很好的擴容性，如需要增加控制點或控制回路只需添加少量輸入輸出模塊即可，為以后的控制系統升級改造和其他功能的添加打下良好基礎，也為以后一機多爐控制系統等其他工廠級自動化網絡打下良好基礎。雖然，從短期的角度看價格稍高，如果從長遠觀點看，其壽命長，故障率低，易于維修，值得選用。

    本案熱水鍋爐控制系統根據用戶要求，核心控制器采用了DCS系統。實現鍋爐本體及輔機運行的自動化管理?？刂葡到y的設置滿足《熱水鍋爐 監察規程》、《鍋爐房設計規范》的相關規定。體現了現代控制系統的集中管理、分散控制、信息共享的思想。另外本系統除了具有計算機自動控制的功能外，同時具有獨立于DCS系統的前臺直接控制功能（手動操作臺）， 鍋爐房的 、 運行。

    控制系統內容包括：

    1)熱工檢測：對鍋爐本體工藝系統的各種參數進行循環檢測；

    2)回路控制：對各控制回路采用優化的控制方式進行閉環控制。

    3)自動控制：對鍋爐進行集中控制和管理，達到自動化生產的目的。

    4)補水量的累積：DCS接受智能流量計的參數進行水量的顯示、累積。

    5）循環水量的累積：DCS接受智能流量計的參數進行水量的顯示、累積。

    6）原煤消耗量的累積：DCS接受輸煤皮帶稱的參數進行煤量的顯示、累積。

    熱水鍋爐自動控制主要功能包括：

    a.鼓、引風機及爐排減速箱電氣聯鎖

    爐排減速箱、鼓風機、引風機連鎖。當爐排減速箱故障停止運行時，其他設備停機順序為：爐排減速箱--鼓風機--引風機；爐排減速箱故障排除后，其他設備啟動順序為：引風機--鼓風機—爐排減速箱；當引風機故障停止運行時，自動停止爐排減速箱、鼓風機；當鼓風機故障停止運行時，自動停止爐排減速箱、引風機。正常啟動順序：引風機-鼓風機-爐排減速箱；正常停止順序：爐排減速箱-鼓風機-引風機。爐排減速箱、鼓風機、引風機均變頻調節.

    b.燃燒過程自動調節

    熱量--風量燃燒調節系統，要求控制系統在負載變化后，采用相應變值風煤比，使燃燒系統無論何時都 佳燃燒狀態。從實際運行看，鍋爐燃燒控制主要考慮鍋爐出口的水溫和流量，鍋爐入口的水溫和壓力，其中出口水溫和流量代表了鍋爐系統對外供熱的能力，回水溫度代表了供熱后熱水介質的余熱情況。

    c.爐膛負壓調節

    爐膛負壓是鍋爐 運行的重要因素。鼓風量的大小是爐膛負壓產生擾動的主要因素，而鼓風量又是受蒸汽負荷變化的影響和限制?？刂葡到y通過變頻器調速系統調節引風量來控制爐膛負壓。

    d.循環系統自動調節

    循環泵將出水缸內的熱水輸送到用戶供熱管道，并送回到回水缸。在這個過程中，若循環水流量過大，將會導致管網熱損失大而用戶供暖不足的現象：若循環水量過小，則會危及鍋爐運行 ，使供暖系統無法正常運行。因此，在供暖鍋爐控制系統中必須對供暖鍋爐中的循環水量加以控制。系統設置供水溫度和壓力、回水溫度和壓力檢測，控制循環泵變頻調速，使回水溫度達到一個比較理想的溫度。

    e.補水系統自動調節

    熱水供暖系統在運轉過程中失水是不可避免的，如果不及時補水，系統壓力就會下降，使供暖系統無法正常運行。補水泵采用恒壓變頻補水，以 循環泵能 穩定的工作。

    

    二．蒸汽鍋爐DCS控制系統----------適用于大型鍋爐房、自動化程度高、性能可靠、易擴展、投入較大、維護簡單

    DCS7系統與PLC系統的區別

    控制類產品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制類產品包括DCS、PLC兩大類。我們又將DCS的概念拓展到FCS。

    DCS（DistributedContorlSystem）,集散控制系統，又稱分布式控制系統。

    PLC（ProgramLogicControl）,可編程邏輯控制器。

    發展到現在，DCS和PLC之間沒有一個嚴格的界線，在大多數人看來，大的系統就是DCS，小的系統就叫PLC。當然，這么說也不是不可以，但還是不對。PLC與DCS發展到 ，事實上都在向彼此靠攏，嚴格的說，現在的PLC與DCS已經不能一刀切開，很多時候之間的概念已經模糊了。

    DCS方案特點

    1）硬、軟件一體化設計：DCS各子功能站點采用相同類型的硬件、軟件配置，硬件上的互換性使電廠可減少備件，提高維護性。

    2）雙網結構，冗余實時網與信息網分開：采用高速100MBPS網絡主干線，且實時信息和非實時信息有效、合理的分流，既是實時運行數據暢通無阻的保障，又是實時數據上SIS系統方案的基礎。

    3）實時性高:動態畫面調用速率小于1秒；實時數據刷新速率小于1秒；操作響應速率小于2秒。

    4）全中文窗口化操作平臺：有助于運行人員 ，方便的操作和上機培訓

    5）全圖形化開放式組態，所見既所得：符合 IEC1131-3設計原則，有可構造各種狀態空間、模糊控制算法等的各種通用模塊和工廠控制專用模塊，具有強大的中文在線注釋功能，提供多種如虛擬XCU、在、離線仿真等功能。

    6）高冗余性：XCU、電源、數據高速公路（實時網等）的1:1冗余，人機接口站多站冗余， 可靠性

    7）強擴展性：可在原有系統的基礎上通過增加功能站硬件或設備或軟件來擴展其功能，同時不降低或影響原系統的性能。

    8）仿真閉環聯調：獨有全仿真裝置，在廠內即完成DCS模擬實物仿真閉環聯調，提供運行人員培訓， 系統按期投運。

    9） 的實時操作系統：TisNet-P800系統采用中文WINDOWS2000/XP實時多任務網絡操作系統。系統軟件采用ONXDC1.0版圖形、窗口化組態軟件。真正體現DCS的開放性、 性、 性、易維護等特點，是實現全廠管控一體化的堅實基礎。

    10）操作指導：強化整個DCS事故分析和操作優化指導，滿足工廠實際運行的各類用戶化圖表。

    11）提供在線性能檢測和過程制約機制，強大的性能計算、二次計算、經濟指標計算等。

     

    鍋爐是大量耗煤、耗電的熱能交換設備。由于調節手段有限，往常鍋爐運行中存在出力不夠，不能隨負荷的變化而及時變化，爐膛溫度偏低，風煤比不能及時調整等問題。爐膛換熱效率低，降低了鍋爐的效率。所以這就迫切要求我們的鍋爐控制技術得到提高。應用高新科學技術， 提升鍋爐綜合性能指標。

    本案蒸汽鍋爐控制系統根據用戶要求，核心控制器采用了DCS系統。實現鍋爐本體及輔機運行的自動化管理?？刂葡到y的設置滿足《蒸汽鍋爐 監察規程》、《鍋爐房設計規范》的相關規定。體現了現代控制系統的集中管理、分散控制、信息共享的思想。

    控制系統內容包括：

    1)熱工檢測：對鍋爐本體工藝系統的各種參數進行循環檢測；

    2)回路控制：對各控制回路采用優化的控制方式進行閉環控制。

    3)自動控制：對鍋爐進行集中控制和管理，達到自動化生產的目的。

    4)給水量的累積：DCS接受智能流量計的參數進行水量的顯示、累積。

    5.蒸汽流量的累積：DCS接受智能流量計的參數進行水量的顯示、累積。

    6）原煤消耗量的累積：DCS接受輸煤皮帶稱的參數進行煤量的顯示、累積。

    蒸汽鍋爐自動控制主要功能包括：

    1.鼓、引風機及爐排減速箱電氣聯鎖

    爐排減速箱、鼓風機、引風機連鎖。當爐排減速箱故障停止運行時，其他設備停機順序為：爐排減速箱--鼓風機--引風機；爐排減速箱故障排除后，其他設備啟動順序為：引風機--鼓風機—爐排減速箱；當引風機故障停止運行時，自動停止爐排減速箱、鼓風機；當鼓風機故障停止運行時，自動停止爐排減速箱、引風機。正常啟動順序：引風機-鼓風機-爐排減速箱；正常停止順序：爐排減速箱-鼓風機-引風機。爐排減速箱、鼓風機、引風機均變頻調節.

    2.燃燒過程自動調節

    在保持出口的蒸汽壓力為設定值的前提下，通過變頻調速系統調節爐排行走（進煤量）和鼓風量大小，使得風量和燃煤量控制在 佳范圍內，減少鍋爐的熱損失。蒸汽壓力自動控制的實質是以蒸汽壓力信號為單沖量來控制燃料煤的燃燒。通過調節鍋爐的鼓風機、爐排電機的速度實現對汽包蒸汽壓力的控制。蒸汽壓力自動控制系統還應具有超壓就地聲光報警及操作臺報警功能。

    3.爐膛負壓調節

    爐膛負壓是鍋爐 運行的重要因素。鼓風量的大小是爐膛負壓產生擾動的主要因素，而鼓風量又是受蒸汽負荷變化的影響和限制?？刂葡到y通過變頻器調速系統調節引風量來控制爐膛負壓。

    4.汽包液位自動調節

    以鍋爐水位作為 終調節對象，由壓差式液位變送器獲得液位信號并將其作為反饋信號，構成液位閉環控制系統。為了避免由虛假液位引起的給水調節閥的反動作，引入蒸汽流量、給水流量作為補償量，具有三沖量式給水水位自動調節功能。液位閉環控制系統的輸出作為給水調節閥的控制信號，控制給水閥開度。液位控制系統還具有鍋筒高低水位就地聲光報警及操作臺報警功能。

    5.除氧器水位自動控制

    在除氧器安裝水位變送器，檢測除氧器水位信號，以除氧器水位作為 終調節對象，并將其作為反饋信號，構成液位閉環控制系統。液位閉環控制系統的輸出作為除氧水泵的轉速控制信號，當水位降低時，自動提高除氧泵的轉速，給除氧器補水；當水位升高時，水泵自動減速。液位控制系統還具有高低水位報警功能、低水位鍋爐給水泵保護功能。

    6.除氧器壓力自動控制

    在除氧器安裝溫度變送器、壓力變送器，檢測除氧器壓力、溫度等信號，并將檢測信號輸入給處理模塊，以控制除氧器進水與加熱蒸汽的水力工況和熱力工況平衡，為達到的除氧效果， 除氧溫度（104±1.5℃），調節安裝在蒸汽管道上的電動執行器調節閥門，通入的蒸汽進行加熱，隨除氧水溫高低變化而自動調整蒸汽流量大小。