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高爐煤氣鍋爐DCS控制系統(tǒng)解決方案?

02/20 07:00
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摘??要:本文結(jié)合高爐煤氣鍋爐及發(fā)電項(xiàng)目,重點(diǎn)論述了ABB公司的DCS集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)及其組態(tài)開發(fā)應(yīng)用,結(jié)合實(shí)際說明了在該系統(tǒng)中DCS控制充分發(fā)揮了其配置靈活、控制通訊可靠、編程方便和可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的優(yōu)點(diǎn),內(nèi)蒙古德明電子科技有限公司產(chǎn)品解決方案保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性。

鍋爐DCS控制系統(tǒng)解決方案?主要包括系統(tǒng)架構(gòu)、硬件組成、軟件功能和系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)等方面。
系統(tǒng)架構(gòu)
鍋爐DCS控制系統(tǒng)的架構(gòu)分為三層:操作層、控制層和信息層。
?操作層?:最靠近人機(jī)界面,主要包括人機(jī)接口(HMI)和操作終端設(shè)備。通過HMI界面,操作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐的工作狀態(tài),并進(jìn)行操作控制?
?控制層?:系統(tǒng)的核心,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐各個(gè)部分的控制和調(diào)節(jié)。主要包括可編程邏輯控制器(PLC)、DCS服務(wù)器和控制器等硬件設(shè)備。PLC負(fù)責(zé)對(duì)鍋爐的各個(gè)組件進(jìn)行自動(dòng)化控制,DCS服務(wù)器是系統(tǒng)的核心控制中心,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和存儲(chǔ),控制器負(fù)責(zé)控制和調(diào)節(jié)鍋爐的運(yùn)行參數(shù)?
?信息層?:系統(tǒng)整體的管理和監(jiān)控層,主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通信報(bào)警系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的配置參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)等信息,網(wǎng)絡(luò)通信用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與其他設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸,報(bào)警系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)并及時(shí)報(bào)警系統(tǒng)異常情況?

技術(shù)說明:
  (1)采用DCS集散式控制系統(tǒng);實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化自動(dòng)控制,通過儀表、電氣、計(jì)算機(jī)的綜合統(tǒng)一控制,實(shí)現(xiàn)了燃?xì)忮仩t和氣輪發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的全自動(dòng)過程監(jiān)控。

(2)下位機(jī)編程軟件采用ABB公司AC800M,實(shí)現(xiàn)鍋爐、汽機(jī)參數(shù)測(cè)量、流量運(yùn)算、自動(dòng)調(diào)節(jié)、氣動(dòng)閥連鎖及汽機(jī)停機(jī)保護(hù),系統(tǒng)操作方便,控制靈活,即降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,又減少了設(shè)備故障率。

(3)上位機(jī)利用GE公司iFIX軟件實(shí)現(xiàn)畫面集中監(jiān)控,查看變量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù),設(shè)置重要參數(shù)報(bào)警,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連鎖功能,防止鍋爐回火,保證汽機(jī)緊急停機(jī),保證安全生產(chǎn)。

工藝流程和設(shè)計(jì)要求:

按工藝流程分為:高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣供氣系統(tǒng)、45T燃?xì)忮仩t系統(tǒng)、蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)等四套自動(dòng)控制系統(tǒng)。包括:鍋爐汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)?、爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)?、一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主蒸汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)?、煤氣流量、煤氣壓力控制系統(tǒng)和汽機(jī)熱力系統(tǒng)及汽機(jī)油路系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)流程畫面檢查、組畫面檢查、?報(bào)警畫面檢查、事件順序記錄檢查、事故追憶檢查、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)檢查、實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)檢查功能。

DCS系統(tǒng)組成:

2.1系統(tǒng)組成


DCS系統(tǒng)組成框圖

電站DCS集散控制系統(tǒng)是一套分層分布式的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),采用分級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),CPU分布式處理,基于優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為控制算法處理平臺(tái),滿足了機(jī)爐保護(hù)和電氣控制的實(shí)時(shí)性要求?,F(xiàn)場(chǎng)控制站完成過程數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制,所有的硬件均實(shí)現(xiàn)模塊化、智能化

上位機(jī)監(jiān)控站通過冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)與之相連,CPU與各通訊模塊、電源模塊均為雙冗余,保證了控制系統(tǒng)的安全性、可靠性。鍋爐控制系統(tǒng)采用CI854與CI801模塊構(gòu)成PROFIBUS擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò),汽機(jī)部分采用TB801構(gòu)成MODBUS擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò),充分利用了AC800M資源,鍋爐與汽機(jī)各裝有兩臺(tái)操作站,保證實(shí)時(shí)可靠監(jiān)控。

本系統(tǒng)設(shè)現(xiàn)場(chǎng)控制站3臺(tái),分別用于1#、2#鍋爐及汽機(jī)的數(shù)據(jù)采集和控制管理??刂普局饕?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/482440.html">冗余電源組件、數(shù)據(jù)采集卡、控制器以及控制網(wǎng)總線控制器,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理、過程控制、聯(lián)鎖保護(hù)、順控邏輯等。監(jiān)控站運(yùn)行實(shí)時(shí)專用監(jiān)控軟件,完成工業(yè)過程的圖形顯示,報(bào)警管理、報(bào)表打印、歷史數(shù)據(jù)記錄與查詢、事故記錄查詢等。

工程師站由其中一臺(tái)監(jiān)控站代替,完成整個(gè)DCS系統(tǒng)的組態(tài),生成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、控制和管理所需要的所有數(shù)據(jù)、圖形和報(bào)表等,負(fù)責(zé)算法下裝和監(jiān)控站的管理。完成工業(yè)過程的集中監(jiān)測(cè)管理,還可進(jìn)一步與企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)相連,構(gòu)成全廠綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)。

2.2 DCS系統(tǒng)的硬件配置

系統(tǒng)的所有硬件都基于統(tǒng)一的硬件平臺(tái);包括一個(gè)主機(jī)柜,三個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O機(jī)柜、四個(gè)操作員站、一臺(tái)工程師站、主電源柜一個(gè)(由UPS供電)。

軟件功能
鍋爐DCS控制系統(tǒng)的軟件主要包括監(jiān)控軟件、報(bào)警系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理軟件等。
?監(jiān)控軟件?:軟件提供報(bào)警功能,當(dāng)鍋爐的關(guān)注參數(shù)超標(biāo)報(bào)警時(shí)(鍋爐房基本報(bào)警分為:鍋爐熄火報(bào)警;鍋爐超壓報(bào)警;鍋爐超溫報(bào)警;排煙溫度過高報(bào)警;系統(tǒng)壓力過低報(bào)警,水箱水位過低、過高報(bào)警),現(xiàn)場(chǎng)操作員站和鍋爐物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠同步產(chǎn)生報(bào)警信息,及時(shí)記錄報(bào)警產(chǎn)生的位置、原因、時(shí)間等相關(guān)參數(shù)。軟件也提供報(bào)警查詢功能,用戶可對(duì)歷史產(chǎn)生的報(bào)警進(jìn)行查詢及分析,對(duì)問題進(jìn)行排查和解決。

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