热水锅炉DCS控制系统

  一．热水锅炉DCS控制系统----------适用于大型锅炉房、自动化程度高、性能可靠、易扩展、投入较大、维护简单

 

    DCS7系统与PLC系统的区别

    控制类产品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制类产品包括DCS、PLC两大类。我们又将DCS的概念拓展到FCS。

    DCS（DistributedContorlSystem）,集散控制系统，又称分布式控制系统。

    PLC（ProgramLogicControl）,可编程逻辑控制器。

    FCS（FieldBusContorlSyestem），现场总线控制系统

    发展到现在，DCS和PLC之间没有一个严格的界线，在大多数人看来，大的系统就是DCS，小的系统就叫PLC。当然，这么说也不是不可以，但还是不对。PLC与DCS发展到 ，事实上都在向彼此靠拢，严格的说，现在的PLC与DCS已经不能一刀切开，很多时候之间的概念已经模糊了。

    DCS方案特点

    1）硬、软件一体化设计：DCS各子功能站点采用相同类型的硬件、软件配置，硬件上的互换性使电厂可减少备件，提高维护性。

    2）双网结构，冗余实时网与信息网分开：采用高速100MBPS网络主干线，且实时信息和非实时信息有效、合理的分流，既是实时运行数据畅通无阻的保障，又是实时数据上SIS系统方案的基础。

    3）实时性高:动态画面调用速率小于1秒；实时数据刷新速率小于1秒；操作响应速率小于2秒。

    4）全中文窗口化操作平台：有助于运行人员 ，方便的操作和上机培训

    5）全图形化开放式组态，所见既所得：符合 IEC1131-3设计原则，有可构造各种状态空间、模糊控制算法等的各种通用模块和工厂控制专用模块，具有强大的中文在线注释功能，提供多种如虚拟XCU、在、离线仿真等功能。

    6）高冗余性：XCU、电源、数据高速公路（实时网等）的1:1冗余，人机接口站多站冗余， 可靠性

    7）强扩展性：可在原有系统的基础上通过增加功能站硬件或设备或软件来扩展其功能，同时不降低或影响原系统的性能。

    8）仿真闭环联调：独有全仿真装置，在厂内即完成DCS模拟实物仿真闭环联调，提供运行人员培训， 系统按期投运。

    9） 的实时操作系统：TisNet-P800系统采用中文WINDOWS2000/XP实时多任务网络操作系统。系统软件采用ONXDC1.0版图形、窗口化组态软件。真正体现DCS的开放性、 性、 性、易维护等特点，是实现全厂管控一体化的坚实基础。

    10）操作指导：强化整个DCS事故分析和操作优化指导，满足工厂实际运行的各类用户化图表。

    11）提供在线性能检测和过程制约机制，强大的性能计算、二次计算、经济指标计算等。

    锅炉是大量耗煤、耗电的热能交换设备。由于调节手段有限，往常锅炉运行中存在出力不够，不能随负荷的变化而及时变化，炉膛温度偏低，风煤比不能及时调整等问题。炉膛换热效率低，降低了锅炉的效率。所以这就迫切要求我们的锅炉控制技术得到提高。应用高新科学技术， 提升锅炉综合性能指标。

    锅炉控制系统的硬件配置，目前有几种，功能 好的是DCS，适合于多台大型锅炉控制，由于DCS具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能，所以抗干扰能力强，能置于环境恶劣的工业现场中，故障率低。DCS编程简单，易于通信和联网，多台DCS进行链接及与计算机进行链接，实现一台计算机和若干台DCS构成分布式控制网络，另外使用DCS加上位机的控制系统具有很好的扩容性，如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可，为以后的控制系统升级改造和其他功能的添加打下良好基础，也为以后一机多炉控制系统等其他工厂级自动化网络打下良好基础。虽然，从短期的角度看价格稍高，如果从长远观点看，其寿命长，故障率低，易于维修，值得选用。

    本案热水锅炉控制系统根据用户要求，核心控制器采用了DCS系统。实现锅炉本体及辅机运行的自动化管理。控制系统的设置满足《热水锅炉 监察规程》、《锅炉房设计规范》的相关规定。体现了现代控制系统的集中管理、分散控制、信息共享的思想。另外本系统除了具有计算机自动控制的功能外，同时具有独立于DCS系统的前台直接控制功能（手动操作台）， 锅炉房的 、 运行。

    控制系统内容包括：

    1)热工检测：对锅炉本体工艺系统的各种参数进行循环检测；

    2)回路控制：对各控制回路采用优化的控制方式进行闭环控制。

    3)自动控制：对锅炉进行集中控制和管理，达到自动化生产的目的。

    4)补水量的累积：DCS接受智能流量计的参数进行水量的显示、累积。

    5）循环水量的累积：DCS接受智能流量计的参数进行水量的显示、累积。

    6）原煤消耗量的累积：DCS接受输煤皮带称的参数进行煤量的显示、累积。

    热水锅炉自动控制主要功能包括：

    a.鼓、引风机及炉排减速箱电气联锁

    炉排减速箱、鼓风机、引风机连锁。当炉排减速箱故障停止运行时，其他设备停机顺序为：炉排减速箱--鼓风机--引风机；炉排减速箱故障排除后，其他设备启动顺序为：引风机--鼓风机—炉排减速箱；当引风机故障停止运行时，自动停止炉排减速箱、鼓风机；当鼓风机故障停止运行时，自动停止炉排减速箱、引风机。正常启动顺序：引风机-鼓风机-炉排减速箱；正常停止顺序：炉排减速箱-鼓风机-引风机。炉排减速箱、鼓风机、引风机均变频调节.

    b.燃烧过程自动调节

    热量--风量燃烧调节系统，要求控制系统在负载变化后，采用相应变值风煤比，使燃烧系统无论何时都 佳燃烧状态。从实际运行看，锅炉燃烧控制主要考虑锅炉出口的水温和流量，锅炉入口的水温和压力，其中出口水温和流量代表了锅炉系统对外供热的能力，回水温度代表了供热后热水介质的余热情况。

    c.炉膛负压调节

    炉膛负压是锅炉 运行的重要因素。鼓风量的大小是炉膛负压产生扰动的主要因素，而鼓风量又是受蒸汽负荷变化的影响和限制。控制系统通过变频器调速系统调节引风量来控制炉膛负压。

    d.循环系统自动调节

    循环泵将出水缸内的热水输送到用户供热管道，并送回到回水缸。在这个过程中，若循环水流量过大，将会导致管网热损失大而用户供暖不足的现象：若循环水量过小，则会危及锅炉运行 ，使供暖系统无法正常运行。因此，在供暖锅炉控制系统中必须对供暖锅炉中的循环水量加以控制。系统设置供水温度和压力、回水温度和压力检测，控制循环泵变频调速，使回水温度达到一个比较理想的温度。

    e.补水系统自动调节

    热水供暖系统在运转过程中失水是不可避免的，如果不及时补水，系统压力就会下降，使供暖系统无法正常运行。补水泵采用恒压变频补水，以 循环泵能 稳定的工作。

    

    二．蒸汽锅炉DCS控制系统----------适用于大型锅炉房、自动化程度高、性能可靠、易扩展、投入较大、维护简单

    DCS7系统与PLC系统的区别

    控制类产品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制类产品包括DCS、PLC两大类。我们又将DCS的概念拓展到FCS。

    DCS（DistributedContorlSystem）,集散控制系统，又称分布式控制系统。

    PLC（ProgramLogicControl）,可编程逻辑控制器。

    发展到现在，DCS和PLC之间没有一个严格的界线，在大多数人看来，大的系统就是DCS，小的系统就叫PLC。当然，这么说也不是不可以，但还是不对。PLC与DCS发展到 ，事实上都在向彼此靠拢，严格的说，现在的PLC与DCS已经不能一刀切开，很多时候之间的概念已经模糊了。

    DCS方案特点

    1）硬、软件一体化设计：DCS各子功能站点采用相同类型的硬件、软件配置，硬件上的互换性使电厂可减少备件，提高维护性。

    2）双网结构，冗余实时网与信息网分开：采用高速100MBPS网络主干线，且实时信息和非实时信息有效、合理的分流，既是实时运行数据畅通无阻的保障，又是实时数据上SIS系统方案的基础。

    3）实时性高:动态画面调用速率小于1秒；实时数据刷新速率小于1秒；操作响应速率小于2秒。

    4）全中文窗口化操作平台：有助于运行人员 ，方便的操作和上机培训

    5）全图形化开放式组态，所见既所得：符合 IEC1131-3设计原则，有可构造各种状态空间、模糊控制算法等的各种通用模块和工厂控制专用模块，具有强大的中文在线注释功能，提供多种如虚拟XCU、在、离线仿真等功能。

    6）高冗余性：XCU、电源、数据高速公路（实时网等）的1:1冗余，人机接口站多站冗余， 可靠性

    7）强扩展性：可在原有系统的基础上通过增加功能站硬件或设备或软件来扩展其功能，同时不降低或影响原系统的性能。

    8）仿真闭环联调：独有全仿真装置，在厂内即完成DCS模拟实物仿真闭环联调，提供运行人员培训， 系统按期投运。

    9） 的实时操作系统：TisNet-P800系统采用中文WINDOWS2000/XP实时多任务网络操作系统。系统软件采用ONXDC1.0版图形、窗口化组态软件。真正体现DCS的开放性、 性、 性、易维护等特点，是实现全厂管控一体化的坚实基础。

    10）操作指导：强化整个DCS事故分析和操作优化指导，满足工厂实际运行的各类用户化图表。

    11）提供在线性能检测和过程制约机制，强大的性能计算、二次计算、经济指标计算等。

     

    锅炉是大量耗煤、耗电的热能交换设备。由于调节手段有限，往常锅炉运行中存在出力不够，不能随负荷的变化而及时变化，炉膛温度偏低，风煤比不能及时调整等问题。炉膛换热效率低，降低了锅炉的效率。所以这就迫切要求我们的锅炉控制技术得到提高。应用高新科学技术， 提升锅炉综合性能指标。

    本案蒸汽锅炉控制系统根据用户要求，核心控制器采用了DCS系统。实现锅炉本体及辅机运行的自动化管理。控制系统的设置满足《蒸汽锅炉 监察规程》、《锅炉房设计规范》的相关规定。体现了现代控制系统的集中管理、分散控制、信息共享的思想。

    控制系统内容包括：

    1)热工检测：对锅炉本体工艺系统的各种参数进行循环检测；

    2)回路控制：对各控制回路采用优化的控制方式进行闭环控制。

    3)自动控制：对锅炉进行集中控制和管理，达到自动化生产的目的。

    4)给水量的累积：DCS接受智能流量计的参数进行水量的显示、累积。

    5.蒸汽流量的累积：DCS接受智能流量计的参数进行水量的显示、累积。

    6）原煤消耗量的累积：DCS接受输煤皮带称的参数进行煤量的显示、累积。

    蒸汽锅炉自动控制主要功能包括：

    1.鼓、引风机及炉排减速箱电气联锁

    炉排减速箱、鼓风机、引风机连锁。当炉排减速箱故障停止运行时，其他设备停机顺序为：炉排减速箱--鼓风机--引风机；炉排减速箱故障排除后，其他设备启动顺序为：引风机--鼓风机—炉排减速箱；当引风机故障停止运行时，自动停止炉排减速箱、鼓风机；当鼓风机故障停止运行时，自动停止炉排减速箱、引风机。正常启动顺序：引风机-鼓风机-炉排减速箱；正常停止顺序：炉排减速箱-鼓风机-引风机。炉排减速箱、鼓风机、引风机均变频调节.

    2.燃烧过程自动调节

    在保持出口的蒸汽压力为设定值的前提下，通过变频调速系统调节炉排行走（进煤量）和鼓风量大小，使得风量和燃煤量控制在 佳范围内，减少锅炉的热损失。蒸汽压力自动控制的实质是以蒸汽压力信号为单冲量来控制燃料煤的燃烧。通过调节锅炉的鼓风机、炉排电机的速度实现对汽包蒸汽压力的控制。蒸汽压力自动控制系统还应具有超压就地声光报警及操作台报警功能。

    3.炉膛负压调节

    炉膛负压是锅炉 运行的重要因素。鼓风量的大小是炉膛负压产生扰动的主要因素，而鼓风量又是受蒸汽负荷变化的影响和限制。控制系统通过变频器调速系统调节引风量来控制炉膛负压。

    4.汽包液位自动调节

    以锅炉水位作为 终调节对象，由压差式液位变送器获得液位信号并将其作为反馈信号，构成液位闭环控制系统。为了避免由虚假液位引起的给水调节阀的反动作，引入蒸汽流量、给水流量作为补偿量，具有三冲量式给水水位自动调节功能。液位闭环控制系统的输出作为给水调节阀的控制信号，控制给水阀开度。液位控制系统还具有锅筒高低水位就地声光报警及操作台报警功能。

    5.除氧器水位自动控制

    在除氧器安装水位变送器，检测除氧器水位信号，以除氧器水位作为 终调节对象，并将其作为反馈信号，构成液位闭环控制系统。液位闭环控制系统的输出作为除氧水泵的转速控制信号，当水位降低时，自动提高除氧泵的转速，给除氧器补水；当水位升高时，水泵自动减速。液位控制系统还具有高低水位报警功能、低水位锅炉给水泵保护功能。

    6.除氧器压力自动控制

    在除氧器安装温度变送器、压力变送器，检测除氧器压力、温度等信号，并将检测信号输入给处理模块，以控制除氧器进水与加热蒸汽的水力工况和热力工况平衡，为达到的除氧效果， 除氧温度（104±1.5℃），调节安装在蒸汽管道上的电动执行器调节阀门，通入的蒸汽进行加热，随除氧水温高低变化而自动调整蒸汽流量大小。