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AIoT庫首頁-方案庫-鍋爐DCS控(kong)制系統解(jie)決方案?

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鍋爐DCS控制系統解決方案?

內蒙古德明電子科技有限公司

主要技術:

解決方案 PLC

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摘  要:本文結合(he)高爐煤氣鍋爐及發電項(xiang)目,重(zhong)點(dian)論述(shu)了(le)(le)ABB公司的(de)(de)DCS集散控(kong)(kong)制系統結構(gou)和(he)(he)特(te)點(dian)及其(qi)組態開發應(ying)用,結合(he)實際(ji)說明了(le)(le)在該系統中DCS控(kong)(kong)制充分發揮了(le)(le)其(qi)配(pei)置靈活、控(kong)(kong)制通訊可(ke)靠、編程方便和(he)(he)可(ke)現(xian)場調試的(de)(de)優點(dian),保(bao)證了(le)(le)生產(chan)的(de)(de)穩定性(xing)和(he)(he)安全性(xing)。

鍋爐DCS控制系統解決方案?主要包括系統架構、硬件組成、軟件功能和系統優勢等方面。
 
系統架構
鍋爐DCS控制系統的架構分為三層:操作層、控制層和信息層。
 
?操作層?:最靠近人機界面,主要包括人機接口(HMI)和操作終端設備。通過HMI界面,操作人員可以實時監控鍋爐的工作狀態,并進行操作控制?
 
?控制層?:系統的核心,用于實現對鍋爐各個部分的控制和調節。主要包括可編程邏輯控制器(PLC)、DCS服務器和控制器等硬件設備。PLC負責對鍋爐的各個組件進行自動化控制,DCS服務器是系統的核心控制中心,負責數據采集、處理和存儲,控制器負責控制和調節鍋爐的運行參數?
 
?信息層?:系統整體的管理和監控層,主要包括數據庫、網絡通信和報警系統等。數據庫用于存儲系統的配置參數、歷史數據等信息,網絡通信用于實現系統與其他設備的聯網和數據傳輸,報警系統用于監測并及時報警系統異常情況?
 

技術說明:
  (1)采用DCS集(ji)散式控(kong)制(zhi)系統;實現(xian)機電(dian)一體化自動(dong)控(kong)制(zhi),通過(guo)(guo)儀(yi)表(biao)、電(dian)氣、計算機的綜合(he)統一控(kong)制(zhi),實現(xian)了燃氣鍋爐和氣輪發電(dian)機組(zu)生產的全自動(dong)過(guo)(guo)程監控(kong)。

  (2)下(xia)位機編程軟件采用ABB公司AC800M,實現鍋爐(lu)、汽機參數測(ce)量、流量運(yun)算、自動(dong)(dong)調節、氣動(dong)(dong)閥(fa)連鎖及汽機停機保護,系統操作方便,控(kong)制靈活(huo),即降低了工人的勞動(dong)(dong)強度,又減少了設備故障率。

  (3)上位機利用GE公司iFIX軟(ruan)件實(shi)現(xian)畫面集中(zhong)監控,查看(kan)變(bian)量實(shi)時數(shu)據和歷史數(shu)據,設置重要參數(shu)報警,實(shi)現(xian)自動(dong)化(hua)連鎖(suo)功能,防止鍋爐回火,保證(zheng)汽(qi)機緊急停機,保證(zheng)安(an)全生產。

工藝(yi)流程(cheng)和設計(ji)要求:

  按工藝(yi)流程分(fen)為(wei):高爐煤(mei)氣(qi)、焦爐煤(mei)氣(qi)供氣(qi)系(xi)(xi)統(tong)、45T燃氣(qi)鍋(guo)爐系(xi)(xi)統(tong)、蒸汽輪機系(xi)(xi)統(tong)、發電機組系(xi)(xi)統(tong)等四(si)套自動控制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)。包(bao)(bao)括:鍋(guo)爐汽包(bao)(bao)水(shui)位自動調(diao)(diao)節(jie)系(xi)(xi)統(tong) 、爐膛壓力(li)調(diao)(diao)節(jie)系(xi)(xi)統(tong) 、一(yi)次風壓調(diao)(diao)節(jie)系(xi)(xi)統(tong)、主蒸汽溫度調(diao)(diao)節(jie)系(xi)(xi)統(tong) 、煤(mei)氣(qi)流量、煤(mei)氣(qi)壓力(li)控制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)和汽機熱力(li)系(xi)(xi)統(tong)及汽機油路系(xi)(xi)統(tong)。

  實現(xian)流(liu)程畫面檢(jian)查(cha)(cha)(cha)、組畫面檢(jian)查(cha)(cha)(cha)、 報警(jing)畫面檢(jian)查(cha)(cha)(cha)、事件順序(xu)記錄檢(jian)查(cha)(cha)(cha)、事故(gu)追憶檢(jian)查(cha)(cha)(cha)、歷史數據(ju)庫(ku)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)、實時趨勢和歷史趨勢檢(jian)查(cha)(cha)(cha)功(gong)能。

DCS系統組成:

  2.1系統組成


DCS系統組成框圖

  電站DCS集(ji)散(san)控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統是一(yi)套分層分布(bu)式(shi)的(de)網絡(luo)體系(xi)結構(gou),采(cai)用分級(ji)分布(bu)式(shi)網絡(luo)體系(xi)結構(gou),CPU分布(bu)式(shi)處理(li),基(ji)于優先級(ji)的(de)實(shi)時操作系(xi)統作為控(kong)制(zhi)(zhi)算法(fa)處理(li)平臺,滿足了(le)機爐保護和電氣控(kong)制(zhi)(zhi)的(de)實(shi)時性要求。現(xian)場(chang)控(kong)制(zhi)(zhi)站完(wan)成過程數據采(cai)集(ji)和實(shi)時控(kong)制(zhi)(zhi),所有的(de)硬(ying)件均實(shi)現(xian)模塊化、智能化。

  上(shang)位機監控(kong)站(zhan)(zhan)通(tong)過冗(rong)余(yu)(yu)工業(ye)以太(tai)網絡與之相連,CPU與各通(tong)訊(xun)模塊(kuai)、電(dian)源模塊(kuai)均為雙冗(rong)余(yu)(yu),保(bao)證了控(kong)制系(xi)統(tong)的安全性、可靠性。鍋(guo)爐控(kong)制系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)CI854與CI801模塊(kuai)構成PROFIBUS擴展(zhan)網絡,汽(qi)機部分(fen)采(cai)用(yong)TB801構成MODBUS擴展(zhan)網絡,充分(fen)利用(yong)了AC800M資源,鍋(guo)爐與汽(qi)機各裝有兩臺操作站(zhan)(zhan),保(bao)證實時可靠監控(kong)。

  本(ben)系(xi)統設現(xian)場控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)站3臺,分別(bie)用(yong)于1#、2#鍋爐及汽機的數據(ju)(ju)(ju)采集(ji)(ji)和控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)管(guan)理(li)。控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)站主要包括(kuo)冗余(yu)電源(yuan)組件、數據(ju)(ju)(ju)采集(ji)(ji)卡、控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器以及控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)網(wang)總線(xian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器,實現(xian)現(xian)場數據(ju)(ju)(ju)的采集(ji)(ji)處(chu)理(li)、過程(cheng)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、聯鎖保護、順控(kong)(kong)(kong)邏輯(ji)等。監控(kong)(kong)(kong)站運行實時專用(yong)監控(kong)(kong)(kong)軟件,完成工(gong)業過程(cheng)的圖形顯示,報警管(guan)理(li)、報表打印、歷史數據(ju)(ju)(ju)記錄(lu)與查詢、事故(gu)記錄(lu)查詢等。

  工程(cheng)師站(zhan)(zhan)由其中一臺監控站(zhan)(zhan)代替(ti),完成(cheng)整個DCS系統的(de)組態,生成(cheng)現場(chang)監測、控制(zhi)和管理(li)所需要的(de)所有數(shu)據、圖形和報表(biao)等,負(fu)責算(suan)法(fa)下裝和監控站(zhan)(zhan)的(de)管理(li)。完成(cheng)工業過程(cheng)的(de)集(ji)中監測管理(li),還可進一步與企業管理(li)網絡相連,構成(cheng)全廠綜合生產(chan)自動(dong)化系統。

  2.2 DCS系統的(de)硬(ying)件配置

  系統(tong)的所有硬(ying)件(jian)都基(ji)于統(tong)一(yi)(yi)的硬(ying)件(jian)平臺;包括一(yi)(yi)個主機柜,三個現場I/O機柜、四個操作員(yuan)站、一(yi)(yi)臺工程師站、主電源(yuan)柜一(yi)(yi)個(由(you)UPS供電)。

軟件功能
鍋爐DCS控制系統的軟件主要包括監控軟件、報警系統和數據管理軟件等。
 
?監控軟件?:軟件提供報警功能,當鍋爐的關注參數超標報警時(鍋爐房基本報警分為:鍋爐熄火報警;鍋爐超壓報警;鍋爐超溫報警;排煙溫度過高報警;系統壓力過低報警,水箱水位過低、過高報警),現場操作員站和鍋爐物聯網系統能夠同步產生報警信息,及時記錄報警產生的位置、原因、時間等相關參數。軟件也提供報警查詢功能,用戶可對歷史產生的報警進行查詢及分析,對問題進行排查和解決。

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