一电厂热工控制DCS系统设计
DCS控制系统设计案例分析

实例2:
评判标准
实例3:
评判标准
实例4:
评判标准
实例5:
评判标准
测试8:20分
8)验证控制参数的整定能力,20分
将自动投入,改变控制定值置-80Pa,查看系统是否在45秒内能够控制0Pa~160Pa之间,得10分。
将 自 动 投 入 , 改 变 控 制 定 值 置 - 8 0 Pa, 查 看 系 统 是 否 在 3 0 min 内 能 够 控 制 30Pa~-1300Pa之间,得20分。
实例1:
题目:
某600MW发电机组的锅炉是亚临界中间一次再热控制循环汽包炉,锅 炉采用平衡通风的方式。配备两台轴流式引风机,通过调节可调动叶 来控制锅炉的炉膛负压,控制策略采用负压偏差PI调节加送风指令做 前馈信号的单回路配前馈的控制模式。在某次机组期间,决定配套实 施脱硫工程(FGD),系统配置一台轴流式增压风机用来克服烟气流经 FGD系统的压力损失。通过调节增压风机动叶的开度,将增压风机入口 处的烟气静压控制在一定值(-180Pa),增压风机动叶自动控制策略 采用控制偏差PI调节加总风量做前馈信号的单回路配前馈的控制模式; 当引风机跳闸触发RB时,为确保系统的稳定,增压风机动叶自动控制 应设计相应的超弛逻辑,并撤出自动,投手动控制。请根据题意的要 求,设计增压风机动叶自动控制逻辑,并根据系统特性,整定相关控 制参数,使其控制性能能够满足控制要求。
PT0002 炉膛负压3:PT0003 相关开关量信号清单: 引风机RB触发ZS1001 叶开度信号坏质量:ZS1000 烟气静压1信号坏质量:ZS1002 烟气静压2信号坏质量:ZS1003 烟气静压3信号坏质量:ZS1004 引风机A电流信号坏质量:ZS1005 引风机B电流信号坏质量:ZS1006
浅谈电厂热工控制DCS系统应用

浅谈电厂热工控制DCS系统应用摘要:随着我国的市场经济得到了长足的发展,电力行业也开始投入市场竞争当中,电力企业为了可以实现进一步发展,也在不断应用很多新的技术来提高自身的管理效率。
其中DCS 技术成了电力热工控制工作当中的重要工具,其大大提高了电力企业的经济效益。
应用了 DCS 技术后,我国的电力企业运行效率得到了很大的提升,并且对于保证电厂的运行平稳性和安全性来说非常重要,提高了系统管理的智能化水平。
本文就此简述电厂热工控制DCS系统应用。
关键词:电厂;热工控制系统;DCS系统;应用1、DCS系统介绍DCS系统是一种集散性的控制系统,和传统的集中性的控制系统有很大的区别,是一种比较新型的控制系统,有其独特的优势。
DCS控制系统以传统的计算机控制系统为基础,并通过改善内部软件工作环境与创新工作思维进行操作。
DCS系统主要有以下几个优势:一是兼容性强;二是远程智能I/O,通过远程智能I/O,DCS系统不仅安全性得得了提升,而且对现场总线具有较好的兼具性。
三是实现辅机DCS控制,在电厂生产运营过程中,不仅可以在大机组上进行DCS的应用,而且还可以将DCS应用到辅助系统中,实现对其他操作的集中控制。
四是实现监控模式全程化,不仅有效的实现了人机界面的优化,而且减少了监控人员的数量,降低了成本,从而保证了电厂的利益,同时也有利于确保电厂的运行安全[1]。
2、DCS系统的特点DCS系统具有很高的可靠性,并且具有较好的监督功能和拓宽性,更便于进行编程,在系统维护方面也具有较好的便利性。
2.1监督与拓宽方便DCS控制系统具有人机交互界面,通过高智能操作员站现场操作,全部操作过程可视化。
递阶数据通讯网络系统由高集成化硬件、模块化设备接口、标准化、灵活性系统,有效完成通讯分层化,为分散控制系统拓宽功能提供便利条件。
2.2可靠性高在DCS系统中,主要依托于DCS构造可以确保系统的可靠性这一理念,DCS构造主要经过DCS的系统功能和DCS的地理位置这两方面表现出来,即使运转过程中有些设备存在故障,别的设备也可以继续正常运转。
供热厂DCS控制系统设计

题目:热电厂DCS控制系统设计学院:信息电子技术学院年级: 10级专业:自动化技术*名:***学号: **********指导教师:***摘要DCS的结构是一个分布式系统,其实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。
它是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术和人机接口技术相互渗透发展而产生。
目前,分散控制系统已经发展成为工业生产过程自动控制装置的主流。
本设计为供热厂DCS控制组态设计。
主要通过数据采集系统(DAS)采集模拟量和开关量信号,模拟量控制系统(MCS)控制水流量、水温等参数、顺序控制系统(SCS)控制辅机及其设备的启停和联锁控制、主燃料跳闸系统(MFT)完成锅炉保护功能。
达到有效监测和控制供热厂锅炉运行的目的。
论文引用了国电智深的EDPF-NT+ DCS控制系统,主要技术;在掌握该系统的基本原理和功能的基础上,论文以供热厂锅炉为控制对象,应用EDPF-NT+系统进行了硬件选型和系统组态;论文最后以流量和水温监控为重点进行控制组态的实现,以热网循环泵监控为重点进行SCS控制组态的实现,以PLC300与卡件的通讯进行对燃烧器的监控。
最终全面实现了EDPF-NT+系统在供热厂的DCS控制功能。
生产实践将证明热电厂DCS控制组态设计和实现是热电厂可靠、安全运行的重要保证。
关键字:DCS;EDPF-NT+系统;供热厂;组态AbstractThe structure of DCS is a distributed system, and its essence is a kind of new control technology for centralized monitoring, operation, management and control of the production process using computer technology. It is composed of computer technology, signal processing technology, measurement and control technology, communication network technology and human-machine interface technology development and mutual penetration. At present, the distributed control system has become the mainstream of the automatic control device for industrial production process.The design for the configuration design of DCS control heating plant. Mainly through the data acquisition system (DAS) acquisition of analog and switch quantity signal, analog control system (MCS) to control the water flow, water temperature and other parameters, the sequence control system (SCS) control auxiliary machinery and equipment start and stop and interlock control, main fuel trip system (MFT) to complete the boiler protection function. To achieve the effective monitoring and control of boiler heating plant operating purposes.The paper quoted EDPF-NT+ DCS control system, New Intelligent Technology Co., Ltd. the main technology; the basic principle and grasp the features of the system, then the heating plant unit as the control object, the application of EDPF-NT+ system for the selection of hardware and the configuration of the system; finally, the flow and temperature control as the focus for the McS control configurationimplementation, in order to achieve the circulation pump control as the focus for SCS control configuration, in order to achieve the burner as the focus for MFT configuration. Eventually, the full realization of the EDPF-NT+ system control function in the heating plant DCS.Practice will prove that the thermal power plant DCS control and configuration design is an important guarantee of reliable, safe operation of thermal power plant.Key words:DCS;EDPF-NT+ System;Heating Plant;Customized—cOnfiguratiOn目录摘要 (i)Abstract (ii)第1 章绪论 (1)1.1 分散控制系统的发展历史和研究现状 (1)1.2 分散控制系统的结构 (2)1.3 分散控制系统的特点 (4)1.3.1 分级阶梯控制 (4)1.3.2 分散控制 (4)1.3.3 自治和协调性 (4)1.3.4 开放系统 (5)第 2 章EDPF-NT+系统和硬件组成 (7)2.1 概述 (7)2.1.1 分布式处理单元 (8)2.1.2 I/O模块 (11)2.1.3 电源单元 (12)2.1.4 过程控制柜 (12)2.1.5 通讯网络 (13)2.1.6 IO 总线中继器 (14)2.2 系统接地 (14)2.3 系统供电 (15)2.4 EDPF-NT+组态软件 (16)2.4.1 集散控制系统组态概念 (16)2.4.2 EDPF-NT+组态软件特点 (16)2.4.3 组态内容 (16)2.4.4 组态流程如下所示 (18)2.5 EDPF-NT+组态软件各个站的功能 (18)2.5.1 ENG站-工程师站 (18)2.5.2 OPR-操作员站 (18)2.5.3 HSR站(历史数据检索站) (19)2.5.4 LOG站(制表站) (19)2.5.5 CAC站(计算站) (19)2.5.6 DPU站(分布式过程处理器) (19)第 3 章硬件选型和系统组态 (21)3.1 设计内容及要求 (21)3.2 前期设计 (21)3.2.1 热工检测及控制 (22)3.3 硬件选型 (24)3.4 系统接地 (28)3.5 系统供电 (29)3.6 系统组态 (34)第 4 章控制方案的组态 (42)4.1 热网循环泵的连锁控制 (42)4.2 热网循环泵的PID控制 (43)结论 (45)致谢 (46)参考文献 (46)附录A (48)第 1 章绪论1.1 分散控制系统的发展历史和研究现状分散控制系统就是以大型工业生产过程及其相互关系日益复杂的控制对象为前提,从生产过程综合自动化的角度出发,按照系统工程中分解与协调的原则研制开发出来的,以微处理机为核心,结合了控制技术、通信技术和CRT显示技术的新型控制系统。
DCS控制系统的实现SAMA图详解

系统正常时,由操作员在操作器上通过按自动按键使系 统投入自动状态;而在系统有故障或控制系统控制品质 差时,控制系统应由自动状态自动地切换到手动状态。
在系统手动时,控制系统的输出由操作员在操作器上 通过↑、↓按键操作输出。 一般操作器在下列情况应切至手动:
操作器的输入和输出方向有信号异常,则操作器应切 换到手动;
例题2:单回路控制系统分析
右图是某分散控制系统中使用 的锅炉给水泵最小流量再循环控 制系统原理图。由于泵在低流量 下运行不但效率很低,而且还会 产生汽蚀现象,所以每台泵都有 一条最小允许流量曲线。为了使 给水系统在机组处于低负荷时能 正常工作,又能使泵的流量不低 于该泵的最小流量限制值,通常 在给水泵的出口装有再循环管。 当机组在低负荷状态下运行时, 测量各给水泵的出口流量,当其 小于给定值时,自动开启并调节 安装在给水泵出口的再循环阀, 使部分给水经此阀流回除氧器, 再循环阀根据泵的流量与最小流 量限制之差来进行调节。
热工自动控制系统的实现 SAMA图学习
热工自动控制系统的实现
1 SAMA图图例 2 SAMA图的简单应用 3 SAMA的应用举例
§1:SAMA图图例
“Scientific Apparatus Makers Association ” 翻译为中文是美国科学仪器制造协会,英文缩写为SAMA, 包括所有控制设备的控制系统结构图,SAMA图例易于理解, 能清楚地表示系统功能,反映控制系统的全部控制功能和 信号处理功能,反应设计者的设计思想。
5、连锁保护 连锁保护系统是指当生产出现严重故障时,
为保证设备、人身的安全,使各个设备按一定 的顺序紧急停止运转或运转在某个特定的状态。
三、SAMA图的图例
电厂热工控制DCS系统的设计与研究

电厂热工控制DCS系统的设计与研究摘要DCS系统,即分布式工业自动控制系统,顺应电厂热工自动化的发展要求而广泛运用于电厂过程控制领域中,为电厂热工控制系统自动化的实现提供了强有力的硬件、软件平台。
基于机组容量不断增大的特性,DCS系统的设计也更加趋向于功能的全面化设计,因此本文结合实际情况对其系统的功能设计进行分析及研究。
关键词电厂热工;DCS系统;设计研究DCS系统是在对计算机局域网的研究基础上发展、演变起来的,是把局域网变成一个实时性、可靠性要求很高的网络型控制系统。
相对于集中控制系统而言,DCS系统为分散控制系统。
作为电厂中枢神经的DCS系统直接关系到整个机组试运能否顺利完成以及投运后的正常运作,因此在对其进行设计时,需要着重考虑其系统功能上的设计。
1 我国电厂DCS系统的发展现状DCS系统已在我国电厂中广泛运用了十多年,机组主要的热工自动化系统也宜采用分散控制系统。
目前,我国电厂中几乎所有的机组都采用了DCS系统,其功能主要包括数据采集和处理功能、模拟量控制功能、顺序控制功能和锅炉炉膛安全监控功能。
对于机组部分试运行和整机启动调试过程中,DCS的能动作用加速了机组安装调试的进程;而且机组正式移交生产时,保护和控制系统的主要功能的投入使用,确保机组的安全经济的运作。
随着我国科技技术的不断提高,已经能够独立承担DCS系统组态及应用软件的设计、现场调试和相关的培训工作,开始改变完全依赖国外进口的局势。
但是,对于当前我国DCS系统运行和维护工作量较大的问题,在对其进行实际设计时需要加强系统功能性的设计,以提高系统运行的工作效率。
2 我国电厂热工控制的现状分析以自动调节系统的角度来看,我国电厂热工控制的现实情况具体表现在以下两个方面。
1)机组监控的相关软件来源于国外进口。
由于国外的自动调节系统发展成熟,各种仪表和执行机构运行的可靠性强,各种设计参数合理,致使国内的机组、DCS系统等相关软件都采用进口的知名设备;2)DCS系统程序的编制由国内自己执行。
火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析

火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析摘要:热工自动化控制是火电厂基本的发展趋势。
随着现代信息技术不断进步,热工自动化控制与我国电力发展之间的联系日益紧密,并已成为我国火电厂生产能力的主要推动力量。
并且火电厂热工仪表的自动化控制是火力发电厂系统中的重要组成部分,它在应用中极大的提高和促进了设备的利用性和可靠性。
本文概述了火电厂热工自动化,简述了火电厂热工自动化的应用现状,对DCS应用发展进行了探讨分析。
关键词:火电厂;热工自动化;DCS系统;应用发展引言随着我国电厂机组容量的提升以及发电技术的进步,火电厂发电逐渐在我国供电系统中占据重要位置。
目前,电厂热工自动化技术已经利用新型自动化技术取得了巨大发展。
主要表现在两个部分,一部分,在机组中占据主要地位的DCS 系统使得原有控制结构出现巨大改变,另一部分,随着火电厂运营系统及总线技术的发展,热工自动化控制系统的完善也充满生命力。
1电厂热工自动化的概述电厂热工自动化指的是在不需要人工控制或者无人直接参与的情况下通过自动化仪表和自动化控制装置完成电厂热力参数的控制与测量,对各种信息的处理都能够实现自动化控制、自动化报警和自动保护要求。
热工自动化控制在电厂的应用使得热工设备安全得到了充分保障,大大降低了电厂工作人员的劳动强度,还提高了机组的工作效率和经济性,从而改善了工作条件和工作环境。
它的有效使用可以大大提高现代化企业发展水平。
2火电厂热工自动化的意义火电厂热工自动化技术顾名思义,它就是一种在火电厂热量发电过程中,人们采用相应的科学技术,使得发电设备的控制系统,在没有技术人员参与的情况下,可以自行控制的技术,从而对火电厂发电设备起到测量、控制、检测等作用。
目前在我国火电厂发展的国中,热工自动化技术应用得比较广泛,其意义主要体现在以下几个方面2.1保证设备和人身安全发电机组在运行的过程中,如果出现异常的情况,人们就可以通过自动化技术来对发电机组进行及时、全面的控制,这样就大幅度的降低了机组异常造成的损失,保障人们操作人民院的人数安全。
在电厂热工控制系统中DCS的应用与管理维护

在电厂热工控制系统中DCS的应用与管理维护1. 引言1.1 电厂热工控制系统介绍电厂热工控制系统是指运用现代控制理论和技术对电厂中的热工过程进行监测、控制和优化的系统。
电厂热工控制系统的主要任务是实现对电厂热工过程的自动化控制,确保电厂的正常运行和安全稳定。
热工系统包括锅炉、汽轮机、热网等热工设备,通过对这些设备的控制调节,实现对电厂整个热工过程的调控和优化。
电厂热工控制系统的主要功能包括监测和传感、数据采集、信号处理、控制计算、设备控制和信息管理等方面。
这些功能通过各种传感器、执行器、控制器和监控系统相互配合,实现对电厂热工设备的全面控制和管理。
电厂热工控制系统的引入和运用,极大地提高了电厂的运行效率和安全性,减少了人为因素的干扰和错误,提高了设备的利用率和能效。
电厂热工控制系统也为电厂运营管理提供了强有力的技术支持,帮助电厂实现精细化管理和智能化控制。
1.2 DCS在电厂热工控制系统中的作用DCS在电厂热工控制系统中的作用非常重要。
它可以实现对电厂的各个系统进行集中监控和控制,提高生产效率和安全性。
DCS系统可以实时监测电厂各项参数,保证系统稳定运行,及时发现问题并采取措施加以处理。
DCS还可以根据电厂的实际情况灵活调整控制策略,提高系统的灵活性和适应性。
在电厂热工控制系统中,DCS扮演着承上启下的重要角色。
它连接着各种传感器、执行器以及控制器,将各个部分联系在一起形成一个整体的系统。
通过DCS,电厂的运行管理变得更加高效和精准,可以实现远程监控和操作,减少人为的操作失误和安全隐患。
DCS还可以实现数据的实时记录和分析,为电厂的运行和管理提供数据支持和决策依据。
DCS在电厂热工控制系统中的作用不可替代。
它为电厂的安全稳定运行提供了强大的支持,同时也为提高生产效率和节约能源提供了重要保障。
随着技术的不断发展和创新,DCS在电厂热工控制系统中的作用将会越来越凸显,为电厂的可持续发展做出更大的贡献。
DCS在电厂热工控制系统中的实施与应用

DCS在电厂热工控制系统中的实施与应用摘要:本文笔者主要针对DCS系统进行分析,分析DCS在电厂热工控制系统中的运用,希望通过笔者的分析,能够进一步优化电厂热工控制系统,为电厂的平稳运行提供参考。
关键词:DCS;电厂;热工控制系统;应用随着我国社会的发展,电厂规模越来越大,电厂控制系统越来越复杂,技术要求也越来越高。
在这种环境下,优化DCS系统能够提高电厂生产运行效果,不仅能够推动电厂实现智能化,也能保证电厂的经济效益。
因此,笔者认为开展DCS在电厂热工系统中的运用分析是非常必要的。
一、DCS系统分析DCS系统它是一种集散性的控制系统,DCS系统与传统的系统相比存在结构上的差异。
DCS系统它是当前一种新型控制系统,是以计算机控制系统为依托,在计算机系统的基础上不断完善系统内部工作环境,从而实现对锅炉、发电机组以及用电装置的控制。
通过计算机系统发出相关指令,实现对汽机、锅炉以及电气系统之间的控制,起到了很好的协调作用。
从DCS系统的结构上看,它主要是由操作人员、工程师以及现场控制站和系统网络构成。
DCS系统这四个组成部分之间有着相互协调的功能,其性质上也存在着一定差异。
在进行DCS系统实际操作时,是通过计算机局域网作为依托,在局域网内对生产资料进行传递交流,并杜绝外界干扰,尤其是在信息传递过程中,相关操作人员需针对数据内容进行操作和控制。
由此可以看出,DCS系统具备安全性和实效性,能够实现很好的系统控制效果。
不仅可以实时控制生产操作,也能有效对生产过程进行监控。
在监控的过程中也能寻找风险,从而提高系统操作水平和企业生产质量。
另外,从DCS系统的运行情况来看,DCS系统具备先进性,但仍然存在拓展性缺陷以及DCS系统其兼容性还需要继续提升,由于当前数据通讯的速度和控制之间有着密不可分的关系,因此DCS系统在运行结果上,其数据通信网络需在数据传输率和准确率上需要大大提升,从而解决数据准确性的问题。
由此可以看出,DCS系统虽然是当前一种新型的控制系统,具备一定的先进性,但仍然存在很多问题,需要企业不断优化。
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| 67PLC and DCS一电厂热工控制DCS系统设计刘景芝,孙 伟(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏 徐州 221008)摘 要:以西山孝义金岩公司自备电厂为背景,主要结合循环流化床锅炉机组的运行特点和控制特性,对其热工系统运用集散控制方式进行控制,并采用浙大中控的WebFiled JX-300X系统对单元机组的热工控制系统做了初步的整体设计。
关键词:热工控制系统;集散控制系统(DCS);循环流化床锅炉中图分类号:TP393.03 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2007)12-0067-03A DCS system for thermal control of a power stationLIU Jing-zhi, SUN Wei(The School of Information and Electrical Engineering ,China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008 China) Abstract: This paper introduces a distributed control system for the power station of the Xishan Jinyan company. According to the operation and control requirements of the circulating fluidized bed boiler, the distributed control for the thermal system of a power unit is designed with the SUPCON WebFiled JX-300X.Keywords: thermal control system; distributed control system(DCS); circulating fluidized bed boiler1 引言火力发电是现代电力生产中的一种主要形式,火力发电厂运行系统多而且复杂,各系统之间要协调运行又要对负荷变化具有很强的适应能力,因此有效的控制火力发电厂运行极其重要。
目前火电机组都普遍采用DCS[3],因为DCS系统给电厂在安全生产与经济效益方面带来巨大作用,使以往任何控制系统无法与其相提并论。
随着各项技术的发展和用户对生产过程控制要求的提高,一种全数字化的控制系统——现场总线控制系统(FCS)问世了,并得到了快速发展。
虽然现场总线控技术代表了未来自动化发展的方向并将逐步走向实用化,但由于火电厂的具体环境和控制特点,经过论证与分析,近期内热控系统只能以DCS为主[1][2]。
西山孝义金岩公司自备电厂包括2台75t/h循环流化床锅炉、2台15MW抽汽式汽轮发电机组。
本文主要针对循环流化床锅炉,将其改造为单元机组运行。
根据循环流化床锅炉和火电机组的运行特点,分析其热控系统的功能要求,采用集散控制系统(DCS)实现热工自动化,并以浙大中控的WebFiled JX-300X为例,进行具体系统的初步设计。
收稿日期:2007-07-03JX-300X集散控制系统全面应用最新的信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术和现场总线技术,采用高性能的微处理器和成熟的先进控制算法,兼具高速可靠的数据输入输出、运算、过程控制功能和PLC联锁逻辑控制功能,能适应更广泛更复杂的应用要求,是一套全数字化的、结构灵活、功能完善的新型开放式集散控制系统。
JX-300X体系结构如下图:2 系统介绍及方案描述2.1 系统总体方案描述根据单元机组运行特点及要求,其控制系统一般配有以下系统:(1) 数据采集系统(DAS);图1 JX-300X体系结构图68 | T echniqu es of AutomatioPLC and DCS(2) 协调控制系统(CCS);(3) 锅炉控制系统,其中包括:锅炉燃烧、汽温、给水等模拟量控制系统(MCS),顺序控制系统(SCS),以及锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)或称燃烧器管理系统(BMS);(4) 汽机数字电液调节系统(DEH)。
除上述几大系统以外,主要辅机系统还有旁路控制系统(BP)、上煤系统以及安全保护系统等。
主、辅系统之间相互渗透、相互依赖,通过信息通信网络紧密连接成为—个有机的整体,从而组成单元机组热工控制的主体,如图2所示[4]。
本DCS的功能覆盖范围包括数据采集和处理系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、燃烧器管理系统(BMS)、汽机跳闸保护(ETS)。
同时具有与其他供货商供应的控制系统和设备进行通讯的功能,并负责相关的接口工作,以便能通过同一总线传递必要的信息和数据,接受控制系统的统一调度和指挥,形成完整的控制系统。
主要监控范围包括锅炉、汽轮发电机除氧给水、减温减压系统、点火供气系统等。
DCS由冗余配置的分散处理单元、数据通讯系统和人—机接口组成。
2.2 系统配置该循环流化床锅炉机组热工系统采用机、炉集散控制方式,能在就地人员的巡回检查和少量操作的配合下,在单元控制室内实现机组启动、停机、运行工况监视控制和管理以及事故处理等功能。
每台单元机组采用一人为主、两人为辅的运行管理方式。
系统采用浙大中控的WebFiled JX-300X系统。
该集散控制系统采用过程控制网SCnet II和控制站内部I/O控制总线图2 单元机组控制系统概貌图3 热工控制DCS系统结构示意图SBUS,硬件配置包括工程师站、操作站、过程控制站、打印机、操作键盘以及CRT显示屏等。
结构示意图如图3所示。
单元机组设置两个操作站,并且配有相应的操作员键盘,一个工程师站,配有工程师键盘,以便于组态和维修。
系统设置了两台打印机,一台用于报警事件的打印,另一台用于报表的打印。
控制站包括数据采集站、锅炉控制站、汽轮机控制站和逻辑站。
过程控制网是SCnet II1:1冗余配置。
3 DCS系统功能简介3.1 数据采集和处理系统(DAS)DAS的主要功能是快速准确地反映机组参数、设备状态、工艺报警、性能指标,为操作员提供准确的操作依据。
如图4所示,DAS系统从生产过程中采集现场数据,提供给控制及管理系统。
3.2 模拟量控制系统(MCS)3.2.1 总风量控制系统保证燃料在炉膛中充分燃烧是风量控制系统的基本任务。
在单元机组锅炉的送风系统中,一、二次风各用两台风机分别供给。
总风量指令是由锅炉负荷控制系统给出的。
总风量中一、二次风所占比例最大,同时一次风和二次风直接影响锅炉的运行及燃烧工况。
所以,总风量调节系统通过改变一、二次风量的调节指令来保证锅炉所需配风。
为了保证锅炉燃烧的安全性,在机图4 DAS系统的示意总体结构图图5 总风量控制系统| 69PLC and DCS组增、减负荷时,保证有充足的风量,保持一定的过量空气,在整个过程中始终保持“总风量大于或等于总燃料量”,系统设计了风煤交叉限制回路。
在减负荷时,只有燃料量(或热量信号)减小,风量控制系统才开始动作。
当负荷低于30%额定负荷时,为了能保证锅炉的安全燃烧,风量保持在30%[4]。
总风量控制系统的给定值与总风量测量值的偏差进行PID运算的结果经过函数处理后送至一次风量调节系统和二次风量调节系统。
控制系统如图5所示。
3.2.2 二次风量控制系统二次风量控制系统采用串级控制系统,其目的是调节烟气含氧量。
烟气含氧量测量值与其给定值的偏差送入主调节器进行PID运算,运算结果与总风量指令控制系统发出的二次风量指令一起进行函数处理后作为副调节器的给定值,再与二次风量测量值进行PID运算,运算结果分为两路作为上部二次风流量和下部二次风流量的控制指令[5]。
3.2.3 炉膛负压控制系统(引风量控制系统)炉膛压力控制系统的基本任务是通过控制引风机动(静)导叶或入口挡板来维持炉膛压力为给定值,以稳定燃烧、保证燃烧效率、减少污染和保证安全。
该系统是一个简单的单回路系统。
炉膛负压测量值经过惯性延滞处理后,与给定值进行偏差比较运算,若有偏差,则经过PID运算后,其运算结果作为引风机执行机构的动作指令,从而控制炉膛负压以满足锅炉运行要求。
炉膛负压测量点有三点,采取三点取中值的办法进行信号处理。
并且直接把总风量进行微分运算后作为前馈信号送入PID控制输出中,以提高一、二次风量变化时控制系统响应的快速性。
3.2.4 汽包水位控制系统锅炉汽包水位是锅炉安全运行的一个主要参数,其控制系统的任务就是保证汽包水位在容许的范围内,并兼顾锅炉的平稳运行。
循环流化床锅炉给水控制系统在低负荷时采用单冲量调节系统,负荷大于30%时采用由汽包水位、给水流量和主蒸汽流量组成的三冲量串级控制系统来调节给水阀门,从而保证汽包水位在规定范围内变化。
在此控制系统中,汽包水位信号经汽包压力补偿后与汽包水位的设定值偏差作为主调节器的输入信号,主蒸汽流量信号经温度、压力补偿修正后,与给水流量信号一起作为副调节器控制系统的输入信号,给水流量为喷水减温水流量信号后的总给水流量。
除此之外模拟量控制系统还包括燃料控制系统、主蒸汽温度控制系统、减温减压装置出口温度控制系统、除氧器水位控制系统等。
3.3 顺序控制系统顺序控制任务是按照各设备的启停运行要求及运行状态,经作者简介:刘景芝(1983-),女,硕士研究生,控制理论与控制工程专业。
逻辑判断发出操作指令,对机组主要设备组或子组进行顺序启停,同时该系统根据工艺系统要求实施联锁与保护。
在顺控系统中,指令的优先级是分层的,设备的保护和联锁指令具有最高优先级,手动指令比自动指令优先。
锅炉顺序控制子组项目主要包括:一次风机子功能组、二次风机子功能组、引风机子功能组、给煤机子功能组、给水泵子功能组、循环水泵子功能组、减温减压器子功能组、疏水泵子功能组、凝结水泵子功能组等[2]。
3.4 燃烧器管理系统(BMS )BMS的主要功能就是利用计算机系统及相应的设备连续监视燃烧系统的状态与大量参数,通过事先设定的逻辑程序和各种安全连锁条件,严格执行燃烧系统的安全运行规程,从而保证在锅炉运行的各阶段,特别是在启/停过程中,防止燃料和空气混合物在锅炉的任何地方积聚,避免锅炉爆炸事故的发生。
3.5 汽机保护系统(ETS )汽机保护系统ETS,是锅炉机组危急情况下的保护系统。
当锅炉出现危及安全运行的状况时,实施自动或手动紧急停炉保护,以保证机组运行安全。
4 结束语火力发电厂设备众多、系统庞大、过程复杂,大多数设备长期处于高温、高压、高速、易燃、易爆、易损等恶劣的工作条件下。
各局部过程之间的状态相互影响,联系密切,发电是连续的生产过程,对负荷变化要有很强的适应能力,各生产环节对负荷请求的响应速度不一致。