鍋爐控制系統(tǒng)

鍋爐DCS監(jiān)控系統(tǒng)方案

一、方案概述

鍋爐控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、 穩(wěn)定運(yùn)行， 減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度， 同時(shí)提高熱效率， 降低煤、 電的消耗量， 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行， 而且要便于操作、 易于生產(chǎn)管理。

我公司從事系統(tǒng)控制多年， 各種鍋爐不同的控制模式均有實(shí)際運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。控制方案不僅考慮了熱工信號(hào)的測(cè)量、 報(bào)警、 控制， 而且加入了電氣設(shè)備（變壓器、 電機(jī)） 的保護(hù)、 測(cè)量、 監(jiān)控， 實(shí)現(xiàn)了鍋爐設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、 運(yùn)行參數(shù)的全面監(jiān)控。 每種控制方案均能滿足《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、 《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 的相關(guān)規(guī)定。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了以下原則

適用性： 充分調(diào)研和分析客戶需求, 且結(jié)合設(shè)備現(xiàn)狀和客戶長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃, 在長(zhǎng)遠(yuǎn)、 可靠、 先進(jìn)、 節(jié)能的理念下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

可靠安全性： 在器件選型采購(gòu)上確保選擇國(guó)外和國(guó)內(nèi)知名品牌， 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上充分考慮硬件和軟件冗余， 故障的隔離和弱化影響范圍， 在安裝和調(diào)試時(shí)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

先進(jìn)性： 應(yīng)用當(dāng)前國(guó)內(nèi)成熟、 先進(jìn)的控制硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 結(jié)合我公司以往鍋爐控制的成功經(jīng)驗(yàn)， 優(yōu)化和完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

經(jīng)濟(jì)性： 采用最合理的硬、 軟件配置， 達(dá)到高的性能價(jià)格比。

開(kāi)放性： 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 硬軟件配置、 網(wǎng)絡(luò)及通訊規(guī)約、 數(shù)據(jù)庫(kù)等滿足國(guó)際、 國(guó)內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)， 硬件和軟件功能模塊易于維護(hù)、 擴(kuò)充、 升級(jí)。

二、監(jiān)控系統(tǒng)的硬件構(gòu)成由以下幾部分組成

鍋爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件構(gòu)成由以下幾部分組成。

1 . 一次儀表

安裝于現(xiàn)場(chǎng)的一次儀表包括熱電偶、 熱電阻及各種傳感器和壓力、 差壓變送器等。

現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)指用于鼓、 引風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)、 爐排調(diào)速、 汽包水位調(diào)節(jié)的變頻器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。

2. 鍋爐系統(tǒng)儀表操作臺(tái)

鍋爐系統(tǒng)儀表操作臺(tái)安裝于集控室內(nèi)， 每臺(tái)鍋爐配置一臺(tái)。

儀表操作臺(tái)上裝有與本臺(tái)鍋爐運(yùn)行相關(guān)的主要儀表， 包括顯示儀表、 流量積算儀、手操器、 調(diào)節(jié)器及控制電機(jī)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、 起停按鈕、 指示燈、 電機(jī)智能監(jiān)控器遠(yuǎn)程顯示表等。操作臺(tái)分臥式和立式兩種。

3. 鍋爐智能采集分站：

鍋爐智能采集分站安裝在鍋爐現(xiàn)場(chǎng)， 由西門(mén)子 ET200 遠(yuǎn)程I/O 模塊和模擬量輸入模塊構(gòu)成。 用于鍋爐相對(duì)次要信號(hào)的采集， 并將所采集信號(hào)傳于主 PLC。

4． 計(jì)算機(jī)操作臺(tái)（計(jì)算機(jī)控制方式）

在集控室內(nèi)為每臺(tái)鍋爐配置一個(gè)計(jì)算機(jī)操作臺(tái)。

配置和兩套工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 兩套工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別組成工程師站和操作員站。兩臺(tái)工控機(jī)互為冗余， 用于參數(shù)設(shè)置、 運(yùn)行過(guò)程監(jiān)控、 數(shù)據(jù)記錄、 趨勢(shì)及事故分析、 報(bào)表形成及運(yùn)行參數(shù)超限后的智能語(yǔ)音報(bào)警。 任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可對(duì)任一鍋爐參數(shù)設(shè)置及過(guò)程監(jiān)控。以臥式操作臺(tái)示例如下圖：

5、工業(yè)電視

集控室內(nèi)的計(jì)算機(jī)操作臺(tái)上還另外配有工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)， 用于監(jiān)視蒸汽鍋爐的爐汽包水位。

6. 水處理系統(tǒng)儀表操作臺(tái)

水處理系統(tǒng)儀表操作臺(tái)安裝于水處理間， 配置有鍋爐水處理系統(tǒng)包括軟化、 除氧部分的溫度、 壓力、 流量、 液位等儀表。

7.安裝于集控室的PLC柜（計(jì)算機(jī)控制方式）

PLC 為控制系統(tǒng)的核心， 完成檢測(cè)信號(hào)的采集并經(jīng)信號(hào)以通訊的方式傳至工控機(jī)，完成汽包水位、 給水壓力、 回水壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)， 完成電機(jī)的順序控制等。

通常以德國(guó)西門(mén)子公司的 S7-300 型 PLC 作為控制主站， 做為控制系統(tǒng)的核心， 采用總線通訊， 最大限度的減少電纜接線數(shù)量， 減輕維護(hù)量。

8. 除氧罐水位變頻控制柜

除氧罐水位變頻控制柜用于兩個(gè)除氧罐水位、 水溫的自動(dòng)控制。

9. 循環(huán)水變頻補(bǔ)水控制柜

循環(huán)水變頻補(bǔ)水控制柜用于熱水循環(huán)管網(wǎng)補(bǔ)水的補(bǔ)水泵變頻恒壓控制。

10. 變頻控制柜

變頻控制柜安裝于配電室內(nèi)， 對(duì)鼓風(fēng)、 引風(fēng)、 爐排、 分層給煤、 給水泵、 循環(huán)泵、除氧泵、 補(bǔ)水泵等電機(jī)均采用變頻控制。

11. 大容量的 UPS

采用大容量的 UPS 供電， 在停電后確保工控機(jī)、 PLC 及關(guān)鍵檢測(cè)設(shè)備、 儀表正常工作一個(gè)小時(shí)。