高爐煤氣鍋爐DCS控制系統(tǒng)解決方案?

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，操作人員可以實時監(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，用于實現(xiàn)對鍋爐各個部分的控制和調(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)對鍋爐的各個組件進(jìn)行自動化控制，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，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、網(wǎng)絡(luò)通信和報警系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)庫用于存儲系統(tǒng)的配置參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)等信息，網(wǎng)絡(luò)通信用于實現(xiàn)系統(tǒng)與其他設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸，報警系統(tǒng)用于監(jiān)測并及時報警系統(tǒng)異常情況?

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

（2）下位機(jī)編程軟件采用ABB公司AC800M，實現(xiàn)鍋爐、汽機(jī)參數(shù)測量、流量運(yùn)算、自動調(diào)節(jié)、氣動閥連鎖及汽機(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軟件實現(xiàn)畫面集中監(jiān)控，查看變量實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，設(shè)置重要參數(shù)報警，實現(xiàn)自動化連鎖功能，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)等四套自動控制系統(tǒng)。包括：鍋爐汽包水位自動調(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)。

實現(xiàn)流程畫面檢查、組畫面檢查、?報警畫面檢查、事件順序記錄檢查、事故追憶檢查、歷史數(shù)據(jù)庫檢查、實時趨勢和歷史趨勢檢查功能。

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)先級的實時操作系統(tǒng)作為控制算法處理平臺，滿足了機(jī)爐保護(hù)和電氣控制的實時性要求?，F(xiàn)場控制站完成過程數(shù)據(jù)采集和實時控制，所有的硬件均實現(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)各裝有兩臺操作站，保證實時可靠監(jiān)控。

本系統(tǒng)設(shè)現(xiàn)場控制站3臺，分別用于1#、2#鍋爐及汽機(jī)的數(shù)據(jù)采集和控制管理。控制站主要包括冗余電源組件、數(shù)據(jù)采集卡、控制器以及控制網(wǎng)總線控制器，實現(xiàn)現(xiàn)場數(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)行實時專用監(jiān)控軟件，完成工業(yè)過程的圖形顯示，報警管理、報表打印、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監(jiān)控站代替，完成整個DCS系統(tǒng)的組態(tài)，生成現(xiàn)場監(jiān)測、控制和管理所需要的所有數(shù)據(jù)、圖形和報表等，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;包括一個主機(jī)柜，三個現(xiàn)場I/O機(jī)柜、四個操作員站、一臺工程師站、主電源柜一個（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、報警系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理軟件等。

?監(jiān)控軟件?：軟件提供報警功能，當(dāng)鍋爐的關(guān)注參數(shù)超標(biāo)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(tǒng)壓力過低報警，水箱水位過低、過高報警），現(xiàn)場操作員站和鍋爐物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠同步產(chǎn)生報警信息，及時記錄報警產(chǎn)生的位置、原因、時間等相關(guān)參數(shù)。軟件也提供報警查詢功能，用戶可對歷史產(chǎn)生的報警進(jìn)行查詢及分析，對問題進(jìn)行排查和解決。