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電廠DCS自動化控制解決方案

電廠DCS控制系統解決方案

一、概述:

青島華凌科技有限公司專業從事電廠DCS控制系統設計集成,在火力發電、焦煤煉鋼、鍋爐煙氣的脫硫脫硝等行業得到廣泛應用。其設計集成的余熱發電DCS控制系統能夠顯著提高監控的自動化水平,更好的實現各個層面的生產自動化結合。同時,也能更好的滿足電廠發展的要求。


二、控制系統結構和軟件功能

1、系統架構圖:

2、系統軟件功能
2.1系統管理組態:定義系統硬件配置與管理、數據庫定義、算法定義等,在工程師站定義好系統配置后,就可以通過系統網總線下裝到各操作員站和控制站
2.2控制調節:系統支持彈出式調節面板供操作員調節重要參數,包括測量值、設定值和輸出值的動態棒圖與數字雙重顯示,所有的PID調節均設手自動切換按鈕,可實現手動與自動控制之間的無擾切換。
2.3報表生成與趨勢顯示:允許用戶生成具有Excel風格的各種樣式的報表模板,隨時可操作員供調用,提供各瞬時量的累計及統計功能。歷史趨勢畫面可顯示任意參數在一定時間內的變化趨勢。
2.4人機界面的定制:工藝流程圖采用了分層結構,在整個電廠設備工藝運行的總貌圖中,可靈活進入各級流程圖,詳細顯示各部分運行流程及狀態,所有設備的啟停、開關等操作都可在工藝流程圖中方便的實現。對主要設備如鍋爐汽機的聯鎖保護,專門設計了邏輯顯示畫面,提示操作員邏輯的執行情況。

案例展示(圖1)

2.5報警管理:允許用戶定義各種報警事件的級別和提示信息,還可以寫到報警記錄庫中供用戶日后查詢。對某些重要報警信息,可定義其強制跳出顯示;SOE事故順序記錄可記錄毫秒級的開關量動作信息。
2.6系統管理:系統設多層登錄級別,只有獲得相應的輸入口令才可獲得相應的操作權限,保證了系統操作的安全性。

三、工程項目控制方案

3.1項目控制方案

系統控制納入了數據采集系統(DAS)、模擬量控制系統(MCS)、輔機順控系統(SCS)、機爐保護系統(FSSS)、汽機緊急停車系統(ETS)、電氣控制系統(ECS)等功能。
3.1.1數據采集系統(DAS)

DAS系統由各I/O模件完成對生產過程中的數據及設備狀態進行采集與處理,它包括:現場信號級(4~20mA)、信號隔離、硬件濾波、A/D轉換、軟件處理等部分,硬件部分自帶補償電路,能做到高頻干擾的自動隔離和原始信號補償,軟件處理包括開方、累積、誤差補償、溫壓補償、濾波等,確保參與顯示和控制的輸入信號的準確性。
所有的DAS系統數據通過上位監控軟件在CRT上顯示、報警提示并記錄到歷史數據庫。DAS系統數據能以多種方式顯示記錄,包括工藝流程顯示,參數棒圖顯示等。


3.1.2模擬量控制系統(MCS)

在本系統中共設計了40多套自動調節系統,包括鍋爐與汽機的所有重要參數的調節。如機爐協調控制系統(采用直接能量平衡的控制策略)、汽包水位調節、主汽壓力調節、主汽溫度調節、爐膛負壓調節等。以下為汽包水位控制系統實例:

汽包水位是控制系統中最重要的控制指標。汽包水位過高將影響蒸汽質量,水位過低則引起鍋爐干燒,造成水冷壁爆裂。在本方案中采用以汽包水位、給水流量和蒸汽流量構成三沖量控制系統與以汽包水位進行單沖量調節結合的控制方案,兩種方案在不同負荷階可手動自動無擾切換。汽包水位作為主調節器的輸入,主調節器的輸出作為副調節器的給定,與給水流量相平衡。通過調節主給水閥改變給水流量來維持汽包水位的恒定。把主蒸汽流量作為系統的前饋信號,反映和克服系統的外擾,給水流量信號反映和克服內擾。

3.1.3鍋爐順序控制(SCS)

順序控制系統主要完成各輔機的順序啟停及聯鎖保護。在順控邏輯中,采用了分級式結構,功能細化到單臺設備控制。通過聯鎖、保護和安全跳閘功能保證余熱鍋爐的安全運行。鍋爐順控邏輯主要包括:鍋爐啟動、鍋爐停車、床溫高聯鎖停爐、給水泵與供漿泵跳閘聯鎖停爐、除灰順序控制以及送引風跳閘聯鎖邏輯等。

3.1.4爐膛安全監控系統(FSSS)

FSSS系統的主要作用是對燃料系統及燃燒設備進行管理和控制,保證鍋爐安全運行。FSSS系統包括燃燒器控制系統和爐膛安全系統,其主要功能包括:爐膛自動點火、火焰監視、爐膛吹掃允許條件及吹掃程序、油槍控制、一次風機啟停控制、二次風門控制、送引風門的擋板聯鎖,供漿泵啟停控制、燃油截止閥控制、送引風機聯鎖等部分。


四、應用效果
青島華凌科技有限公司設計集成的DCS控制系統在余熱發電已經得到廣泛的應用,充分顯示了該系統的高可靠性和穩定性,對于其他電廠安全、經濟、高效運行具有很好的借鑒作用。






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