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電廠DCS自動化控制解決方案

電廠DCS控制系統(tǒng)解決方案

一、概述：

青島華凌科技有限公司專業(yè)從事電廠DCS控制系統(tǒng)設(shè)計集成，在火力發(fā)電、焦煤煉鋼、鍋爐煙氣的脫硫脫硝等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。其設(shè)計集成的余熱發(fā)電DCS控制系統(tǒng)，能夠顯著提高監(jiān)控的自動化水平，更好的實現(xiàn)各個層面的生產(chǎn)自動化結(jié)合。同時，也能更好的滿足電廠發(fā)展的要求。

二、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件功能

1、系統(tǒng)架構(gòu)圖：

2、系統(tǒng)軟件功能
2.1系統(tǒng)管理組態(tài)：定義系統(tǒng)硬件配置與管理、數(shù)據(jù)庫定義、算法定義等，在工程師站定義好系統(tǒng)配置后，就可以通過系統(tǒng)網(wǎng)總線下裝到各操作員站和控制站
2.2控制調(diào)節(jié)：系統(tǒng)支持彈出式調(diào)節(jié)面板供操作員調(diào)節(jié)重要參數(shù)，包括測量值、設(shè)定值和輸出值的動態(tài)棒圖與數(shù)字雙重顯示，所有的PID調(diào)節(jié)均設(shè)手自動切換按鈕，可實現(xiàn)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(fēng)格的各種樣式的報表模板，隨時可操作員供調(diào)用，提供各瞬時量的累計及統(tǒng)計功能。歷史趨勢畫面可顯示任意參數(shù)在一定時間內(nèi)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(jié)構(gòu)，在整個電廠設(shè)備工藝運行的總貌圖中，可靈活進入各級流程圖，詳細(xì)顯示各部分運行流程及狀態(tài)，所有設(shè)備的啟停、開關(guān)等操作都可在工藝流程圖中方便的實現(xiàn)。對主要設(shè)備如鍋爐汽機的聯(lián)鎖保護，專門設(shè)計了邏輯顯示畫面，提示操作員邏輯的執(zhí)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(guān)量動作信息。
2.6系統(tǒng)管理：系統(tǒng)設(shè)多層登錄級別，只有獲得相應(yīng)的輸入口令才可獲得相應(yīng)的操作權(quán)限，保證了系統(tǒng)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(tǒng)控制納入了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、輔機順控系統(tǒng)（SCS）、機爐保護系統(tǒng)（FSSS）、汽機緊急停車系統(tǒng)（ETS）、電氣控制系統(tǒng)（ECS）等功能。
3.1.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）

DAS系統(tǒng)由各I/O模件完成對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)進行采集與處理，它包括：現(xiàn)場信號級（4～20mA）、信號隔離、硬件濾波、A/D轉(zhuǎn)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(zhǔn)確性。
所有的DAS系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過上位監(jiān)控軟件在CRT上顯示、報警提示并記錄到歷史數(shù)據(jù)庫。DAS系統(tǒng)數(shù)據(jù)能以多種方式顯示記錄，包括工藝流程顯示，參數(shù)棒圖顯示等。

3.1.2模擬量控制系統(tǒng)（MCS)

在本系統(tǒng)中共設(shè)計了40多套自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括鍋爐與汽機的所有重要參數(shù)的調(diào)節(jié)。如機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（采用直接能量平衡的控制策略）、汽包水位調(diào)節(jié)、主汽壓力調(diào)節(jié)、主汽溫度調(diào)節(jié)、爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)等。以下為汽包水位控制系統(tǒng)實例：

汽包水位是控制系統(tǒng)中最重要的控制指標(biāo)。汽包水位過高將影響蒸汽質(zhì)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(gòu)成三沖量控制系統(tǒng)與以汽包水位進行單沖量調(diào)節(jié)結(jié)合的控制方案，兩種方案在不同負(fù)荷階可手動自動無擾切換。汽包水位作為主調(diào)節(jié)器的輸入，主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定，與給水流量相平衡。通過調(diào)節(jié)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(tǒng)的前饋信號，反映和克服系統(tǒng)的外擾，給水流量信號反映和克服內(nèi)擾。

3.1.3鍋爐順序控制（SCS）

順序控制系統(tǒng)主要完成各輔機的順序啟停及聯(lián)鎖保護。在順控邏輯中，采用了分級式結(jié)構(gòu)，功能細(xì)化到單臺設(shè)備控制。通過聯(lián)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(lián)鎖停爐、給水泵與供漿泵跳閘聯(lián)鎖停爐、除灰順序控制以及送引風(fēng)跳閘聯(lián)鎖邏輯等。

3.1.4爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）

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

四、應(yīng)用效果
青島華凌科技有限公司設(shè)計集成的DCS控制系統(tǒng)在余熱發(fā)電已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，充分顯示了該系統(tǒng)的高可靠性和穩(wěn)定性，對于其他電廠安全、經(jīng)濟、高效運行具有很好的借鑒作用。