燃气蒸汽锅炉DCS控制系统设计
(完整版)我的工业燃煤锅炉DCS控制系统设计毕业论文设计
工业燃煤锅炉DCS控制系统设计（子课题：控制方案的组态及监控画面的制作）摘要：本文叙述了工业燃煤锅炉的工作原理，具体阐述了锅炉控制中对汽水控制系统方案和自动检测的设计，利用了Control Builder 软件、UMC800控制器和FIX软件进行35吨工业燃煤锅炉汽水系统的自动检测与控制回路的组态，并设计了友好的监控画面。
关键词：锅炉FIX UMC800 控制系统汽水系统蒸汽压力Abstract: the paper introduce the principle of the boiler which is used in burning coal industrial,it describes the scheme of the steam controlsystem in boiler control and the design of auto-detection. it use the Control Buildersoftware,UMC800 controller and FIX softwareto auto-detect 35t steam system in burningcoal industrial and configuration the controlloop, and designed the friendly supervisionappearance.Keyword: boiler, FIX, UMC800, control system, steam system, steam pressure引言锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的13，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。
提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
锅炉的DCS设计 毕业设计
毕业设计任务书毕业设计任务书院（系）：计算机与电子信息专业电气工程及其自动化班级：电气08-3班学生：学号：一、毕业设计(论文)课题锅炉装置的DCS设计二、毕业设计工作自2012 年3月12日起至2012年6月15 日止三、毕业设计进行地点广东石油化工学院四、毕业设计(论文)的内容要求设计要求完成如下内容：1、学习AdvanTrol-Pro软件，掌握各软件的使用方法以及控制系统的组态工作流程。
2、了解锅炉装置的工艺流程，完成锅炉控制系统的设计，前期包括：系统的构成、卡件布置情况、系统数据测量点数清单、数据分组、系统控制方案的选择、监控画面、报表内容等。
3、对锅炉控制系统进行硬件组态、软件组态设计、流程图画面设计、实时监控的设计（报警画面、总貌画面、分组画面、调整画面、趋势画面）。
4、对设计好的系统进行工艺现场监控软件的模拟仿真。
5、按规范要求写出论文说明书；6、做出PPT进行论文答辩。
指导教师接受毕业设计任务开始执行日期2012 年3月12日学生签名广东石油化工学院本科毕业（设计）论文：锅炉装置的DCS设计摘要本课题以锅炉控制系统为对象，运用浙大中控设计的AdvanTrol-Pro软件对其进行DCS设计。
文章介绍了集散控制系统的基本结构，并根据现场锅炉的特点，介绍了锅炉系统的工艺过程，分析了锅炉控制对象的特点和基本的控制过程；提出了相应的控制方案；针对锅炉房现场中各个传感器以及输入设备之间数据通信的特点，确定出锅炉控制系统的结构、数据测量点数清单、卡件布置等,并根据计算机监控系统应满足的各项功能要求，设计计算机监控系统中数据采集，上下位机通讯及上位机管理子系统。
完成的DCS设计包括硬件组态、软件组态，其中有流程图画面和实时监控的设计，最后是对工艺现场监控软件系统进行模拟仿真，仿真结果显示所设计的系统画面真实、动态效果好，基本能满足设计要求。
关键词：锅炉DCS控制系统AdvanTrol-Pro软件组态ABSTRACTABSTRACTThis topic takes the boiler control system as the object, using the central control design AdvanTrol-Pro software of zhejiang university to design the DCS. This paper introduces the basic structure of the distributed control system And according to the characteristics of the boiler, this paper introduces the technological process of the boiler system, analyzes the characteristics of the boiler control object and the basic control process, corresponding control scheme; for the characteristics of the each sensor in the boiler room and the input data communication equipment, to determine the structure of the boiler control system, data measurement points list, card a layout, and meet the requirements of function according to the computer monitoring system, design computer monitoring system of data acquisition, and the upper and lower level computer communication and PC management subsystem. Complete the DCS configuration design including hardware, software configuration, the pictures of the flow chart of the real-time monitoring of design, the last is the process site monitoring software system simulation, the simulation results show that there is a real good effect of the system design, dynamic picture, mainly can meeting the design requirements.KEYWORDS: The boiler DCS the control system AdvanTrol-Pro soft configuration广东石油化工学院本科毕业（设计）论文:锅炉装置的DCS设计目录毕业设计任务书 (I)摘要 (II)ABSTRACT (III)目录 .......................................................................................................................................... V I 第一章引言 (1)1.1 国内DCS系统应用现状 (1)1.2 国内锅炉产业调查 (3)1.3 设计背景 (4)1.3 本章小结 (4)第二章 DCS系统介绍以及工艺要求 (5)2.1 DCS系统介绍 (5)2.2 JX-300 XP DCS系统介绍 (6)2.2.1 硬件介绍 (6)2.2.2 系统软件介绍 (8)2.2.3 软件功能介绍 (9)2.4 本章小结 (13)第三章锅炉设备系统方案设计 (14)3.1 系统组态的工作流程 (14)3.2 系统配置设计 (15)3.3 上位机配置 (15)3.4 下位机配置 (15)3.5 本章小结 (15)第四章硬件设计 (16)4.1 测点统计 (16)4.2 控制站规模 (17)4.3 硬件组态 (17)4.4 测点配置清单 (17)4.5 本章小结 (17)第五章监控软件设计 (18)目录5.2 监控软件构架 (18)5.3 监控软件设计 (20)5.3.1 软件组态设计要求 (20)5.3.2 软件设计 (28)5.4 本章小结 (32)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)第一章引言第一章引言国民经济的快速发展和其他行业的技术进步迫切要求信息化在工业方面得到广泛的应用，特别是需要新技术改造的传统产业，因此工业自动化技术得以快速发展，利用工业自动化技术改造传统产业和产业结构，提高自动化、智能化、信息化水平，增强企业竞争能力，是一项非常迫切的任务。
锅炉DCS
锅炉DCS锅炉DCS系统一、锅炉控制系统工艺概述1 、锅炉控制工艺流程图2 、锅炉控制方案锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间，存在着许多交叉的影响，调节难度非常大。
我们采用将系统控制分散成一个一个的闭环控制：给煤控制，送风控制，汽包液位控制，炉膛负压控制等。
a 给煤控制锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保持经济燃烧和锅炉的安全运行。
目前，中小型煤粉炉控制系统效果不佳主要体现在送风和给煤控制上。
送风控制系统应与给煤控制相协调，控制在一定的风煤比，维持燃烧处在最佳经济状态。
其控制原理框图如下：b 送风控制送风调节是通过负荷规则调节器实现“加负荷时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风的控制规则。
其控制原理框图如下：c 炉膛负压控制炉膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全有效运行。
其控制原理框图如下：d 汽包液位控制锅炉给水自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并使汽包液位保持在工艺允许的范围内。
液位控制是有以下三种：①单冲量控制，即以水位为唯一调节信号的单参数、单回路控制系统；②双冲量控制，即以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统；③三冲量控制，即以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号的三参数控制系统。
其中三冲量调节系统还可分为三冲量单级调节和三冲量串级调节。
三冲量串级控制系统控制原理框图如下：三冲量串级控制系统控制原理框图e 过热蒸汽出口温度控制保证过热蒸汽出口蒸汽温度在允许的范围内，保护过热器，使过热器管壁温度不超过允许的温度范围。
其控制原理框图如下：过热蒸汽出口温度控制原理框图3、锅炉的自动保护系统?锅炉的保护系统是锅炉控制系统的重要组成部分。
其保护内容取决于锅炉设备本身的结构、容量、技术特性和运行方式。
一般设有汽压保护、汽包水位保护、锅炉灭火保护、连锁保护和紧急停炉保护等。
燃气蒸汽锅炉DCS控制系统
河南xxx工业有限责任公司锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统控制方案xxxx电气系统有限公司一：概述xxxx电气有限公司是暖通、供暖节能、锅炉、热能设备等领域自动化控制的高科技股份制公司，是国内最大的锅炉电脑控制器厂家。
xx公司于1995年在全国率先推出锅炉电脑控制器，至今已发展到全系列燃煤、燃油(气)和电热锅炉的电脑控制、PLC控制、小型和大型DCS控制和供暖节能控制，控制锅炉的吨位达到150t/h，并且始终保持技术领先地位。
目前xx公司产品已遍布全国，部分出口国外，近1000家国内锅炉厂和11家外资锅炉厂配套使用，已成为我国锅炉控制的主流产品和著名品牌，是中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位。
公司资质：中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位省级高新技术企业国家级高新区企业计算机软件企业中国锅炉行业协会团体会员二、控制对象和设备10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台，每台包括：●程控器外置式燃烧器1台；风机功率12KW，●给水泵2台，功率15kw（一主一备）；●循环泵●节能泵由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。
三、关于标准1、目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准，我公司执行的是xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000，是目前国内唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家。
2、我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中，我公司为该标准的第一起草单位。
3、本控制方案依照国家有关标准和规程及xxxx公司企业标准编制，全面满足招标方要求。
四：系统设计原则我方在进行本控制系统设计时，将严格遵循以下系统设计原则：安全性原则：由于锅炉属于压力容器，而且工作环境比较恶劣，因此，控制系统首先要保证的就是锅炉系统运行的安全性，这是首要设计原则。
为了达到安全的目的，在一次仪表和二次仪表的选型上，要严格遵循行业规范，从根源上保证系统的安全。
可靠性原则：可靠性原则是针对控制系统的安全而言的，同样是为了保证锅炉的安全运行，在控制系统设计时，要注意控制的层次和相应层次的操作等级、权限。
利用DCS的过热汽温系统控制系统设计
利用DCS的过热汽温系统控制系统设计一、集散控制系统分析集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散控制系统。
自70年代中期第一套集散控制系统问世以来，集散控制系统己经在工业控制领域得到广泛的应用，越来越多的仪表和控制工程师已经认识到集散控制系统必将成为过程工业自动控制的主流。
集散控制系统的主要特性是它的集中管理和分散控制，而且，随着计算机技术的发展，网络技术己经使集散控制系统不仅主要用于分散控制，而且向着集成管理的方向发展。
系统的开放不仅使不同制造厂商的集散控制系统产品可以互相连接，而且使得它们可以方便地进行数据交换。
DCS集散式温度控制系统图二、DCS系统主要技术指标调研（1）操作员站及工程师站：CPU PⅢ850以上内存128M以上硬盘40G以上软驱 1.44M以太网卡INTEL 100M×2块加密锁组态王加密锁鼠标轨迹球键盘工业薄膜键盘显示器21寸显示器分辨率1280×1024过程控制站：CPU PⅢ850以上内存128M以上硬盘40G以上电子盘8M以上软驱 1.44M以太网卡INTEL 100M×1块串行通讯卡485卡×1块（可选）（2）I/O站技术指标1）EF4000网络EF-4000网络是多主站、双冗余高速网络，通信波特率为312.5K和1.25M可编程；EF4000网络配合EF4000系列测控站（前端），可以完成工业现场各类信号的采集、处理和各类现场对象的控制任务。
EF4000网络的主要技术指标如下：挂网主站数≤31挂网模块数≤100（不带网络中继器），最多240通讯速率 1.25MBPS和312.5KBPS可编程基本传输距离 1.2MBPS时≥500m，312.5KBPS时≥1600m允许中继级数≤4级双网冗余具备两个通信口互为冗余的功能网络通讯方式半双工同步传输介质聚乙稀双绞线网络隔离度≥500Vrms通信物理层全隔离、全浮空、平衡差动传输方式有效传输字节不小于34K字节/S（1.25MBPS通讯速率）2）通讯网卡主要技术参数型号EF-4000网络─ EF4001安装方式计算机PC总线扩展插槽插卡安装尺寸160×75mm宿主计算机具有AT插槽的IBM-PC及其兼容机I/O地址硬件任选100、120、140、160、180、1A0、1C0七种中断向量软件任意设定IRQ3、5、7、10、11、12、15或不使用耗电不大于1W工作方式连续可靠性指标MTBF80000Hr运行环境温度0～60C°，相对湿度≤80%3）模拟量输入前端模块型号EF4101输入通道数16路通道隔离电压400V（峰—峰值）网络隔离度≥500Vrms通道采样时间80mSA/D分辨率17位测量精度〈0.2%被测信号类型T/C、RTD、mV、mA4）模拟量输出前端模块型号EF4601输出通道数6路（全隔离）通道隔离电压500V网络隔离度≥500Vrms电压输出范围-10V ~ +10V电流输出范围0 ~ 20 mA控制精度0.2级5）数字量输入前端模块型号EF4201输入通道数28路通道隔离电压350V网络隔离度≥500Vrms计数速率≤500次/秒（低频通道）计数速率≤8000次/秒（高频通道）事件分辨率1mS（低频通道）计数长度24位（三字节）测频范围0 Hz ~ 8000 Hz（高频通道）6）数字量输出前端模块型号EF4203输出通道数16路（EF4203）通道隔离电压350V网络隔离度≥500Vrms结点开关电流≤100 mA结点开关电压≤350 V结点隔离电压≤350 V结点闭合时间≤0.6 mS结点断开时间≤0.15 ms7）执行器脉冲控制单元输出结点电压≤380 V输出结点电流≤5A系统网络采用国际上通用的Ethernet 网，通信速率为100Mbps，遵循IEEE 802.3协议。
锅炉DCS控制系统的设计与实现
科学与财富1、概述锅炉是工业生产中重要的动力来源，随着生产的发展，锅炉日益广泛的用于工业生产的各个领域，成为发展国民经济的重要热工设备之一。
在现代化的建设中，能源的需求是非常大的，然而我国的能延龄使用率极低，所以实现锅炉的自动控制以提高其热效率，有着极为重要的实际意义[1]。
在本设计中，针对35T/H 燃煤锅炉控制要求，利用SIMATIC PCS 7进行其DCS 系统设计。
该设计包括DCS 系统的硬件配置及其组态，上位机的人机监控画面组态与动态模拟以及下位机的控制方案组态和模拟运行。
2、35T/H 燃煤锅炉DCS 系统现场仪表的选型本设计中的35T/H 燃煤锅炉控制系统的一次仪表选型具体如表1所示。
3、35T/H 燃煤锅炉DCS 系统的软硬件配置根据DCS 系统结构特点和实际的35T/H 燃煤锅炉控制要求，35T/H燃煤锅炉DCS 由一个工程师站、一个操作员站、一个PLC 站，两个远程I/O 站构成，其结构如图1所示。
其中，网络采用PROFIBUS-DP 和以太网两级网络。
PROFIBUS-DP 用于用于现场层的高速数据传送，以太网用于PLC 与操作员站和工程师站之间的数据传输。
4、燃煤锅炉控制系统软件设计本设计的软件设计是基于PCS7-WinCC V6.0的上位监控画面组态，根据锅炉控制工艺流程开始进行组态画面的设计，在画面中，使用了静态文本、输入输出域、画面窗口、按钮、控件和库，运行后如图2所示。
下位控制组态基于PCS7-Step7。
图2过程画面运行效果图5、结束语在本次设计中，完成了35T/H 燃煤锅炉的DCS 设计，通过仿真软件的模拟仿真与多次调试，系统的各项功能都达到了预期的目标，较好的满足了35T/H 燃煤锅炉的控制要求。
姻锅炉DCS 控制系统的设计与实现滕天杰（江西工程学院，江西省新余市338000）摘要：锅炉是工业生产过程中必不可少的重要动力设备，在企业生产中起着非常重要的作用。
基于DCS的锅炉控制系统设计
DCS控制系统设计一．被控对象：图1 锅炉设备工艺二．工艺要求燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。
压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。
与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱，排入大气。
三．DCS选型本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。
四．硬件①控制站硬件1.机柜：SP202结构：拼装尺寸：2100*800*600ESD：防静电手腕散热：两风扇散热接地：工作接地，安全接地2.机笼电源机笼：四个电源模块，型号：XP521I/O机笼：20个槽位，用于固定卡件3.接线端子板冗余端子板：XP520R4.端子转接板5.主控卡：XP243X地址范围：2到127。
后备锂电池模块：JP2，保持参数不丢失。
6.数据转发卡：XP233地址范围：0到157.I/O卡件(a)I/O点数计算Ⅰ.锅炉控制系统中数字量输入点数：启动；停止；点火；手动关闭蒸汽阀以上共计四个数字量输入。
Ⅱ.锅炉控制系统中数字量输出点数：给风；1号风机；给燃料；2号风机；蒸汽阀以上共计五个数字量输出。
Ⅲ.锅炉控制系统中模拟量输入点数：汽包液位、温度、压力。
以上共有三个模拟量输入（为了使模拟信号可以远传，变送器均选择电压式）。
(b)卡件选择Ⅰ.XP363：触点型开关量输入卡。
8路输入，统一隔离。
Ⅱ.XP362：触点型开关量输出卡。
8路输出，统一隔离。
Ⅲ.SP314X:电压信号输入卡。
4 路输入，点点隔离，可冗余Ⅳ.XP221：电源指示灯。
②操作员站硬件1.PC机：显示器；主机；操作员键盘，鼠标；操作员站狗；2.Windows XP操作系统3.安装Advan Trol-Pro实时监控软件。
③工程师站硬件1.PC机显示器；主机；工程师键盘，鼠标；工程师站狗2.工程师站硬件可以取代操作员站硬件3.Windows XP操作系统4.安装Advan Trol-Pro实时监控软件5.安装组态软件包④通信网络(a)信息管理网通讯介质：双绞线（星形连接），50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆（总线形连接，带终端匹配器），光纤等；通讯距离：最大 10km；传输方式：曼彻斯特编码方式；(b)过程控制网络（SCnet Ⅱ网）传输方式：曼彻斯特编码方式；通讯控制：符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议；通讯速率：10Mbps；节点容量：最多 15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站；通讯介质：双绞线，50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆、光缆；通讯距离：最大 10km。
基于DCS的燃气锅炉的控制与实现
３应 用
态信息逐级显示 ， 右面是 内容列表 ． 显示在树结 构中
该 级 别 下 的 内容 。在 项 目结 构 树 中 ． 选 中相 应 的 卡 件． 在 鼠标 右 键 的快 捷 菜 单 中可 以实 现 同样 的操 作 。
图 ３ 燃 烧 器 启 动控 制 程 序
３ ． ２ ． ２ 引风 机 调 节
锁定 ， 重复启 动一 次 ， 如 果故 障仍 旧 。 则报 警 ， 需 人 工
执 行机构 ， 以及燃烧 器点火 、 运行 实施联锁保 护 ： 在自 动顺序 执行期间 出现 任何故障 ． 系统会使 已在运行 的
程 序 中断 并 回 到安 全 状 态
排除故障 。燃烧器启动控制程序如图 ３ 所示
紫 外 线 探头 开 始 工 作 只有 当 电磁 阀无 泄 漏 ． ＵＶＳ探 头
的电阻数值均在设定 范围 ． 高压才开始点火 ． 否则燃烧 器锁定 ． 重复上述程序一次 ， 仍无变化 ， 锁定报警 。
（ ２ ） 高 压点 火数秒 后， 电磁 阀打 开， 蝶 阀开 启 到最
小 位 置 并 通 过 连 杆 系 统 将 风 门 蝶 阀开 启 到 最 小 位 置 ．
外 网 流 量 调 节 等 功 能 （ ３ ） Ｓ Ｃ Ｓ顺 序 控 制 子 系 统 ： 对 锅 炉 中所 有 变 频 器及
蝶 阀输 入 的信 号与 反馈信号 比较并进行积分计算 ． 给 出新信号给执行机构 ． 直到执行机构开度能满足工况设 定的温度要求。同时， 连杆带动风门作相应 的动作 ． 以达 到最佳的空气、 燃气 比， 使燃烧达到最理 想的效 果。 （ ４ ） 在 整个 过程 中出现任 何故 障 ， 燃烧 器均 自动
燃气蒸汽锅炉燃烧器控制系统
燃气蒸汽锅炉燃烧器控制系统燃气蒸汽锅炉燃烧器控制系统方案一、方案设计1、方案设计思路冗余，指重复配置系统的一些部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间,自动备援,即当某一设备发生损坏时,它可以自动作为后备式设备替代该设备冗余系统配件主要有:电源:高端服务器产品中普遍采用双电源系统,这两个电源是负载均衡的,即在系统工作时它们都为系统提供电力,当一个电源出现故障时,另一个电源就承担所有的负载。
实现了AC、DC的全冗余。
存储子系统:存储子系统是整个服务器系统中最容易发生故障的地方。
以下几种方法可以实现该系统的冗余。
磁盘镜像:将相同的数据分别写入两个磁盘中:磁盘双联:为镜像磁盘增加了一个I/O控制器,就形成了磁盘双联,使总线争用情况得到改善。
顾名思义,它由几个磁盘组成,通过一个控制器协调运动机制使单个数据流依次写入这几个磁盘中。
RAID3系统由5个磁盘构成,其中4 个磁盘存储数据,1个磁盘存储校验信息。
如果一个磁盘发生故障,可以在线更换故障盘,并通过另3个磁盘和校验盘重新创建新盘上的数据。
RAID5将校验信息分布在5个磁盘上,这样可更换任一磁盘,其余与RAID3相同。
I/O卡:对服务器来说,主要指网卡和硬盘控制卡的冗余。
网卡冗余是在服务器中插上双网卡。
冗余网卡技术原为大型机及中型机上的技术,现在也逐渐被PC服务器所拥有。
PC服务器如 Micron公司的NetFRAME9200最多实现4个网卡的冗余,这4个网卡各承担25％的网络流量。
康柏公司的所有 ProSignia/Proliant 服务器都具有容错冗余双网卡。
PCI总线:代表Micron公司最高技术水平的产品NetFRAME 9200采用三重对等PCI技术,优化PCI总线的带宽,提升硬盘、网卡等高速设备的数据传输速度。
CPU:系统中主处理器并不会经常出现故障,但对称多处理器（SMP）能让多个CPU 分担工作以提供某种程度的容错。
燃气蒸汽锅炉 DCS控制系统
燃气蒸汽锅炉 DCS控制系统简介燃气蒸汽锅炉 DCS 控制系统是一种用于控制燃气蒸汽锅炉运行的电气自动化控制系统，可以自动控制锅炉的加热温度、加热时间、汽压、水位、燃气供应等参数，从而使锅炉系统实现高效、安全、稳定的运行。
DCS 控制系统的优势相较于传统的集中式控制系统，DCS 控制系统具有以下优势：1.分布式结构：DCS 控制系统采用分布式控制结构，将控制任务分配到各个控制单元，提高了稳定性和可靠性。
2.可扩展性：DCS 控制系统支持模块化开发，可以动态地添加或删减控制模块，以适应不同的控制需求。
3.数据处理能力：DCS 控制系统可以实时处理大量的数据，提供可视化报表，为工程师提供决策支持。
4.故障容错：DCS 控制系统采用冗余设计，当一个控制单元故障时，其他控制单元可以接管工作，保证系统可靠性。
燃气蒸汽锅炉 DCS 控制系统的工作原理燃气蒸汽锅炉 DCS 控制系统由传感器、执行器、控制器等组成。
其中传感器用于采集锅炉系统的各种参数，执行器用于控制锅炉工作状态，控制器用于处理传感器采集的数据，根据设定的算法生成控制命令，将命令发送给执行器。
燃气蒸汽锅炉 DCS 控制系统的工作流程如下：1.传感器采集锅炉系统的各种参数，如加热温度、加热时间、汽压、水位、燃气供应等。
2.控制器根据设定的算法，对传感器采集的数据进行处理，生成控制命令。
3.控制器发送控制命令给执行器，执行器根据命令控制锅炉的工作状态，如控制加热器的加热功率、调节燃气供应量等。
4.控制器实时监测锅炉系统的状态，如发现锅炉工作异常，则发出警报。
燃气蒸汽锅炉 DCS 控制系统的应用燃气蒸汽锅炉 DCS 控制系统广泛应用于工业领域的蒸汽锅炉系统、发电厂和化工生产等领域，以下是它的一些主要应用场景：1.燃气蒸汽锅炉系统：DCS 控制系统可以自动控制燃气蒸汽锅炉的加热温度、加热时间、汽压、水位等参数，从而提高了锅炉系统的效率和安全性。
2.发电厂：在发电厂中，锅炉是发电的关键部件之一，DCS 控制系统可以对发电厂的锅炉系统进行自动控制，保证锅炉系统稳定运行，提高发电效率。
燃气-蒸汽联合循环机组自启停控制系统设计及调试
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锅炉燃烧DCS课程设计-- DCS锅炉燃烧系统组态设计
锅炉燃烧DCS课程设计-- DCS 锅炉燃烧系统组态设计目录摘要：目前我国新建的锅炉系统普遍采用DCS系统，以前采用常规控制的锅炉也基本进行了DCS 改造。
燃烧控制系统是一个多变量输入、多变量输出、大惯性、大滞后且相互影响的一个复杂系统。
当锅炉负荷变化时，所有的被调量都会发生变化，而当改变任一变量时，也会影响到其它变量。
锅炉燃烧过程控制任务很多，最主要的是使锅炉出口蒸汽压力稳定。
当负荷扰动而使蒸汽压力变化时，通过调节燃料量或送风量使之稳定。
其次，应保持燃料燃烧良好，即不要因为空气不足而使烟囱冒黑烟，也不要因空气量过多而增加热量损失。
所以在增加燃料时，空气量应先加大，在减少燃料时，空气量也要减少。
总之燃料量与空气量应保持一定比值，或者烟道气中含氧量应保持一定的数值。
再次，应该使排烟量与空气量相配合，以保持炉膛负压不变。
如果负压太小，甚至为正，则炉膛内热烟气往外冒出，影响设备与工作人员的安全；如果负压大，会使大量冷空气漏进炉内，从而使热量损失增加，降低燃烧效率。
一般炉膛负压应该维持在0～－100Pa 左右。
(4)关键词：DCS；燃烧控制；炉膛负压；蒸汽压力；炉膛含氧量 (4)1．锅炉的工作过程 (4)2. 工业锅炉燃烧控制的任务 (5)3．基于DCS锅炉燃烧系统设计 (7)3.1硬件体系结构设计 (7)3.1.1现场控制站 (10)3.1.2操作站/工程师站 (10)3.2软件组态设计 (10)3.2.1炉膛负压控制 (13)3.2.2蒸汽压力控制 (14)3.2.3炉膛含氧量控制 (16)4. DCS锅炉燃烧系统组态图 (17)5．DCS 系统的特点和优势 (17)6. 结束语 (18)参考文献 (19)DCS锅炉燃烧系统组态设计摘要：目前我国新建的锅炉系统普遍采用DCS系统，以前采用常规控制的锅炉也基本进行了DCS改造。
燃烧控制系统是一个多变量输入、多变量输出、大惯性、大滞后且相互影响的一个复杂系统。
燃气蒸汽锅炉DCS控制系统设计
河南xxx工业有限责任公司锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统控制方案xxxx电气系统有限公司一：概述xxxx电气有限公司是暖通、供暖节能、锅炉、热能设备等领域自动化控制的高科技股份制公司，是国内最大的锅炉电脑控制器厂家。
xx公司于1995年在全国率先推出锅炉电脑控制器，至今已发展到全系列燃煤、燃油(气)和电热锅炉的电脑控制、PLC控制、小型和大型DCS控制和供暖节能控制，控制锅炉的吨位达到150t/h，并且始终保持技术领先地位。
目前xx公司产品已遍布全国，部分出口国外，近1000家国内锅炉厂和11家外资锅炉厂配套使用，已成为我国锅炉控制的主流产品和著名品牌，是中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位。
公司资质：中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位省级高新技术企业国家级高新区企业计算机软件企业中国锅炉行业协会团体会员二、控制对象和设备10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台，每台包括：●程控器外置式燃烧器1台；风机功率12KW，●给水泵2台，功率15kw（一主一备）；●循环泵●节能泵由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。
三、关于标准1、目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准，我公司执行的是xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000，是目前国内唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家。
2、我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中，我公司为该标准的第一起草单位。
3、本控制方案依照国家有关标准和规程及xxxx公司企业标准编制，全面满足招标方要求。
四：系统设计原则我方在进行本控制系统设计时，将严格遵循以下系统设计原则：安全性原则：由于锅炉属于压力容器，而且工作环境比较恶劣，因此，控制系统首先要保证的就是锅炉系统运行的安全性，这是首要设计原则。
为了达到安全的目的，在一次仪表和二次仪表的选型上，要严格遵循行业规范，从根源上保证系统的安全。
可靠性原则：可靠性原则是针对控制系统的安全而言的，同样是为了保证锅炉的安全运行，在控制系统设计时，要注意控制的层次和相应层次的操作等级、权限。
燃气蒸汽锅炉DCS控制系统设计
河南xxx工业有限责任公司锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统控制方案xxxx电气系统有限公司一：概述xxxx电气有限公司是暖通、供暖节能、锅炉、热能设备等领域自动化控制的高科技股份制公司，是国内最大的锅炉电脑控制器厂家。
xx公司于1995年在全国率先推出锅炉电脑控制器，至今已发展到全系列燃煤、燃油(气)和电热锅炉的电脑控制、PLC控制、小型和大型DCS控制和供暖节能控制，控制锅炉的吨位达到150t/h，并且始终保持技术领先地位。
目前xx公司产品已遍布全国，部分出口国外，近1000家国内锅炉厂和11家外资锅炉厂配套使用，已成为我国锅炉控制的主流产品和著名品牌，是中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位。
公司资质：中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位省级高新技术企业国家级高新区企业计算机软件企业中国锅炉行业协会团体会员二、控制对象和设备10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台，每台包括：●程控器外置式燃烧器1台；风机功率12KW，●给水泵2台，功率15kw（一主一备）；●循环泵●节能泵由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。
三、关于标准1、目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准，我公司执行的是xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000，是目前国内唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家。
2、我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中，我公司为该标准的第一起草单位。
3、本控制方案依照国家有关标准和规程及xxxx公司企业标准编制，全面满足招标方要求。
四：系统设计原则我方在进行本控制系统设计时，将严格遵循以下系统设计原则：安全性原则：由于锅炉属于压力容器，而且工作环境比较恶劣，因此，控制系统首先要保证的就是锅炉系统运行的安全性，这是首要设计原则。
为了达到安全的目的，在一次仪表和二次仪表的选型上，要严格遵循行业规范，从根源上保证系统的安全。
可靠性原则：可靠性原则是针对控制系统的安全而言的，同样是为了保证锅炉的安全运行，在控制系统设计时，要注意控制的层次和相应层次的操作等级、权限。
蒸汽锅炉PID温度控制系统设计
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控制系统参数的整定
（1）先整定副调节器（p） 当副回路受到阶跃扰动时，在较短时间内副回路控制过程就告结束。在此
期间，主回路基本上不参加动作，可按单回路系统的整定方法整定副调节 器 采用逐次逼近法 副回路属于二阶模型采用Ziegler-Nichols，主回路采用临界比例法整定 首先对副回路：
在本设计用到串级控制系统中，主对象为送入负荷设 备的出口温度，副对象为减温器和过热器之间的蒸汽 温度，通过控制减温水的流量来实现控制过热蒸汽温 度的目的。
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蒸汽锅炉工艺流程及控制要求
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2021/6/3
蒸汽锅炉工艺流程及控制要求
锅炉是一个具有多输入、多输出且变量之间相互关联 的被控对象。 过热蒸汽温度控制系统：主要使过热器出口温度保持 在允许范围内，并保证管壁温度不超过工艺允许范围；
减温水流量
蒸汽流量或者烟
扰动
气热量扰动
阀 门
减温器 2
过热蒸汽温度
过热器 1
温度变送器
温度变送器
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2021/6/3
传递函数的模型建立
汽温控制对象的数学模型建立，采用工程整定的方法，即给喷水阀一个阶 跃扰动信号，然后多次记录减温器出口温度 和过热蒸汽出口温度 ，得到 两条阶跃响应曲线。
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仿真分析
燃烧工况
温度设定值
控制信号
喷水流量
控制器
执行器
过热器
温度变送器
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被控对象建模
2021/6/3
根据在减温水量扰动时，过热蒸汽温度有较大的容积迟延， 而减温器出口蒸汽温度却有明显的导前作用，完全可以构成 以减温器出口蒸汽温度为副参数，过热蒸汽温度为主参数的 串级控制系统
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河南xxx工业有限责任公司锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统控制方案xxxx电气系统有限公司一：概述xxxx电气有限公司是暖通、供暖节能、锅炉、热能设备等领域自动化控制的高科技股份制公司，是国内最大的锅炉电脑控制器厂家。
xx公司于1995年在全国率先推出锅炉电脑控制器，至今已发展到全系列燃煤、燃油(气)和电热锅炉的电脑控制、PLC控制、小型和大型DCS控制和供暖节能控制，控制锅炉的吨位达到150t/h，并且始终保持技术领先地位。
目前xx公司产品已遍布全国，部分出口国外，近1000家国内锅炉厂和11家外资锅炉厂配套使用，已成为我国锅炉控制的主流产品和著名品牌，是中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位。
公司资质：中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位省级高新技术企业国家级高新区企业计算机软件企业中国锅炉行业协会团体会员二、控制对象和设备10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台，每台包括：●程控器外置式燃烧器1台；风机功率12KW，●给水泵2台，功率15kw（一主一备）；●循环泵●节能泵由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。
三、关于标准1、目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准，我公司执行的是xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000，是目前国内唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家。
2、我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中，我公司为该标准的第一起草单位。
3、本控制方案依照国家有关标准和规程及xxxx公司企业标准编制，全面满足招标方要求。
四：系统设计原则我方在进行本控制系统设计时，将严格遵循以下系统设计原则：安全性原则：由于锅炉属于压力容器，而且工作环境比较恶劣，因此，控制系统首先要保证的就是锅炉系统运行的安全性，这是首要设计原则。
为了达到安全的目的，在一次仪表和二次仪表的选型上，要严格遵循行业规范，从根源上保证系统的安全。
可靠性原则：可靠性原则是针对控制系统的安全而言的，同样是为了保证锅炉的安全运行，在控制系统设计时，要注意控制的层次和相应层次的操作等级、权限。
目前，国际上普遍认同的可靠控制系统分为三个等级：计算机上位监控子系统、实时控制子系统和就地强电手动操作子系统，本项目也将严格按这种方式来设计整体控制系统。
科学性原则：科学性原则是指控制系统中选用的一次、二次仪表、PLC等产品都属于目前国内和国际上的主流产品，同时，控制系统的结构是合理的，具有行业针对性的。
先进性原则：先进性原则是指在系统科学设计和元器件经济合理的前提下，要尽量保证控制系统符合国际上自动化控制系统的发展方向，保证本控制系统在5-10年内仍属于比较先进的锅炉控制系统。
五、控制方案根据燃气锅炉的运行特点，锅炉控制系统控制采用小型分布式控制系统，本系统由一个工程师站，两个操作员站作为集中监控平台；S7-300作为锅炉及辅机控制系统，一次仪表信号分别送入PLC ，由PLC 经智能逻辑运算后驱动燃烧、循环泵等相关设备；上位系统一方面接收下位机上传的现场信号进行数据显示及报表和记录生成，另一方面，根据数据分析结果对下位机进行管理，实时监控锅炉系统运行以保证整个锅炉控制系统绝对安全可靠。
拓扑图如下：上位机： I／O数据处理、回路控制和顺序控制、完成面向过程的全部监测、调节和运算功能。
包括温度、压力的显示、各种复杂调节和先进控制算法，各种电机的起停等控制，相关设备运行状态的监控及连锁保护等。
PLC柜：现场数据采集及简单处理、现场执行机构驱动。
操作员站及工程师站：工控机采用台湾研华品牌，P4,512MB内存，250G硬盘，DVD光驱，显示器采用22寸DELL液晶显示器OSM交换机（1台）： MOXA；S7-300系列PLC 1套，10寸触摸屏1台S7-200系列PLC 3套，10寸触摸屏3台操作台（1套）：三工位含坐椅。
软件技术：基于WINDOWS XP多用户操作系统的专业组态软件，可同时处理多项任务，具有远程监控功能。
主控单元的回路控制功能包括各类控制算法功能及功能模块包含用户所需各种功能模块。
锅炉控制系统由若干个子系统组成，这些系统协调运行；并具有前馈特征，使锅炉能灵敏、安全、快速与稳定的运行。
六、系统构成多锅炉、多机组集散控制系统，严格按照工业控制标准和锅炉安全要求原则设计。
软硬件采用面向对象的模块化设计，安全可靠。
层次设计，共三层：●一层----现场传感器及执行器温度、压力、液位等一次仪表采用著名品牌器件，保证锅炉各项工况参数实时精确检测。
●二层----现场锅炉控制柜锅炉现场控制柜直接控制各锅炉的运行。
对上接收上位机指令，对下采集数据，系统单元之间相互联系，又都具有相对的独立性．下位机（PLC控制柜+触摸屏）可以脱开上位机（工控机），进行独立操作运行，同时也可在联机状态下通过上位机进行操作监控。
●三层----中心控制柜完成系统的整体管理及监控，是系统的核心。
对外与工作人员交互信息，对内完成监控及管理任务。
按照“指令”和“数据”适时管理及控制锅炉运行。
PLC控制系统七：下位机控制功能：7.1：用户管理功能：设有观查员、操作员、管理员三个操作级别，具有不同的操作权限；示意图7.2：工作状态显示功能：“状态”是当前控制器所处的工作状态，分别为“待命”、“报警”以及“运行”状态。
并实时显示主要参数的当前值。
开机后若无故障，系统处于待命状态，状态框显示为“待命”。
出现故障时系统进入报警状态，状态框显示为“报警”。
按“运行”键，系统进入运行状态，状态框显示当前的“运行”状态。
7.3：历史故障记录功能：控制器检测发现出故障时，除弹出显示报警画面外，故障发生的时间、故障恢复的时间和故障名称都被记录下来，可通过查阅故障记录，检查最近发生的故障记录。
示意图7.4：实时故障记录：控制器检测到故障时，自动关闭燃烧器、给水泵等设备。
弹出报警画面，报警讯响器报警，报警输出继电器闭合。
按“消音”键可关闭讯响报警、报警输出继电器断开；按“复位”键，退出故障报警画面，若故障未解除，则仍保持报警状态。
若故障已解除，按“复位”键，退出故障报警画面同时系统恢复为“待命”状态。
示意图7.5：时间设置功能：示意图7.6：参数设置功能;设定排烟报警温度值等设定值。
此画面还显示燃烧器累计运行时间。
示意图7.7给水泵变频控制功能：给水泵操作有“启动”、“停止”、“手动/自动”、三个按钮，同时根据用户的操作，画面动态显示给水泵的工作状态、手自动状态和主备状态。
按“变频手动/变频自动”按钮，给水泵原为手动状态就转变为自动状态，原为自动状态就转变为手动状态。
变频器在手动状态下，通过“手动给速”参数设置变频器速度。
在自动状态下，根据“汽包水位设定”及PID参数自动调节水泵转速。
示意图7.8：燃烧器手自动控制功能：待命状态下，在确认无故障报警条件下可手动启动燃烧器。
在主画面上按燃烧器，输入工艺员用户名及密码，可进入“燃烧器操作”画面。
示意图7.9液位控制：液位控制由用差压变送器将模拟信号上传至PLC实现电动调节阀进行PID控制、上下限报警及连锁；高信号稳定可靠。
过压强；可满足各种恶劣工业环境。
7.10除氧器控制：1）除氧水泵控制：根据除氧器液位来控制泵的启停。
2）除氧器液位调节：根据除氧器实际液位与设定除氧器液位的差值，通过PID计算自动调节液位调节阀开度，从而保持除氧器液位在设定的液位。
3）除氧器压力调节：根据除氧器实际压力与设定除氧器压力的差值，通过PID计算自动调节压力调节阀开度，从而保持除氧器压力在设定的压力。
4）除氧器出水水温调节：根据除氧器实际出水水温与设定除氧器出水水温的差值，通过PID计算自动调节加热蒸汽调节阀开度，从而保持除氧器出水水温在设定的温度。
5）软水箱液位调节：根据软水箱实际液位联锁控制软水箱补水阀的开闭，是软水箱液位控制在要求范围之内，保证锅炉用水需要。
7.11 燃烧器控制（比例调节）⏹控制系统进入上班时检测锅炉水位，当锅炉水位正常时，才能开启燃烧器;⏹燃烧器启停由锅炉蒸汽压力控制，蒸汽压力下限、上限值由用户设定；⏹当锅内蒸汽压力低于设定的蒸汽压力下限值时，控制器输出开启燃烧器电源，燃烧器启动点火程序、同时进入燃烧负荷比例调节状态（燃烧器比例调节仪），此时由蒸汽压力直接调节燃烧负荷量；⏹当锅炉蒸汽压力大于设定的蒸汽压力上限值时，控制器输出停止燃烧信号，燃烧器进入燃烧负荷比例调节关闭状态，直至停止燃烧。
7.12本系统能直观显示和报警（声光）处理以下内容：1)燃烧器熄火故障与保护2)燃气压力高、低声光报警与保护3)锅炉蒸汽压力超高故障与保护4)锅炉水位极低故障与保护5)锅内水位超高故障与保护6)燃气的泄露故障与保护7)排烟温度监测与保护8)蒸汽压力监测与传感器故障保护9)系统断电监测与保护10)电机过载、过流监测与保护7.13安全保护措施⏹下列情况锅炉必须紧急停炉：蒸汽压力超高故障、锅炉水位极低故障、燃烧机熄火故障、燃气压力异常（高低故障），系统出现这类故障，需人工复位才能再次运行；⏹燃烧熄火故障保护：燃烧器如果因各种原因不能正确点火或燃烧过程中出现熄火，电脑控制器“熄火故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备；⏹锅炉水位极低保护：系统运行过程中，当锅炉水位低于设定的极限低水位时，电脑控制器“水位极低故障”声光报警指示，联锁所有受控设备；⏹蒸汽超压保护：系统运行过程中，当锅炉蒸汽压力大于设定安全运行压力时，电脑控制器“蒸汽超压故障”声光报警指示，联锁所有受控设备；⏹锅炉水位极高保护：系统运行过程中，当锅炉水位高于设定的极限高水位时，电脑控制器“水位超高故障”声光报警指示，联锁给水设备；⏹燃气压力低保护：当供气压力低于燃烧器正常工作气压范围时，电脑控制器“燃气压力低故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备；⏹燃气压力高保护：当供气压力高于燃烧器正常工作气压范围时，电脑控制器“燃气压力高故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备；⏹排烟温度超温保护：系统运行过程中，当实际排烟温度超过设定的烟道超温温度时，电脑控制器“排烟超温故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器；⏹断电故障保护：系统运行过程中，出现供电断电系统自动切断输出设备，再次供电时，智能控制器自动处于下班状态，确保系统安全运行；⏹电机负荷保护：通过断路器和热过载继电器，保护电机设备在运行过程中的过流、过热保护。
群控系统九：主要电气元件及传感器说明：9.1 S7-300系列PLC SIMATIC S7-300是一种通用型的PLC ，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。
模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置以及易于掌握等特点，使得S7-300在以下工业领域中实施各种控制任务时，成为一种即经济双切合实际的解决方案：S7-300具有以下显著特点：◆ 循环周期短、处理速度高◆ 指令集功能强大、可用于复杂功能◆ 产品设计紧凑、可用于空间有限的场合◆ 模块化结构、适合密集安装◆ 有不同档次的CPU 、各种各样的功能◆ 模块和I/O 模块可供选择▪ 无需电池备份，免维护2、高分辨率使得画面更清晰，画质更细腻2、LED 背光可以降低设备能耗，结合屏保功能最大程度地延长操作屏的使用寿命强大且丰富的通讯能力9.2西门子触摸屏： 高分辨率宽屏显示1、800×480 dpi 宽屏显示设计和传统屏幕相比具有更大的可视面积，使单个画面中可以显示更多的信息，让操作员具有更舒适的视觉体验LED 背光，节能降耗1、 LED 较之 CCFL ，背光板厚度降低一半左右，使精彩系列面板更轻巧。