中宁电厂锅炉吹灰热控系统的DCS组态设计
锅炉控制系统的组态设计
锅炉控制系统的组态设计随着现代科技的发展，锅炉控制系统的自动化程度不断提高，使得锅炉的控制更加精确、安全、可靠。
而锅炉控制系统的组态设计则是实现锅炉自动化控制的重要环节。
本文将介绍锅炉控制系统组态设计的基本概念、设计过程、实施方法及其优势与不足。
锅炉控制系统是指实现锅炉自动化控制的系统，通常包括控制器、执行器、传感器、作用器等几个部分。
而锅炉控制系统组态设计则是根据锅炉控制的要求，将各个部件组合在一起，形成可靠、灵活、易于维护的控制系统，以满足锅炉运行的安全、稳定、高效等要求。
1、锅炉控制要求的分析首先需要根据锅炉的类型、容量、运行方式等因素，明确锅炉所需要的控制方式和控制要求，比如锅炉水位、压力、温度、流量、烟气排放等控制参数的范围、变化规律和控制策略等。
2、硬件配置和组态方案的制定根据锅炉控制要求，选取适合的控制器、执行器、传感器、作用器等硬件设备，并制定相应的组态方案，确定各个控制设备的接口、信号传输方式、数据处理方法等。
3、软件编程和参数设置将硬件配置和组态方案转化为软件程序，编写相应的控制逻辑、算法、监视功能等，设置控制参数、告警参数、维护参数等，完成控制系统的组态设计。
4、测试和调试在安装设备、连接线路、调试程序后，进行系统的测试和调试，检查控制器、执行器、传感器、作用器等硬件设备和软件功能的性能和稳定性。
并对发现的不足之处进行进一步的优化和完善。
5、运行维护在控制系统投入使用后，需要定期检查和维护，比如检查控制器、执行器、传感器、作用器等设备的性能，更新控制程序，修复故障等。
1、分层设计将控制系统分为硬件层和软件层，针对硬件和软件各自进行优化，提高系统的性能和可靠性。
同时可以利用分层设计，实现控制器的模块化和可重用性。
2、模块化设计将整个控制系统分为多个相对独立的模块，每个模块负责不同的控制功能，模块之间相互协调、通讯，实现系统的高效、灵活、可扩展性。
3、数据分离设计将控制过程中的各种信号和数据进行分离，采用标准化的数据格式和传输方式，方便数据的处理和存储，提高数据的可靠性和安全性。
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。
电厂主系统锅炉、汽机、电气画面DCS说明
1. 1 DAS画面显示DAS画面显示分:流程图显示，操作窗口显示，两类画面。
1. 1. 1 流程图画面结构DAS流程画面的结构：最上面一行为连接到相关画面的“快捷按键”；中间部分为流程图画面显示区；最下面是画面名称及机组主要参数区。
流程图右上角为本流程图名称，右下角为本流程图的图号。
1. 1. 2 流程图画面分类流程画面分为锅炉画面、汽机画面、电气画面三部分。
每个系统有各自独立的菜单。
由菜单可切换到具体的流程图画面中。
另外，也可由操作员键盘的方向按键按预定的顺序切换画面。
1. 2. 3 显示及操作说明系统的各流程画面的静态部分按如下规定着色：蒸汽管道红色水管道绿色风烟管道兰色燃油管道黄色煤粉管道灰色氢管天兰色500KV 淡黄色110KV 朱红色20kV 梨黄色6kV 深蓝色380V 黄褐色直流褐色接地灰色主画面上过程参数、阀门、电机等以前景颜色显示，用红、黄、绿等亮色代表不同的状态，如下所列：1) 模拟量的显示：● 正常为白色平光● 高/低报警为底色红色闪光● 传感器报警或点坏为白色平光，质量点显示“B”● 退出扫描为白色平光，质量点显示“T”● 测点超量程为白色平光，质量点显示“P”2) 电动门（烟气挡板）的显示：●电动门全开为红色平光● 电动门正在开过程为红色闪烁● 电动门全关为绿色平光● 电动门正在关过程为绿色闪烁● 超时故障为黄色● 退出扫描为灰色● 选中设备操作时在电动门图标周围出现红色闪烁方框3) 调门的显示：●手动时右上角挂牌为红底白字“M”● 自动时右上角挂牌为蓝底白字“A”● 开度小于5%时调门显示为绿色平光● 开度大于5%时调门显示为红色平光4) 电机（分为泵、马达、风机三种类型）的显示●电机运行为红色● 电机停运为绿色● 超时故障或异常跳闸为黄色● 退出扫描为灰色● 选中设备操作时在电机图标周围出现红色闪烁方框5) 电气开关的显示：●开关合闸为红色● 开关断开为绿色● 超时故障为黄色● 退出扫描为灰色● 选中设备操作时在开关图标右侧出现红色闪烁三角1. 1. 4 操作面板详细说明1. 1. 4.1 设备操作面板设备操作面板如下图所示：设备操作面板共分为4个区域：1．说明区：设备名称描述；2．状态信息区：灰色背景框，显示设备已开/已关、已启/已停、故障3个状态，故障状态在（启/停，开/关）超时时显示为黄底黑字“故障”；3．操作区：设备启/停采用两键操作，点击启动/停止时需继续点击确认按钮方可执行指令。
火力发电厂锅炉蒸汽吹灰系统控制策略优化
火力发电厂锅炉蒸汽吹灰系统控制策略优化目前国内火力发电厂锅炉吹灰系统大部分均采用蒸汽吹灰器，由于结构和介质的特点，加上高温环境的影响及控制系统程序设计过于简单，容易造成系统非法停运。
本文通过优化系统监控方式，将吹灰PLC系统数据通讯至主机DCS 系统来进行集中管理。
消除系统监控盲点，有效提高了系统故障处理的及时性，同时减少了运行人员操作强度；对系统控制加入时序逻辑及故障容错来提高控制系统的稳定性，减少系统非法退出次数，保证受热面不超温，提高锅炉热效率。
标签：电厂吹灰系统程序控制优化PLC DCS引言燃煤火力发电厂在生产过程中要消耗大量的化石燃料-煤炭。
煤炭燃烧后会产生大量的副产物-煤灰和煤渣。
其中煤渣质量较大，在燃烧过程中会沉积至炉膛下部，通过捞渣、排渣、和输渣设备送至炉膛外部。
而产生的飞灰会随着烟气流动的方向，慢慢的堆积到锅炉水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器。
若锅炉受热面积灰严重，会直接导致排烟温度升高，从而大大降低了锅炉热效率，导致机组运行不经济；受热面积灰过多，积灰时间过长，在高温的环境中，会结焦板结，导致锅炉爆管，直接威胁机组的安全运行。
此时，就更加凸显锅炉吹灰系统的重要性。
当前国内火力发电厂锅炉吹灰系统大部分均采用蒸汽吹灰器，由于结构和介质的特点，加上高温环境的影响，吹灰枪管易发生卡涩、失灵、漏汽等现象，设备故障率相对较高，要求维护水平较高；且控制系统逻辑功能设计单一，基本均无设置容错程序。
一旦触发设备故障报警，整个吹灰系统强制退出，锅炉高负荷阶段极易引发受热面超温，锅炉安全受威胁。
待故障解除，重新投入吹灰系统，进入疏水暖管，要重复耗费大量的未做功过热蒸汽，影响锅炉经济性能。
因此吹灰系统节能降噪，提高吹灰系统性能就成了当前需要研究的课题。
本文就如何优化蒸汽吹灰控制逻辑展开论述。
一、锅炉吹灰系统优化设计的必要性以实际经验分析在燃煤锅炉运行过程中，炉膛水冷壁因工况不稳定挂焦、高温过热器及再热器因燃烧不稳定结焦，尾部受热面积灰是常见而又不可避免的现象。
《DCS系统组态与调试》企业生产实际教学案例
《DCS系统组态与调试生产案例》建设方案2018年2月企业生产实际教学案例：DCS系统组态与调试一、工程概况（一）工艺简介锅炉是化工、炼油、发电造纸等行业必不可少的动力设备。
它不仅能为反应器、换热器、管道保温等提供能源，而且为生产过程中的风机、压缩机、泵等提供驱动透平提供能源。
在发电企业中，还可驱动汽轮机发电。
现有一套锅炉装置如图1-1所示，燃料煤经过一次风作用下进入炉膛，二次风用于调节燃空比。
一次风和二次风都经过空预器预热。
燃烧后的烟气经过旋风分离器分离后依次通过高过、低过进口集箱、省煤器、空预器并经电除尘后由烟囱排出。
主给水一部分经过省煤器后进入汽包，另一部分则对过热器进行减温。
汽图3-1 锅炉工艺流程图包产生的蒸汽经过低过、高过进口集箱后送到主汽门。
（二）项目测点清单见表1表1 测点清单SUPCON测点清单设计审核项目名称版次合同编号信号属性备注（三）系统配置及控制策略1．系统配置要求见表2表2 锅炉DCS控制系统配置表2.按照测点配置清单完成I/O点组态3.数据分组分区见表3表3 数据分组分区表4.用户授权及监控画面设置要求见表4表4 用户授权及监控画面设置表5.操作小组设置见表5表5 操作小组设置表流量分区LT1502ALAHH1502 LAH1502 LAL1502 TE1539 TE1540 TE1513 MV1504A MV1504B 汽机小组 操作员 除氧小组 操作员 工程师小组工程师6.完成控制方案组态6.1要求用常规控制方案实现返料风机出口风压控制，其控制系统方框图见图26.2要求用常规控制方案实现汽包液位串级控制，其控制系统方框图见图37.按照图3-1绘制流程图，并添加LT1520A 、LT1520B 的动画效果。
图2返料风机出口风压单回路控制 图3 串级控制回路 液位测量 LT -1502ALC -1502二项目实施基础（一）DCS系统组态与调试技术规范1、设计规范（1）SH/T3092-1999 《石油化工分散控制系统设计规范》（2）SH/T3092-2013《石油化工分散控制系统设计规范》2、其他规范（1）ZBN10008-89 《分散控制系统术语》（2）SH 3082-1997《石油化工仪表供电设计规范》（3）GBJ93-86 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（4）SHJS21-91 《工业自动化仪表工程施工技术规范》（二）DCS设计与组态项目实施流程1、基础工程设计（初步设计）（1）拟定初步监控方案根据基础工程设计文件（工艺管道及仪表流程图）及测点清单、控制策略及控制回路数完成初步DCS系统配置设计；（2）完成初步询价工作；（3）向有关方面提交初步设计资料2、详细工程设计（施工图设计）（1）技术谈判（2）工程设计（3）软件组态3、系统调试（1）系统调试（2）通道测试（3）操作小组调试（4）通道调试4、联机调试三系统组态示例（一）总体信息设置系统信息设置是整个系统组态过程中最先做的工作，其目的是确定构成控制系统的网络节点数，即控制站和操作站节点的数量1. 组态准备：新建组态文件项目的系统配置和应用软件组态是通过组态软件进行的，每个工程项目的组态数据应保存在一个组态文件中。
热电厂DCS控制系统锅炉工艺上位机组态设计
科 苑ｌ 谈 ｌ 论Ｉ
曲小 秋 王 东 海
科
热电厂 ＤＣ 控制系统锅炉工艺上位机组态设计 Ｓ
（ 尔滨市中能 自动化设备有限公 司 ， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ６ ） ５ ０ ０
摘 要 ： 电厂 Ｄ Ｓ系 统是 热 电 厂 生 产控 制 的 关 键 环 节 ， 环 流 化 床 锅 炉 的控 制是 基 础 和 核 心 ， 热 Ｃ 循 对循 环 流化 床 锅 炉 的控 制 涉 及 温 度 、 力 、 压 流 量 、 机 、 门等 设 备 的 综 合 调 节 和操 作 。 电 阀
全面的深入了解 ，我们选用了美国通用电气公司 的 Ｏ ｅ ｒ ｅｓ ｐｎ Ｐ ｃｓ ｏ 、开放型系统来构建控制 系统 。 Ｏ ｅ ｒ ｅｓ ｐ ｎＰ ｃｓ是美国通第 电气公司近年推出—套 ｏ Ｄ Ｓ产品它有两个系列 Ｐ ３ Ｏ Ａ ０和 Ｐ ７ Ａ ０包括软件 和硬件两大部分 。 硬件包括各种全金属封装的功 能模块 ： 提供物理安装位置 ， 内置智能并行总线的 背板； 以及连接电缆。 软件基于 Ｗｉｄｗ ０ ０包 ｎ ｏ ｓ２ ０ ， 括用户界面组态软件（ｉ ｐ ｃｙＨ １ Ｃｍ ｌ ｉ Ｍ ） ｉｔ 和控制策略 组态软件 （ｐ ｎＤ ｓ ｎｒ Ｏ ｅ ｅｉ ｅ 。通用电气的这套 Ｄ Ｓ ｇ ） Ｃ 产品有其特色： 它的硬件结构简单功能强大， 工艺 精 良， 稳定性好 ， 具备抗 电磁干扰 的能力 ， 能在各 种恶劣环境下工作。 ５锅炉控制系统组成。．锅炉控制系统控制 ５ １ 流程。 循环流化床锅炉主要由 燃烧系统、 气固分离 循环系统 、 对流烟道三部分组成。 中 其 燃烧系统包 括风室 、 布风板、 燃烧 室、 炉膛 、 给煤 系统等几部 分 ；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料 装置两部分 ； 对流烟道包括过热器、 省煤器、 空气 预热器等几部分。 循环流化床锅炉属低温燃烧。 燃 料由炉前给煤系统送 ＾ 炉膛 ， 送风一般设有一次 风和二次风 ， 的生产厂加设三次风 ， 有 一次风 由布 风板下部送 ＾ 燃烧室， 主要保证料层流化 ； 二次风 沿燃烧室高度分级多点送人 ，主要是增加燃烧室 的氧量保证燃料燃尽； 三次风进一步强化燃烧。 ２ ５ 锅炉系统硬件组成。整个锅炉系统的硬件组成可 以分成三部分 ： 锅炉炉膛 ， 汽包 ， 辅助蒸汽加热组 件。 ２１ ５ ．锅炉炉膛。 整个锅炉炉膛燃烧系统可分两 部分： 燃烧炉膛和两个分离仓。５ ．１ ２１ 炉膛最底层 ． 是床下启动燃烧器 ， 用来点火 ， 这个炉膛的点火没 有采用惯常的油枪点火而是 点燃原煤仓送 入的 煤， 以此提高了安全系数 。 燃烧器 匕 方是—个 烧 区， 这个燃烧区处在循环硫化床的下部 ， 对从流化 床上落下的没有充分燃烧 的煤进行燃烧。上面就 是一次风流化床。 在硫化床上部是燃烧室密相区， 控制监测的主要是压力。在燃烧炉膛 的顶部有三 个主要器件 ： 分别是二次过热器 ， 利用炉膛温度来 加热蒸 汽； 汽包 ， 产生蒸 汽， 做工业用途 ； 分离器 ， 对从燃烧炉膛中逸出的烟尘作分离选择 ，将较大 颗粒滤 出继 续在炉膛 内燃烧 ，细小烟 尘通过 。 ５ ．２ ．１ 分离器是夹在燃烧炉膛和分离仓之间的， ２． 细 小烟尘通过分离器就进 入了分离仓。分离仓的作 用主要有两个 ： 除去燃烧产生的煤灰烟尘渣； 对较 大颗粒的烟尘进行回收利用。锅炉燃烧产生一定 量的烟尘渣 ， 由于其中含有一定量的水分 ， 容易挂 壁， 阻塞锅炉 ， 发生危险。烟尘渣的去除主要通过 高压风机的吹扫来完成。每个分离仓都有两个风 口， —个在分离仓出口中央 ， 另—个安在分离仓出 口的边缘 处 ，这样 的设计 就 是为 了 防止边 缘 的 挂 壁阻塞。 所以高压风机的管道共有四个 ， 电机带动 高压风机吹扫，并通过每个管道上的阀门来调节
锅炉吹灰程控装置与DCS系统的连接
２ ４ ＣＡＤ 技 术 存 在 不 可 靠 性 ． ＣＡＤ 技 术 使 得 设 计 师 不 得 不 面 对 计 算 机 病 毒 ，
ＣＡＤ 是 一 项 科 技 含 量 很 高 的 技 术 ， 常 一 名 设 通 计 师 要 用 半 年 到 一 年 的 时 间 才 能 熟 练 掌 握 ＣＡＤ 软 件 及 电 脑 知 识 。 可 是 在 科 技 飞 速 发 展 的 今 天 你 学 习 的步 伐永 远追 不上 电脑 、 设 、 外 ＣＡＤ 软 件 的 更 新 、 升 级 步 伐 。 计 师 不得 不花 费 大量 时 间应 付这 些变 化 。 设 ＣＡＤ 的 复 杂 、 懂 使 得 设 计 师 望 而 却 步 ， 些 院 所 难 一 专 门设 立 、 备 电脑 操 作 维 修 人 员 ， 至 设 立 一 个 专 配 甚 门 的 ＣＡＤ 工 作 部 ， 为 一 个 优 秀 的 设 计 师 不 一 定 因 是 ＣＡＤ 高 手 ， 之 亦 然 。 ＣＡＤ 对 人 力 、 间 的 浪 费 反 时
１ 吹 灰 器 的作 用及 类型 正 确 使 用 吹 灰器 对 防止 和 清 除锅 炉 水 冷 壁 ， 过 热 器 、 煤 器 、 气 预 热 器 管 外 部 结 渣 和 积 灰 有 明 显 省 空 作用 ， 提 高 锅 炉 热 效率 和 锅 炉 安 全 运 行 有 明显 效 对 果 。不 同 的锅炉 或 不 同的燃 煤 所配 置 的吹 灰器 的数 量 、 类 、 式及 吹灰参 数均 不 同 。 种 方 包 头 第 一 热 电 厂 使 用 的 ＨＤＣＫ 锅 炉 吹 灰 程 控 装 置 是 湖 北 ＿－ 蒙 德 机 械 有 限 公 司 生 产 的 由 三 部 分 戴
ＤＣＳ进 行 通 讯 。
① 吹灰 介质 管 阀部 分 ： 蒸 汽 阀 ， 、 疏水 阀 ， 主 左 右 压力 检 测部 件 ； ② 吹 灰 清 扫 设 备 部 分 ：Ｒ 型 吹 灰 器 ； Ｉ ③ 吹灰 系统 程控 装 置部 分 ： 制柜 。 心控 制元 控 中 件 选 用 ＰＬ ， 吹 灰 工 艺 柔 性 化 ， 够 按 照 锅 炉 生 Ｃ 使 能 产 厂家 提 供 的 吹 灰工 艺 ， 这 个 锅 炉 吹 灰 系统 协 调 把 起 来 ， 锅 炉 吹 灰 系 统 的 所 有 设 备 实 现 自动 ， 控 、 对 遥
组态王课程设计--锅炉温度控制系统
组态王课程设计–锅炉温度控制系统简介本文档是组态王课程设计–锅炉温度控制系统的设计方案及实现过程。
项目概述锅炉温度控制系统是一个典型的温度控制应用系统，以PLC为核心，采用PID 算法控制锅炉温度，同时通过组态软件进行监控，实现对锅炉温度的精确控制。
系统组成系统由三部分组成：1.PLC：使用的为三菱PLC Q系列(Q00UCPU)。
2.人机界面：使用组态王软件。
3.温度传感器：使用PT100型热电阻温度传感器。
系统架构系统架构如下图所示：+-----------+|PT100温度传感器|+-----------+|+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+| 温度放大器 |------| PLC |-----|PID算法控制程序|-----| 组态软件 |+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+ PLC程序设计在PLC中搭建一个PID控制程序，输入温度信号，输出控制信号，使得锅炉温度接近于设定温度。
程序流程如下：1.初始化：变量赋初值。
2.采集温度信号：从温度传感器中获取实时温度数据。
3.PID算法计算：根据当前温度值和设定温度值，使用PID算法计算控制量。
4.控制量输出：将计算所得的控制量传送给控制对象。
5.控制命令输出：根据控制量输出对应的控制命令。
6.返回第2步，循环执行。
组态软件设计组态软件作为人机界面，需要支持实时监控温度值、设定温度、控制命令等信息，并能够进行实时调试和操作。
主要包括以下界面和功能：1.温度监控界面：显示温度曲线，并标记出设定温度和实际温度。
2.控制命令调试界面：显示当前控制命令，并提供手动控制输入接口，支持手动修改命令值。
3.故障诊断界面：显示系统故障信息，并提供故障诊断工具。
实现过程1.开始前，准备好硬件设备：PLC(Q00UCPU)、温度传感器(PT100)、转换器(AD8)、继电器模块(Y140)、人机界面(组态王)。
浅谈DCS与PLC联合实现锅炉吹灰控制方式
浅谈DCS与PLC联合实现锅炉吹灰控制方式作者：于风朋来源：《科协论坛·下半月》2012年第11期摘要：介绍宁德发电公司2*660MW超超临界机组吹灰系统的组成及其控制方式，并将其与传统的由单一PLC控制进行了比较。
将吹灰程控由PLC控制发展为由PLC与DCS联合控制方式，能够更加快速的对吹灰蒸汽进行调节，增加了安全性和可靠性。
关键词：吹灰程控DCS与PLC联合控制锅炉中图分类号：TM621.73文献标识码：A文章编号：1007-3973(2012)011-016-021锅炉概况福建大唐国际宁德发电公司二期工程2台660MW超超临界燃煤发电机组，配置东方锅炉股份有限公司制造的DG20 60/26.15-Ⅱ1型国产超超临界变压本生直流锅炉，锅炉形式为一次再热、单炉膛、前后墙对冲燃烧、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热气温、固态排渣、平衡通风、全钢构架、露天布置、全悬吊结构∏型锅炉。
锅炉设计煤种为山西大同塔山洗旷精煤，以东胜纳林庙烟煤作为校核煤种；正常点火及助燃用油为零号轻柴油，油枪采用机械雾化。
灰渣采用分除方式，飞灰采用气力干除灰，除渣方式为干式除渣；烟气脱硫采用石灰石-石膏湿式脱硫工艺。
燃烧系统采用东方日立锅炉有限公司的低NOX轴向旋流煤粉燃烧器，燃烧方式采用前后墙对冲燃烧。
制粉系统采用中速磨煤机正压直吹冷一次风方式，每炉配备6台HP10 03型磨煤机，设计5台运行可满足BMCR工况出力。
2吹灰系统构成锅炉吹灰蒸汽系统分为本体受热面吹灰和空气预热器吹灰两部分，共计90只吹灰器。
锅炉本体共装有86只，其中炉膛水冷壁四周装有52只短行程炉膛吹灰器；在炉膛上部和对流烟道区域布置有26只长伸缩式吹灰器；另外还布置了8只半伸缩式吹灰器，两侧吹灰器采用对称布置，空气预热器共装有吹灰器4只，在每台空气预热器中各装有2只短行程半伸缩式吹灰器。
锅炉本体吹灰蒸汽系统汽源由屏过出口引出，经减压阀减压后供给各吹灰器。
热电厂DCS控制组态设计与实现
东南大学硕士学位论文热电厂DCS控制组态设计与实现姓名：毛健宁申请学位级别：硕士专业：电力工程指导教师：万秋兰;林俊山20061225２．２通信网络圈２—１通讯网络图２－２机笼ＪＸ－３００ＸＤＣＳ的通信网络分三层：第一层网络是信息管理网（用户可选）第二层网络是过程控制网，称为ＳＣｎｅｔＩＩ笫三层网络是控制站内部Ｉ／ｏ控制总线，称奠ａＳＢＵＳ２．２．１信息管理网（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）信息管理网采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。
该网络通过在多功能站（ＭＦＳ）上安装双重网络接口转接的方法，实现企业信息管理网与ｓｃｎｅｔⅡ过程控制网络之间的网间桥接，以获取Ｊｘ一３００Ｘ集散控制系统中过程参数和系统的运行信息，同时也向下传送上层管理计算机的调度指令和生产指导信息。
管理网采用人型网络数据库，实现信息共享，并可将各个装置的控制系统连入企业信息管理网，实现工厂级的综合管理、调度、统计、东南大学硕士学位论文２．４控制站硬件控制站是系统中直接与现场打交道的Ｉ／ｏ处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。
通过软件设置和硬件的不同配置可构成不同功能的控制结构，如过程控制站、逻辑控制站、数据采集站。
控制站主要由机柜、机笼、供电单元和各类卡件（包括主控制卡、数据转发卡和各种信号输入／输出卡）组成（表２．１），其核心是主控制卡。
主控制｝通常插在过程控制站最上部机笼内，通过系统内高速数据网络一ＳＢＵＳ扩充各种功能，实现现场信号的输入输出，同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、顺序控制、以及包括优化控制等各种控制算法。
控制站的外形如图２—４所示。
２．４．１控制站硬件机柜：机柜采用拼装结构，机柜最多可安装一个控制站的电源单元、６个Ｉ／ｏ单元（机笼）。
由于机柜体采用了拼装结构，可以通过拆卸各个机柜上的侧面板，形成互通的控制柜组，以方便整个系统内的走线。
图２－４机柜东南火学硕士学位论文３．３．３系统接地实际运行经验告诉我们，控制系统如何防止外界的干扰非常重要．为此对ＤＣＳ系统的接地提出了很高的要求。
基于DCS的电锅炉温度控制系统设计
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ＣＮ１１— ２０３４／Ｔ
实 验 技 术 与 管 理
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍ ａｎａｇｅｍｅｎｔ
在 当前 的工 业应 用 中 ，不 同 的场 合 对 锅 炉 控 制质 量 的要 求不 同 ，为 了满足 高要 求 的控制 质量 ，我们 不 断 地 探 索将先 进 的控 制算 法应 用 于现场控 制 中。在我 国 用 于工业 自动 化控 制 的控制 器 主要有 ：单 片机 、现场 可 编程 门阵列 （ＦＰＧＡ）、可 编程 控 制 器 （ＰＬＣ）、数 字 信 号 处 理 器 （ＤＳＰ）、ＤＣＳ系 统 。ＤＣＳ系统 可 靠 性 高 、功 能 强 大 、实 用性 高 ，得 到 了广泛 的应 用Ｌ１］。国电南京 自动 化 股份有 限公 司 （以下 简 称 国电南 自）的 ＴＣＳ３０００系 统 ｉ／ｏ 总线 采用 目前 工业 中常 用 的 ＣＡＮＢＵＳ现 场 总 线 ，系统 扩 展 性 强 ，方 便 对 具 有 大规 模 的 Ｉ／Ｏ 信 号 进 行 管 理 。
硕 士 ，副 教 授 ，硕 士 生 导 师 ，主 要 研 究 方 向 为 过 程 控 制 及 智 能 诊 断 ． Ｅ－ｍａｉｌ：ｐａｚｉｌａｔ１１２４＠ １６３．ｃｏｒＤ＿
ＥＦＡＴ／Ｐ实 验 装 置 ＿２ 搭 建 的 锅 炉 加 热 系 统 ，并 以 ＴＣＳ３０００系统 构建 ＤＣＳ控 制 系 统 ，完 成 了系 统 通信 ， 在 Ｍｏｘｇｒａｆ中编写 了系 统 的控 制 程序 ，在 ＣｉｔｅｃｔＳＣＡＤ 中完成 了 系统设 备 的组态 ，达 到 了控 ห้องสมุดไป่ตู้指 标 的要求 。
DCS在热电厂锅炉控制中的应用
DCS在热电厂锅炉控制中的应用摘要：在供热企业运行及发展中，DCS系统作为一种核心的微控制软件，结合了计算机使用原理，通过现代技术、远程技术以及显示技术的综合运用，形成一种多功能的网络工程模式，将该种系统运用在热电厂供热中，可以满足供热系统的多功能运行需求，实现供热系统控制的最终目的。
本文主要就针对DCS在热电厂锅炉控制中的应用相关方面进行分析和探讨。
关键词：DCS；热电厂锅炉控制；应用1DCS技术概述DCS是集散控制系统，是结合了控制技术、计算机技术、CRT显示技术以及网络技术的高新技术产品，具有操作便捷、高可靠性和强控制功能等特征，能够便捷地应用于工业装置，从而对生产进行控制和经营管理，在电力、冶金以及化工等多个自动化领域中得到了普遍应用。
DCS系统在发电领域的应用非常重要。
在和发电有关的锅炉设备中，它能够收集发电机组和其他设备的信息数据，将收集到的数据和信息制定为对应的控制命令。
多年来，随着计算机技术和微电子技术的发展，人们对工业自动化的要求逐渐提高。
DCS系统经历了多个发展阶段，不论结构还是技术，都获得了不小的进步，已经发展成为自动化生产必备的控制装置。
DCS系统在硬件上使用了稳定性更高的工业PC，技术指标更加先进。
此外，DCS系统使用了工作站，在软件上使用了通用商业软件包，在系统互连上使用了国标通用网络，正逐步朝高度集成化的方向发展。
2DCS锅炉自动化控制系统引入DCS的引入提高了自动化程度，在工业生产过程中，自动化控制系统将事先编译好的程序进行输入，操作人员通过电脑操作就可以实现对设备设施的控制。
在传统锅炉系统之中引入DCS控制系统可以实现锅炉控制系统全面自动化，提高锅炉系统运行安全，节约能源。
该系统不仅仅拥有控制指令操作功能，还具备设备自身故障检测及在线分析能力，若锅炉系统在运行过程中出现故障，系统会及时报警并作介入处理。
DCS因其具有分散控制的特性，在对锅炉的控制过程中会更加灵活预方便，协调性会更强。
智能吹灰闭环控制系统在火电DCS的集成应用效果分析
智能吹灰闭环控制系统在火电DCS的集成应用效果分析发表时间：2019-12-17T09:02:58.783Z 来源：《中国电业》2019年17期作者：邬馗星[导读] 针对燃煤火力发电站，基于智能DCS操作系统的智能发电平台和受热面温度在线监测参数摘要：针对燃煤火力发电站，基于智能DCS操作系统的智能发电平台和受热面温度在线监测参数，实时计算锅炉受热面的污染程度或清洁因子，通过制定合理的吹灰控制策略，实现变定时定量为按需适量的智能吹灰闭环，以提升火电机组运行的安全性和经济性。
智能吹灰控制系统的功能模块包括受热面积灰污染监测，智能吹灰模糊判定模型，智能吹灰优化控制策略，关键参数的在线软测量技术以及吹灰控制优化指令队列。
结果表明，智能吹灰系统的实施效果和创新点包括基于清洁因子构建的受热面污染在线监测模型提高了变工况下受热面污染监视的可视化、实时性和精确性；实现了真正意义上的按需适量吹灰闭环控制；提出了全新的吹灰器分组方式，简化操作，突出重点吹灰部位；首次实现了智能吹灰与主机DCS的一体化；采用不影响生产的污染监测模型生成技术，基于长周期趋势识别算法应对外界干扰；基于煤质软测量，优化吹灰频率，实现煤质变化时的动态吹灰优化，提高了机组的整体吹灰收益。
关键词：燃煤火力发电；智能DCS；智能吹灰控制；吹灰器；清洁因子；锅炉结焦1引言对于燃煤火力发电站，由于掺烧的煤质灰熔融点较低，灰分或硫分含量较高，很容易造成锅炉受热面的积灰或结焦污染[1-5]。
锅炉受热面积灰或结焦造成水冷壁、屏过等区域吸热量不足，烟气温度沿程降低偏离设计值，导致低温过热器出口壁温偏高，减温水量偏高，严重时需要降负荷甚至停炉处理，严重威胁发电机组的长周期安全稳定运行[4-7]。
因此，有必要构建基于智能DCS平台的智能吹灰模块，基于受热面的污染程度，实现定制化的按需智能吹灰，避免锅炉管道受热面“过吹”和“欠吹”。
本研究针对燃煤火力发电站，基于智能DCS操作系统的智能发电平台和受热面温度在线监测参数，实时计算锅炉受热面的污染程度或清洁因子，通过制定合理的吹灰控制策略，实现变定时定量为按需适量的智能吹灰闭环，以提升火电机组运行的安全性和经济性。
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。
中宁电厂锅炉吹灰热控系统的DCS组态设计
中宁电厂锅炉吹灰热控系统的DCS组态设计潘晓峰, 蒋学萍宁夏中宁发电有限责任公司( 中宁县755100)摘要: 介绍了锅炉吹灰控制系统采用DCS组态设计的思路和过程, 对系统的工艺流程、功能、硬件和组态设计均作了说明。
运行结果表明功能可靠, 控制系统运行稳定。
关键词: 吹灰; 组态; DCS 网络1 引言在火力发电厂中, 吹灰器是锅炉的主要辅助设备, 主要作用是清除炉膛受热面、过热器及尾部烟道的结垢和积灰,维持烟道的清洁和畅通。
吹灰器在提高锅炉效率的同时, 因吹灰器故障原因造成的停炉和吹灰枪烧毁的事故时有发生, 给电力安全生产造成了很大的影响。
中宁电厂扩建工程吹灰器就地设备由上海克莱德贝尔格曼机械有限公司提供, DCS 系统实现对炉膛、过热器、再热器、省煤器及空预器吹灰系统的逻辑控制。
宁夏大坝发电厂和石嘴山电厂扩建工程的吹灰控制均采用PLC+上位机的控制方式。
2 控制对象工艺流程2.1 吹灰器的系统组成中宁电厂锅炉吹灰管道系统由1 个主蒸汽电动门、1个蒸汽压力调节阀、1 个空预器辅汽电动门和5 个疏水阀构成。
来自后屏过热器的高温高压蒸汽经过压力调节阀减压后, 变成温度为380℃左右、压力为1.8MPa~1.9MPa 的蒸汽送到各吹灰器。
在机组启动初期空预器吹灰时, 因过热器压力不能满足吹灰要求还需要打开空预器辅汽电动门, 通过辅汽联箱的蒸汽来进行空预器吹灰。
各疏水阀主要是在吹灰系统管路进行暖管期间, 排放吹灰管道中的蒸汽冷凝水, 防止吹灰蒸汽带水喷射到锅炉受热面上, 使其受损。
长伸缩式吹灰器锅炉左右两侧对称布置, 编号分别为L1-L26,R1- R26, 共52 台, 炉膛吹灰器分别为A(A1- A4), B(B1-B11), C(C1- C10), D(D1- D10), E(E1- E20), 共5 组, 55 台, 空预器吹灰器A、B 空预器各安装2 台, 编号为AH1- AH4。
共安装吹灰器111 台。
吹灰程控在DCS组态中实现的方法和步骤
吹灰程控在DCS组态中实现的方法和步骤辛岩;丛日成;刘昕成;董立南;韩孟健【摘要】吹灰控制是火力发电厂热工控制重要的组成部分,吹灰程控是DCS控制中较为复杂的控制策略.本文通过实例,说明组态过程中的步骤和顺序,正确完成控制策略的组态方法,并对遇到的常见问题进行了分析.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2017(038)012【总页数】4页(P35-38)【关键词】吹灰;DCS;组态【作者】辛岩;丛日成;刘昕成;董立南;韩孟健【作者单位】国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 辽宁沈阳 110006;国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 辽宁沈阳 110006;国电投清河电厂, 辽宁铁岭112003;国电投清河电厂, 辽宁铁岭 112003;辽宁省送变电工程有限公司, 辽宁沈阳 110021【正文语种】中文【中图分类】TK223.27随着电力系统的发展，现阶段的发电企业已进入大机组、高参数、高自动化阶段[1]。
锅炉加热器和换热器的积灰、结焦影响受热面的传热效率，使锅炉排烟温度上升，导致锅炉的热效率下降。
理论计算和运行经验表明，锅炉排烟温度升高20 ℃，锅炉热效率就会下降1%。
同样严重的是积灰，结焦达到一定程度时会引起锅炉受热面的腐蚀和意外停工，造成重大的经济损失[2]。
长期以来锅炉受热面的除灰问题一直是锅炉运行中特别受关注的问题之一，多年来为了解决此类问题，陆续研制了蒸汽吹灰、高压水力吹灰、钢珠清灰、压缩空气吹灰和声波吹灰。
现代大型火电厂吹灰控制一般采用DCS控制或者PLC控制来实现，本文通过在国电投清河电厂1号机组烟水复合吹灰系统实例，来说明如何利用DCS控制系统，通过联锁程控来实现烟水复合吹灰控制。
1 吹灰程控需满足的工艺要求1.1 热工信号每台吹灰器有一个启动脉冲指令，吹灰器启动信号为5 s脉冲；反馈信号为进、退、过载、运行，用来显示吹灰器状态。
吹灰器分组为左侧吹灰器(单数)，右侧吹灰器(双数)，进、退反馈信号公用，过载反馈信号和运行信号每台吹灰器一对一，后退脉冲指令为1 s脉冲每组吹灰器公用，为控制联锁用。
010-热电#1机组DCS卡件吹灰、DCS系统备份作业指导书
高空落物
高空作业时工器具及零部件要放可靠，防止掉落，上下传送物件时要及绳子绑牢
14
动火作业
火灾
清除动火点周围易燃物，确认现场无火种，易燃易爆物品充分隔离，并备好消防器材，动火附近的下水井、地漏、地沟、电缆沟等清除易燃品后封闭，必要时加强通风
15
爆燃
将动火设备、管道内的物料清洗、置换，经分析合格，并定期测验，防止爆燃
工作负责人
日期
设备管理部
日期
项目部专责
日期
监理
日期
W2点验收
质检点名称
DCS系统硬件检查
质量标准
检修描述
□清洁□打磨□更换□保持原状态
验收结论
工作负责人
日期
设备管理部
日期
项目部专责
日期
监理
日期
W3点验收
质检点名称
DCS系统机柜卫生清理
质量标准
检修描述
□清洁□打磨□更换□保持原状态
验收结论
工作负责人
日期
3
必须正确使用工器具及仪器仪表，所有电动工器具及带电仪器仪表零线必须可靠接地，以防外壳漏电引起低压触电事故
4
调试过程中发现问题先查明原因，不要频繁插拔卡件，更不要轻易更换DPU以及卡件，当证实确需更换DPU或卡件时，则必需更换合格的备件，DPU或卡件插接应牢固，并有螺丝固定
5
断开工作电源后才允许插、拔DPU，插、拔DPU时应防止DPU在工作站状态，在DPU工作状态下严禁对DPU进行任何操作
审核意见：
设备管理部主管签字：年月日
批准意见：
运行部主任（总工程师）签字：年月日
不符合项关闭：
设备管理部专业专责签字：年月日
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。
DCS系统在热电厂锅炉控制中的运用
DCS系统在热电厂锅炉控制中的运用发布时间：2022-11-23T13:21:00.797Z 来源：《工程管理前沿》2022年14期作者：吴向平[导读] 目前300MW以上大型火力发电机组的过热温度控制系统吴向平新特硅基新材料有限公司摘要：目前300MW以上大型火力发电机组的过热温度控制系统，一般采用串级控制策略。
在过热温度串级PID控制系统中，通常将机组负荷、锅炉总煤量、主蒸汽压力、主蒸汽流量等信号以前馈方式引入到串级系统的副控制器中，从而实现气温“超前”调节。
但以常规PID串级控制策略来控制主蒸汽温度这种大延时、大惯性复杂对象时，尤其是遇到机组负荷大幅度变化工况时，控制效果达不到相关规程要求。
当机组在频繁升降负荷、启停磨煤机、锅炉本体吹灰等扰动工况下，通常协调控制系统会出现主气温度、主蒸汽压力等参数大幅度偏离设定值的工况，影响机组运行安全性。
关键词：DCS系统；先进控制；系统设计引言以煤为主的能源结构决定了火电在我国电力生产中的主要地位。
大型燃煤电站的生产安全、信息安全和智能化水平对于保证我国的能源安全,提升我国能源的利用效率有非常重要的意义。
新形势下,工业信息的安全挑战面临复杂性和多样性,以往国内工控系统核心技术对国外的依赖,对我国构成更加严重的安全隐患和挑战,自主知识产权成为我国企业的生命线。
服务于工业用户数字化升级新需求,工业用户将进入到数字化转型的进程中,大数据分析、工业物联网、移动设备、云技术、网络安全会得到广泛的应用,控制系统将更加开放,在开放的应用环境中,智能制造各层面都面临安全挑战,不仅仅包含控制系统的安全,还包含设备安全、网络安全、应用安全、数据安全等。
早期DCS系统在系统设计方面对系统的本质安全考虑较少,系统抵御网络风险的能力较低,具有较大的网络安全的问题,因此和利时自主可控、安全可信控制系统的研究建设应运而生。
1DCS系统的概念集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
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中宁电厂锅炉吹灰热控系统的DCS组态设计潘晓峰, 蒋学萍宁夏中宁发电有限责任公司( 中宁县755100)摘要: 介绍了锅炉吹灰控制系统采用DCS组态设计的思路和过程, 对系统的工艺流程、功能、硬件和组态设计均作了说明。
运行结果表明功能可靠, 控制系统运行稳定。
关键词: 吹灰; 组态; DCS 网络1 引言在火力发电厂中, 吹灰器是锅炉的主要辅助设备, 主要作用是清除炉膛受热面、过热器及尾部烟道的结垢和积灰,维持烟道的清洁和畅通。
吹灰器在提高锅炉效率的同时, 因吹灰器故障原因造成的停炉和吹灰枪烧毁的事故时有发生, 给电力安全生产造成了很大的影响。
中宁电厂扩建工程吹灰器就地设备由上海克莱德贝尔格曼机械有限公司提供, DCS 系统实现对炉膛、过热器、再热器、省煤器及空预器吹灰系统的逻辑控制。
宁夏大坝发电厂和石嘴山电厂扩建工程的吹灰控制均采用PLC+上位机的控制方式。
2 控制对象工艺流程2.1 吹灰器的系统组成中宁电厂锅炉吹灰管道系统由1 个主蒸汽电动门、1个蒸汽压力调节阀、1 个空预器辅汽电动门和5 个疏水阀构成。
来自后屏过热器的高温高压蒸汽经过压力调节阀减压后, 变成温度为380℃左右、压力为1.8MPa~1.9MPa 的蒸汽送到各吹灰器。
在机组启动初期空预器吹灰时, 因过热器压力不能满足吹灰要求还需要打开空预器辅汽电动门, 通过辅汽联箱的蒸汽来进行空预器吹灰。
各疏水阀主要是在吹灰系统管路进行暖管期间, 排放吹灰管道中的蒸汽冷凝水, 防止吹灰蒸汽带水喷射到锅炉受热面上, 使其受损。
长伸缩式吹灰器锅炉左右两侧对称布置, 编号分别为L1-L26,R1- R26, 共52 台, 炉膛吹灰器分别为A(A1- A4), B(B1-B11), C(C1- C10), D(D1- D10), E(E1- E20), 共5 组, 55 台, 空预器吹灰器A、B 空预器各安装2 台, 编号为AH1- AH4。
共安装吹灰器111 台。
2.2 吹灰系统的工艺流程当需要吹灰时, 选择吹灰程序, 自动过程启动按程序的要求打开吹灰蒸汽总门,对整个管路进行暖管!同时所有疏水阀门打开疏水!疏水完毕( 疏水温度到或疏水时间到) 疏水阀门关闭!自动检测吹灰蒸汽的压力, 若压力没有达到规定值, 调整减压回路调节阀设定值对吹灰蒸汽的压力进行调整, 直到吹灰蒸汽的压力达到规定值后, 依次启动空预器吹灰器!按顺序启动炉膛吹灰器!对称启动长伸缩式吹灰器, 再次启动空预器吹灰器!吹灰器运行结束的标志出现, 程序自动关闭蒸汽总门主蒸汽阀门关闭!疏水阀门打开疏水!疏水阀门关闭!自动过程结束。
2.3 吹灰枪电气原理所有吹灰枪的电气原理都是一样的, 现以炉膛吹灰枪D1 为例, 其电气原理如图1 所示。
吹灰器的动作过程: DCS 发出连续5s 启动信号吹灰器启动离开原位, 此时SLC 限位开关复位, 接触器自保, 前进至碰到RLS 限位开关动作后DCS( 或者就地手动方式通过继电器) 发出退回信号, 断开吹灰器前进回路, 使吹灰器后退, 当SLC 开关被压住后, 吹会枪控制回路断开, 吹灰器停止下来。
3 吹灰控制系统的组态设计过程3.1 DCS 控制系统的简介中宁电厂DCS 系统选用新华控制工程有限公司的XDPS - 400+分散控制系统, 具有开放式的结构、模块化的技术设计和易于扩展的特点。
DCS 系统的网络构建采用星型+环形的网络结构, 用22 对DPU(分布式处理单元)完成了机组SCS、FSSS、MCS、ECS 等的控制任务, 锅炉吹灰控制系统作为炉侧SCS 的一个组成部分, 其DPU 节点号为#3/#23。
3.2 操作方式中宁电厂MMI(人机接口站)在集控室配置了4 台操作员站和1 套大屏幕系统。
M MI 包括操作员站、工程师站、历史数据站, 均采用相同的硬件平台,通过数据高速公路实现信息共享,可在任一MMI 站的画面上完成对吹灰系统的操作。
DCS 画面操作面板设计如图3 所示。
根据吹灰系统的工艺流程和控制要求, 操作面板可实现如下功能:( 1) 程控控制系统电源通断的操作和状态显示。
( 2) 吹灰系统流程全貌的动态显示.操作面板通过红、蓝、灰色来模拟系统各设备的运行过程,包括阀门开启、关闭, 吹灰器进、退、停状态显示, 吹灰介质压力、温度的动态显示。
( 3) 所有控制设备具有远程手动、自动和现场就地3种控制方式, 且三者之间可任意切换, 当选择一种控制方式后, 自动闭锁另外两种方式。
面板上模拟流程各操作对象图案上均设有远程手动按钮。
( 4) 每支吹灰枪均设有跳步选择按钮, 在单支设备出现暂时无法处理的缺陷时,可通过跳步选择设置使该设备退出运行而不影响整个程序的正常运行。
( 5) 主要的控制功能。
!" 在程控状态下可以单吹、对吹, 并能在运行状态下进行切换;#" 根据吹灰器安装位置分为多个控制子组( 炉膛吹灰器分为A- E 组, 共5 组; 长吹灰器分为P1- P6, 共6 组; 空预器吹灰器为1 组) , 设有12 个控制子组的跳步选择按钮,运行人员可根据锅炉的燃烧情况有选择的进行吹灰;!" 程控状态下, 具有自动、暂停、紧急返回、跳步选择、程序停止、复位等功能。
( 6) 报警指示功能, 对运行中的非正常工况画面上相应红色报警显示,并进行音响报警, 提示运行人员及时采取措施,同时程序中断,运行的吹灰枪自动退回。
( 7) 程序暂停后再次启动的保护措施,由于故障原因造成程序暂停,必须按下控制面板上暂停复位按钮后,才能使程序从中断处自动按原程序运行,防止复位后出现误操作。
3.3 系统硬件配置根据DCS 系统设计,将锅炉吹灰系统的440 多个输入/输出信号布置在#3DPU (分布式处理单元) 的29 块端子板上, 通过预制电缆与I/O 卡件连接, I/O 模件与I/O 站控制卡(BC- NET) 之间以并行总线方式通讯, 所有的BC- NET卡都挂在I/O 总线上, 与DPU 进行通讯.DPU 是直接执行过程控制的单元, 是DCS 的核心。
DPU 通过冗余的实时数据网络与MMI 节点及其它DPU 连接, 提供双向的信息交换,实现各种控制策略。
3.4 控制组态设计方案以下就根据吹灰系统主要功能的组态设计方案进行介绍。
参考新华XDPS 功能码手册, 选择合适的功能块, 进行程序的编制工作。
功能块是XDPS 中能被组态修改的最小对象, 所有组态设计都需用不同功能块通过连接组合来实现。
根据吹灰控制系统的运行过程和特点, 使用步序控制器STEP、RS 触发器、简单数字手操器DEVICE、定时器TIME、开关首出序号指示FIRST 等功能块来完成吹灰的组态设计。
典型组态设计如图4 所示:上面是吹灰程序启动条件的设计: 当锅炉负荷大于70%, 即大于230MW, 无锅炉跳闸的条件(MFT) 时, 运行人员通过操作员画面选择吹灰系统投入自动按钮, 即程序运行条件满足, 可以进行自动吹灰。
步序控制器STEP 提供了组级顺控和子组级顺控逻辑的标准实现方法。
每个步序控制器STEP 可完成不超过8 步的设备自动步序逻辑操作, 通过级联多个步序逻辑算法可实现更复杂的顺序控制逻辑。
上图是吹灰主程序启动的组态图。
当吹灰启动条件满足后, 运行人员在画面按下“程序启动按钮”, 当此按钮为红色后, 程序选择完毕, 吹灰程控开始投运, 依次启动本体暖管子程序( 开始进行暖管) 、AH( 空预器吹灰器) 子程序、炉膛吹灰器(A- E 组) 子程序、长伸缩吹灰器(P1- P6 组) 子程序,在程序运行过程中, 每一步指令发出后, 在规定的时间内收到反馈信号后, 程序自动进入下一步, 如果没有则程序自动中断,并通过STEP 的状态输出提示运行人员。
图6 为IA- A 组控制子组的程序设计, 来自吹灰主程序的指令启动IA- A 组吹灰器后, 发出A1/A3 的启动指令,A1/A3 同时运行, 通过动力柜的电气回路,自动进行吹灰过程, 只有在两只吹灰枪同时回到原位,FB1 为1 时, 才发出A2/A4的启动指令, A2/A4 在完成了上述过程后, IA- A 组结束指示为1, 自动启动IA- B 组控制子程序。
图7 为单支吹灰器的组态设计, 可以看出, 任意吹灰枪的启动有两种方式: 手动、自动方式。
当吹灰枪在手动方式时( 画面选择) , 运行人员通过吹灰器单操按钮手动启动吹灰枪, 在没有这只吹灰器跳步信号的情况下, 发出15s 的脉冲信号, 启动吹灰枪运行。
自动吹灰信号来自吹灰主程序及各子程序。
3.5 组态的调试在组态设计完毕后, 将设计好的程序通过DCS 系统工程师站下装到#3DPU 内部,并进行认真的检查和验证, 改正程序设计中的逻辑、语法错误, 最后配合检修人员完成吹灰系统的调试工作。
4 结束语吹灰控制系统通过DCS 来实现, 不仅提高了控制对象的安全性和可靠性, 还可以降低运行值班人员的劳动强度,减少集控室内操作员站的个数。
控制系统采用网络控制技术, 与DCS 其他子系统和工程师站、操作员站挂接在同一条数据高速公路上, 进行数据共享。
其开放友好的操作界面使运行人员操作起来得心应手,吹灰系统设备的运行情况一目了然。
中宁电厂#1 机组吹灰控制系统自2004 年11 月投入运行至今, 未出现任何故障及不安全情况, 工作稳定。
实践证明, 中宁电厂锅炉吹灰系统的DCS 组态设计是成功的。
参考文献:[1] 热工保护与程序控制.北京电力出版社.[2] XDPS- 400 系统标准功能块手册. 新华控制工程有限公司.[3] XDPS- 400 系统手册. 新华控制工程有限公司.。