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。

ABB AC500高可靠性冗余方案

性能为关键要素

多数的停工是人为的错误或者设备的故障所导致的，如果采用正确的解决办法，可以避免这些错误和故障的发生。通过使用冗余配置可以消除整个系统故障的风险，从而提高了系统的可靠性。

该冗余方案做到了电源冗余、CPU冗余、总线冗余，从而使系统达到了最大可能的可靠性。

高可靠性冗余解决方案可以向您提供什么？

更高的资源利用率，通过使用双CPU和冗余的CS31通讯总线，可以减少因硬件或软件故障所引起的停机时间。

更高的可靠性，为您降低因自动化系统故障而引起的次品风险。

更高的成本效益和系统的易维护性。因使用专门的冗余接口模块CI590-CS31-HA 和专用冗余功能库，实现双CPU切换。

冗余方案系统结构图示意如下：

2、实现途径

AC500高可靠性冗余方案什么情况下可以实现冗余？

供电单元故障

CPU硬件故障

CPU硬件停止运行

CPU底板故障

CS31主站接口故障

硬件配置或软件错误引起的CPU故障

连接冗余接口模块CI590-CS31-HA总线的电缆短路或断路故障

冗余接口模块CI590-CS31-HA硬件故障

本控制系统采用控制分散、管理集中的控制方式，符合现代控制系统安全可靠、信息管理方便的原则；采用西门子CPU226作为下位控制模块，可以将燃烧器负荷调节器和程序控制器有机地结合在一起，所有信号都可以集中到CPU226上来，并可以接受锅炉DCS控制系统的指令，管理上非常方便，而实际的控制又是由燃烧器负荷调节器和程序控制器来完成的，不会影响正常的控制功能；同时，CPU226又可以作为与上位监控计算机的数据通讯通道，实现人机界面的集中管理，整个控制系统的结构设计合理、安全、可靠、经济。

就地控制柜的操作方式简洁明了，状态信息和报警信息全面，可以使操作人员对出现的异常情况迅速作出反应，而两层设计的控制系统可以充分保证系统的安全可靠，不论操作人员是在控制室内或是在控制现场，都能够迅速发现和解决问题，提高了整个燃烧系统的应急能力。此外，我们在系统设计过程中，充分考虑了重要过程参数的I/O冗余，基本保持在10%左右，这样，一旦发生下位控制系统的I/O点位故障，也能够迅速解决问题，保证系统的正常运行，从而提高了系统的安全可靠性。

触摸式的人机交互界面，操作简洁明了，而且功能齐全，使操作人员轻松掌握Redundant

LINE - A

LINE - B Ethernet

CPU B

CPU A

Redundant

OPC

Synchronous

Optical

CI590-CS31-HA

燃烧器的运行状态；控制柜中的下位控制模块采用ABB-500系列PLC作为控制模块和数据通道，实现与上位计算机和DCS的数据交互。

系统原理图

序号数据内容信号类型数量信号来源

1 点火信号开关量输入 1 DCS

2 正常停炉信号开关量输入 1 DCS

3 紧急停炉信号开关量输入 1 DCS

4 燃烧负荷调节信号模拟量输入 1 DCS 4-20mA

5 氧化锆氧量信号模拟量输入 1 DCS 4-20mA

6 炉膛压力信号模拟量输入 1 DCS 4-20mA

7 停炉信号开关量输出 1 DCS

8 燃烧器控制柜报警信号开关量输出 1 DCS

9 燃气压力高/低开关量输入 1 就地

10 空气压力高/低开关量输入 1 就地

11 风机运行信号开关量输入 1 就地

12 火焰检测信号模拟量输入 1 就地 4-20mA

13 燃烧器点火信号开关量输入 1 就地

14 燃烧器吹扫信号开关量输入 1 就地

15 燃烧器复位信号开关量输入 1 就地

16 风量信号模拟量输出 1 风门调节机构4-20mA

17 燃料气量信号模拟量输出 1 风门调节机构4-20mA

18 手/自动切换开关量输出 1 就地

19 负荷反馈信号模拟量输入 1 4~20mA

20 合计模拟量输入：6个；模拟量输出：4个开关量输入：17个；开关量输出：5个