纯低温余热发电DCS控制系统的开发与应用
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辽源金刚水泥厂7.5MW余热发电项目集散控制系
在网络配置上.使用标准工业以太网和PROFIBUS 网络。由于西门子公司的PCS7消除了DCS和PLC系统 间的界限.真正实现了仪控和电控的一体化。充分体现 了全集成自动化的特点.使得系统应用范围变广.是一 种适用于现在、面向未来的开放型过程控制系统。
首先要做的工作是进行PCS7系统软件配置.见表1。
(2)由于余热发电系统的工艺较复杂,各子系统的控 制连锁基本上为内部局部连锁.各子系统之间的连锁条 件较多。并行条件较多。并且有些需要操作员人工确认后 才可进行。如暖管、吹管.因此.没有采用顺序控制SFC功 能.这样整个工艺流程的可视化操作就不能实现.留待下 一步工艺系统与过程控制系统均进行进一步完善。
该系统的运行方式,有中控发出的指令操作(自动、 {手动)和现场的手动运行.中控运行时各设备处于联锁
状态;现场手动运转。则与连锁无关,可以单独运转。设 【备的启动无论集控、现场,自动、手动都须按照工艺联锁
顺序启动、停止。在PcS7中要实现这些功能通常有两种 方法.一是直接在CFC中利用各种逻辑单元进行搭建. 这样做的好处是可以利用CFC的在线调试功能:另一 ‘种方法是利用LAD编写联锁逻辑功能块.之后在CFC 中调用.这种方法可以充分发挥L~D在逻辑控制方面 ;的直观方便的优势。
ES I.程‘j 组态软件
S7一 RED百度文库ONNECT
S7一P【CSlM
SFC软件 丁程与组态软件
OS软件
¥7- REDCONNECT
SFC软件
6E57658-5AB l 6— 0YA5
6GKl 7 16—OHB62— 3AAO
6ES784l—OCC04— 0YA5
6ES7 6520XDl62YB5 6ES7658—5ACl6一 OYA5 6ES7658—2ACl“ OYA0 6GKl 716-oHB62- 3AA0
纯低温余热发电DCS控制系统的 开发与应用
赵爱东,王 磊。刘建成
:;鼍慧曼磊燃统设计 (洛阳矿山机械工程设计研究院,洛阳471039)
l 纯低温余热发电Dcs控制系统设计
通过对水泥线生产工艺系统地分析研究,在对其取. 热系统和发电热力系统优化技术进行共性研究的基础
上,创新双压技术工艺研究,并依托辽源金刚水泥厂两! 条5 000t/d水泥余热发电项目进行工程实践。 1.1设计目标
变量生成后,可以按组进行分别放置,以方便查找,若再{ 有新变量需上传可选择change complie.
最后需要完成与用户的接口工作.包括创建画面及
消息系统、报表系统、归档系统的制作等。
(1)在该项目中,借助PCS7平台,编制了更方便应 用的、集成化的用户自定义功能块、功能库。软件从形式 上将编程软件、监控软件、网络组态软件集中在同一平
作者: 作者单位: 刊名:
英文刊名: 年,卷(期):
赵爱东, 王磊, 刘建成 洛阳矿山机械工程设计研究院,洛阳,471039
中国水泥 CHINA CEMENT 2010(2)
本文读者也读过(10条) 1. 黄曙.Huang shu 水泥窑纯低温余热发电控制系统[期刊论文]-水泥工程2010(3) 2. 王春艳.王孝红.吴姝芹 水泥余热发电控制系统的设计及实现[会议论文]3. 陈雪峰.曾鲁举.周健.张金龙 新型干法水泥余热发电系统耐磨衬里结构设计及应用[会议论文]-2009 4. 汪胜国 关于建筑工程中安全管理的论述[期刊论文]-建材发展导向2011,09(8) 5. 赵进城 余热发电对窑和磨系统运行的影响[期刊论文]-水泥2008(2) 6. 张晓明.张荣正.刘石根.王红卫 余热发电回转窑节能提产技术改造[期刊论文]-水泥2005(4) 7. 乔石.Qiao Shi 矿粉细度跑粗处理[期刊论文]-中国水泥2010(2) 8. 张传行 2500t/d带余热发电系统生产线窑操作方法[期刊论文]-水泥2009(5) 9. 方仕鹏 余热发电效率及对窑系统的影响及对策[期刊论文]-新世纪水泥导报2010,16(3) 10. 徐宜玲.周冬海 φ5m×15m水泥磨制造工艺[期刊论文]-中国水泥2010(2)
的各部分做一个全面的规划和细致的设计。如在设计
OS的项目目录包含了一个专用文件(主数据库).用
AS侧的Block type时.要充分考虑操作员需要监控的输 入、输出及输入输出接口,以及所需的操作方式等。并结 合系统属性来对各个端口进行定义.以便这些端口可以
于运行数据库的管理。此文件的名称是在项目名后加上 RT.扩展名是.mdf,本项目是ESRT.mdf。这个数据库是用 MS SOL Server 2000创建的。归档系统包含变量记录和报
其次是建立网络连接.需使用网络组态工具(NetPro)
2运用体会
来显示和配置网络。使用S7连接来建立AS(CPU)和计算: 机(ES或OS)之间的连接.As-ES连接是用来在运行期间 下载和测试AS:AS--OS连接是用来在运行期间传输数据 使之可视化:AS-AS连接用于在两个AS之间传输数据。 在该项目中建立了ES_AsolH、ES—0Sl、ES—OS2、ES一4 OS3、ES--AS02H六个连接。完成s7连接后.选择下载连接. 的工作站.本系统工作站为ES.工作站运行模式、停止模‘ 式均可下载。需要注意几点:(1)下载连接和下载硬件组态. 虽然都可在NetPro中完成.却是两个不同的过程.需分别! 下载。(2)在Set PC/PC Interface选项中选择As—Es连接: 的硬件网卡设置,若用CPl613网卡。选择CPl613 ISO;若{
的自动化控制及管理。由于该生产过程是一个复杂的物 理化学过程.系统实施以后,应确保其安全、稳定、高效、; 合理运行.并且使全部工艺设备处于最佳运行状态.从 而保证蒸汽质量达到或超过设计目标。 1.2设计原则
充分保证系统安全可靠性、优化系统配置、降低投 资成本是我们设计的立足点。在方案设计以及设备选择 时。即考虑满足原设计的需要。更注重选用成熟、先进、 同时又能及时供货和便于日后维修的设备和技术。另外 予诊具古塞份计沿各洗刑图绗诒计翰件甜计环县.
控件、对用户来说非常有用的图形库。为对象组态属性。
热利用效率。随后6条装机容量10MW的依托工程相继
包括静态和动态属性,在变量管理器中选择变量(Tag),f 开工建设.2007年7月第一条9MW机组(河南驻马店) 为其组态动态对话。按照工艺流程插入管道等将元件和。 已竣工投产.为公司带来了每年拉动10个亿产值的经
在PCs7所提供的功能库的基础上.对其进行了延 伸和扩展.开发了适合纯低温余热发电系统的自定义的 :功能块库。通过使用该功能库.工程师一次性编程即可完 l成如下工作:AS控制器中运行的过程控制回路:针对控 |制回路在上位机中相关画面下对应的监视回路图标;控
万方数据
201 0.2 CHINA CEMENT够
控件、对象等连接。
济效益。2007年4月申报了课题为大型干法水泥纯低
OS中提供的消息系统是通过报警控件(功能键)实! 温余热发电双压技术的国家高技术研究发展计划(863 现的。在OS编译过程中.从AS的驱动块和工艺块中生I 计划).7月通过验收。口·
64中 万目 方水数泥据2010.2
纯低温余热发电DCS控制系统的开发与应用
引用本文格式:赵爱东.王磊.刘建成 纯低温余热发电DCS控制系统的开发与应用[期刊论文]-中国水泥 2010(2)
(3)2006年9月27日。辽源金刚水泥厂余热发电 项目并网发电,5 000t/d水泥线装机7.5MW.平均发电 功率在7.8MW.补汽也一次投运成功.恰当的补汽缸结
打开数据库调用图形库中的图形对象.有两个数据: 构设计解决了困扰行业多年的补汽难的技术难题。另
库。一个为“Projett library”.库中为用户自定义的元件。: 外.双压余热锅炉的成功运用.将AQC废气温度降至 另一个为“Global library”.库中包含了许多由于工艺的{ 90℃以下.发电量提高600~800kW,大大提高了废气余
警记录。变量记录又分为Tag记录Fast和Tag记录Slow, Fast用于存储归档周期<lmin的归档数据。Slow用于存储 归档周期>lmin的归档数据。报警记录也有两种类型的归 档.长期和短期归档。短期归档被存储在主存储区的同时 在硬盘上保存一个备份.当电源发生故障时.可以在电源 恢复正常后将备份的数据重新上载到主存储区。
在系统安装调试过程中,都始终采用标准化设计,遵循 行业规范。因为这一原则将给系统生产运行、维护管理、 软件升级带来极大的便利。在DCS系统方案设计时,注 重现在及将来技术发展的要求,兼顾性能与价格之间的 矛盾。使整个系统建成后在同行业中处于领先地位。图
图l系统硬件配置网络图
工程师站、操作员站操作系统为Microsofi Windows XP Professional SP2英文版。
在OS上正常、灵活地显示与操作。主要从以下几个方面 考虑相关参数的选择:(1)为了获得设备清晰的状态信 息,操作员需要监控什么类型的数据:(2)用何种方式显 示这些变量;(3)哪些变量可以被操作员控制;(4)操作 时需要哪级操作权限:(5)有没有与过程变量相关的权 限连锁;(6)各个变量将在什么视图窗口中显示。
WASTE HEAT GENERATl0N余热发电技术
制回路在上位机中对应的操作及参数设置子画面;控制 回路对应的相关报警信息、趋势归档及用户操作记录等。
AS功能块与OS中的Block icons和Faceplate是相 互联系紧密的整体.在编写程序的前期需要对功能库中
成的消息,按时间顺序进行接发,以消息帧(报文)的形 式发送到OS中,消息被输入到短期和长期归档中.并可 以存储在备份中,有两种类型的消息范畴:需要确认的 消息和不需要确认的消息。
台.从功能上将功能块的各种信息通过编译OS(compile OS)的方式上传到OS的Wincc项目中.并自动生成变 量标签(Tags)、调用动态图标(Block icon8)及其对应的 弹出面板(Faceplate)、生成报警消息(Message)、趋势 (Trend)等,甚至静态、动态的文本信息也可直接由AS 块编译后在OS中生成.这样OS部分的工作非常简便. 大部分的工作都集中在AS上.便于统一维护程序库。集 中更新,保证多重项目数据的一致性,省去了原先AS、 OS两部分握手的大量工作。
用普通网卡,选择PC internal(10cal)。(3)对Es进行编译{ (Complie),网络连接若选择Es_ASolH,则AS01H中需上j 传至OS的Tag and messages、picture tree、Create/update{
block icons、Archive tage、SFC visualization均将在OS中 生成。所有变量生成在Tag Management--*SIMATIC s7; PROTOCOLSUITE—州amed Connections--cS7¥Program(1)。
6ES7 6520XDl62YB5
PCS7 ES V6.1【AS/OS 1000P0,RC32K1
冗余连接驱动软件
SIMULA,l'lON 0F CFc, SFC
PCS7 ES V6.1(AS/OS 2000 PO/RC64K1
PCS7 ES V6.1(AS/OS 2000P0爪T154K1
冗余连接驱动软件
在网络配置上.使用标准工业以太网和PROFIBUS 网络。由于西门子公司的PCS7消除了DCS和PLC系统 间的界限.真正实现了仪控和电控的一体化。充分体现 了全集成自动化的特点.使得系统应用范围变广.是一 种适用于现在、面向未来的开放型过程控制系统。
首先要做的工作是进行PCS7系统软件配置.见表1。
(2)由于余热发电系统的工艺较复杂,各子系统的控 制连锁基本上为内部局部连锁.各子系统之间的连锁条 件较多。并行条件较多。并且有些需要操作员人工确认后 才可进行。如暖管、吹管.因此.没有采用顺序控制SFC功 能.这样整个工艺流程的可视化操作就不能实现.留待下 一步工艺系统与过程控制系统均进行进一步完善。
该系统的运行方式,有中控发出的指令操作(自动、 {手动)和现场的手动运行.中控运行时各设备处于联锁
状态;现场手动运转。则与连锁无关,可以单独运转。设 【备的启动无论集控、现场,自动、手动都须按照工艺联锁
顺序启动、停止。在PcS7中要实现这些功能通常有两种 方法.一是直接在CFC中利用各种逻辑单元进行搭建. 这样做的好处是可以利用CFC的在线调试功能:另一 ‘种方法是利用LAD编写联锁逻辑功能块.之后在CFC 中调用.这种方法可以充分发挥L~D在逻辑控制方面 ;的直观方便的优势。
ES I.程‘j 组态软件
S7一 RED百度文库ONNECT
S7一P【CSlM
SFC软件 丁程与组态软件
OS软件
¥7- REDCONNECT
SFC软件
6E57658-5AB l 6— 0YA5
6GKl 7 16—OHB62— 3AAO
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6ES7 6520XDl62YB5 6ES7658—5ACl6一 OYA5 6ES7658—2ACl“ OYA0 6GKl 716-oHB62- 3AA0
纯低温余热发电DCS控制系统的 开发与应用
赵爱东,王 磊。刘建成
:;鼍慧曼磊燃统设计 (洛阳矿山机械工程设计研究院,洛阳471039)
l 纯低温余热发电Dcs控制系统设计
通过对水泥线生产工艺系统地分析研究,在对其取. 热系统和发电热力系统优化技术进行共性研究的基础
上,创新双压技术工艺研究,并依托辽源金刚水泥厂两! 条5 000t/d水泥余热发电项目进行工程实践。 1.1设计目标
变量生成后,可以按组进行分别放置,以方便查找,若再{ 有新变量需上传可选择change complie.
最后需要完成与用户的接口工作.包括创建画面及
消息系统、报表系统、归档系统的制作等。
(1)在该项目中,借助PCS7平台,编制了更方便应 用的、集成化的用户自定义功能块、功能库。软件从形式 上将编程软件、监控软件、网络组态软件集中在同一平
作者: 作者单位: 刊名:
英文刊名: 年,卷(期):
赵爱东, 王磊, 刘建成 洛阳矿山机械工程设计研究院,洛阳,471039
中国水泥 CHINA CEMENT 2010(2)
本文读者也读过(10条) 1. 黄曙.Huang shu 水泥窑纯低温余热发电控制系统[期刊论文]-水泥工程2010(3) 2. 王春艳.王孝红.吴姝芹 水泥余热发电控制系统的设计及实现[会议论文]3. 陈雪峰.曾鲁举.周健.张金龙 新型干法水泥余热发电系统耐磨衬里结构设计及应用[会议论文]-2009 4. 汪胜国 关于建筑工程中安全管理的论述[期刊论文]-建材发展导向2011,09(8) 5. 赵进城 余热发电对窑和磨系统运行的影响[期刊论文]-水泥2008(2) 6. 张晓明.张荣正.刘石根.王红卫 余热发电回转窑节能提产技术改造[期刊论文]-水泥2005(4) 7. 乔石.Qiao Shi 矿粉细度跑粗处理[期刊论文]-中国水泥2010(2) 8. 张传行 2500t/d带余热发电系统生产线窑操作方法[期刊论文]-水泥2009(5) 9. 方仕鹏 余热发电效率及对窑系统的影响及对策[期刊论文]-新世纪水泥导报2010,16(3) 10. 徐宜玲.周冬海 φ5m×15m水泥磨制造工艺[期刊论文]-中国水泥2010(2)
的各部分做一个全面的规划和细致的设计。如在设计
OS的项目目录包含了一个专用文件(主数据库).用
AS侧的Block type时.要充分考虑操作员需要监控的输 入、输出及输入输出接口,以及所需的操作方式等。并结 合系统属性来对各个端口进行定义.以便这些端口可以
于运行数据库的管理。此文件的名称是在项目名后加上 RT.扩展名是.mdf,本项目是ESRT.mdf。这个数据库是用 MS SOL Server 2000创建的。归档系统包含变量记录和报
其次是建立网络连接.需使用网络组态工具(NetPro)
2运用体会
来显示和配置网络。使用S7连接来建立AS(CPU)和计算: 机(ES或OS)之间的连接.As-ES连接是用来在运行期间 下载和测试AS:AS--OS连接是用来在运行期间传输数据 使之可视化:AS-AS连接用于在两个AS之间传输数据。 在该项目中建立了ES_AsolH、ES—0Sl、ES—OS2、ES一4 OS3、ES--AS02H六个连接。完成s7连接后.选择下载连接. 的工作站.本系统工作站为ES.工作站运行模式、停止模‘ 式均可下载。需要注意几点:(1)下载连接和下载硬件组态. 虽然都可在NetPro中完成.却是两个不同的过程.需分别! 下载。(2)在Set PC/PC Interface选项中选择As—Es连接: 的硬件网卡设置,若用CPl613网卡。选择CPl613 ISO;若{
的自动化控制及管理。由于该生产过程是一个复杂的物 理化学过程.系统实施以后,应确保其安全、稳定、高效、; 合理运行.并且使全部工艺设备处于最佳运行状态.从 而保证蒸汽质量达到或超过设计目标。 1.2设计原则
充分保证系统安全可靠性、优化系统配置、降低投 资成本是我们设计的立足点。在方案设计以及设备选择 时。即考虑满足原设计的需要。更注重选用成熟、先进、 同时又能及时供货和便于日后维修的设备和技术。另外 予诊具古塞份计沿各洗刑图绗诒计翰件甜计环县.
控件、对用户来说非常有用的图形库。为对象组态属性。
热利用效率。随后6条装机容量10MW的依托工程相继
包括静态和动态属性,在变量管理器中选择变量(Tag),f 开工建设.2007年7月第一条9MW机组(河南驻马店) 为其组态动态对话。按照工艺流程插入管道等将元件和。 已竣工投产.为公司带来了每年拉动10个亿产值的经
在PCs7所提供的功能库的基础上.对其进行了延 伸和扩展.开发了适合纯低温余热发电系统的自定义的 :功能块库。通过使用该功能库.工程师一次性编程即可完 l成如下工作:AS控制器中运行的过程控制回路:针对控 |制回路在上位机中相关画面下对应的监视回路图标;控
万方数据
201 0.2 CHINA CEMENT够
控件、对象等连接。
济效益。2007年4月申报了课题为大型干法水泥纯低
OS中提供的消息系统是通过报警控件(功能键)实! 温余热发电双压技术的国家高技术研究发展计划(863 现的。在OS编译过程中.从AS的驱动块和工艺块中生I 计划).7月通过验收。口·
64中 万目 方水数泥据2010.2
纯低温余热发电DCS控制系统的开发与应用
引用本文格式:赵爱东.王磊.刘建成 纯低温余热发电DCS控制系统的开发与应用[期刊论文]-中国水泥 2010(2)
(3)2006年9月27日。辽源金刚水泥厂余热发电 项目并网发电,5 000t/d水泥线装机7.5MW.平均发电 功率在7.8MW.补汽也一次投运成功.恰当的补汽缸结
打开数据库调用图形库中的图形对象.有两个数据: 构设计解决了困扰行业多年的补汽难的技术难题。另
库。一个为“Projett library”.库中为用户自定义的元件。: 外.双压余热锅炉的成功运用.将AQC废气温度降至 另一个为“Global library”.库中包含了许多由于工艺的{ 90℃以下.发电量提高600~800kW,大大提高了废气余
警记录。变量记录又分为Tag记录Fast和Tag记录Slow, Fast用于存储归档周期<lmin的归档数据。Slow用于存储 归档周期>lmin的归档数据。报警记录也有两种类型的归 档.长期和短期归档。短期归档被存储在主存储区的同时 在硬盘上保存一个备份.当电源发生故障时.可以在电源 恢复正常后将备份的数据重新上载到主存储区。
在系统安装调试过程中,都始终采用标准化设计,遵循 行业规范。因为这一原则将给系统生产运行、维护管理、 软件升级带来极大的便利。在DCS系统方案设计时,注 重现在及将来技术发展的要求,兼顾性能与价格之间的 矛盾。使整个系统建成后在同行业中处于领先地位。图
图l系统硬件配置网络图
工程师站、操作员站操作系统为Microsofi Windows XP Professional SP2英文版。
在OS上正常、灵活地显示与操作。主要从以下几个方面 考虑相关参数的选择:(1)为了获得设备清晰的状态信 息,操作员需要监控什么类型的数据:(2)用何种方式显 示这些变量;(3)哪些变量可以被操作员控制;(4)操作 时需要哪级操作权限:(5)有没有与过程变量相关的权 限连锁;(6)各个变量将在什么视图窗口中显示。
WASTE HEAT GENERATl0N余热发电技术
制回路在上位机中对应的操作及参数设置子画面;控制 回路对应的相关报警信息、趋势归档及用户操作记录等。
AS功能块与OS中的Block icons和Faceplate是相 互联系紧密的整体.在编写程序的前期需要对功能库中
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台.从功能上将功能块的各种信息通过编译OS(compile OS)的方式上传到OS的Wincc项目中.并自动生成变 量标签(Tags)、调用动态图标(Block icon8)及其对应的 弹出面板(Faceplate)、生成报警消息(Message)、趋势 (Trend)等,甚至静态、动态的文本信息也可直接由AS 块编译后在OS中生成.这样OS部分的工作非常简便. 大部分的工作都集中在AS上.便于统一维护程序库。集 中更新,保证多重项目数据的一致性,省去了原先AS、 OS两部分握手的大量工作。
用普通网卡,选择PC internal(10cal)。(3)对Es进行编译{ (Complie),网络连接若选择Es_ASolH,则AS01H中需上j 传至OS的Tag and messages、picture tree、Create/update{
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6ES7 6520XDl62YB5
PCS7 ES V6.1【AS/OS 1000P0,RC32K1
冗余连接驱动软件
SIMULA,l'lON 0F CFc, SFC
PCS7 ES V6.1(AS/OS 2000 PO/RC64K1
PCS7 ES V6.1(AS/OS 2000P0爪T154K1
冗余连接驱动软件