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。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：