基于DCS系统的工业锅炉智能控制设计论文

图书分类号：

密级：

毕业论文

工业锅炉DCS控制INDUSTRY BOILER DCS CONTROL

班级管理科学

学号04

学生姓名

学院名称徐州工程学院

专业名称管理科学

指导教师

2011年11月10日

摘要

本文叙述了工业燃煤锅炉的工作原理，简单阐述了锅炉的工作原理，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DCS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；DCS控制系统；汽水系统

Abstract

The paper introduce the principle of the boiler which is used in burning coal industrial, it describes the scheme of the steam control system in boiler control and the design of auto-detection. it use the Control Builder software,UMC800 controller and FIX software to

auto-detect 35t steam system in burning coal industrial and configuration the control loop, and designed the friendly supervision appearance.

Keywords boiler FIX UMC800 control system steam system

目录

1 绪论 (1)

1.1锅炉采用微机控制优点 (1)

2 锅炉概述 (2)

2.1 锅炉概述 (2)

2.1.1 锅炉的一般结构与特点 (2)

2.1.2 锅炉的工作原理 (2)

2.1.3锅炉的工作情况如下： (3)

2.1.4工业燃煤锅炉的控制工艺 (3)

3锅炉控制系统配置介绍 (4)

3.1 锅炉DCS控制系统的配置 (4)

3.1.1控制器 (4)

3.1.2锅炉微机控制系统 (4)

3.2硬件部分 (6)

3.2.1 UMC800控制器 (6)

3.2.2 操作员盘 (8)

3.3 软件方面 (8)

3.3.1 Leader-Line Control Builder的操作使用 (8)

3.3.2 IFIX概况 (12)

3.3.3 IFIX 人机监控画面 (13)

4 DCS集散控制系统 (16)

4.1 概述 (16)

4.2基本构成 (18)

4.3 集散控制系统的发展 (19)

结论 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

附录 (24)

1 绪论

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，我所在的陶氏化学公司拥有独立专利号的导热油锅炉。不过在中国还未有专门的燃煤锅炉，只有燃油和燃气锅炉。用的控制系统也不一，较早的是陶氏自己开发的MOD5控制系统，属于70年代开发比较成熟的系统，到了2000年以后，新建工厂逐步换用DCS系统。对于陶氏化学用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。

1.1锅炉采用微机控制优点

1.1.1锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比的优势

1．直观而集中的显示锅炉各运行参数。

2．可以按需要随时打印或定时打印，能对运行状况进行准确地记录，便于事故追查和分析，防止事故的瞒报漏报现象。

3．在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值，并修改系统的控制参数；

4．减少了显示仪表，还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元，（例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等），从而减少了投资也减少了故障率；

5．提高锅炉的热效率。

6．锅炉系统中包含鼓风机，引风机，给水泵，等大功率电动机，由于锅炉本身特性和选型的因素，这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的，原有方式采用阀门和挡板控制流量，浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%。

7．锅炉是一个多输入多输出、非线性动态对象，诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时，所有的被调量都会发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便。

8．锅炉微机控制系统经扩展后可构成分级控制系统，可与工厂内其他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的。

9．作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中，有十分周到的安全机制，可以设置多点声光报警，和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。

综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。

2 锅炉概述

2.1 锅炉概述

2.1.1 锅炉的一般结构与特点

锅炉是一种生产蒸汽的换热设备。它通过煤、油或天然气等燃料的燃烧释放出化学能，并通过传热过程把能量传递给水，使水转变成蒸汽，蒸汽直接供给工业生产中所需的热能，或通过蒸汽动力机械转换为机械能，或通过汽轮发电机转换为电能。所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能最有效地转换为蒸汽的热能。因此，近代锅炉亦称作蒸汽发生器。而在化工行业，锅炉大多用于处理废气，加热导热油或蒸汽。

2.1.2 锅炉的工作原理

现在我们以一台35吨工业燃煤锅炉为例，来简单说明锅炉的工作过程及原理。如图1.1所示。

锅炉通过燃煤燃烧释放热量，使水变成蒸汽，以供生产需要。该锅炉通过链条炉排把煤送入炉膛中燃烧，锅炉的蒸发受热面都在炉子内壁上，组成水冷壁，充分利用炉膛中的高温烟气辐射出的热量，使燃烧产物在进入以后的对流受热面时，可以达到必须的冷却，同时也起到了保护炉墙的作用。

后墙水冷壁（在水平烟道前方）拉稀成数列凝渣管束。拉稀的作用是防止结渣，同时对其后方的过热器也起了保护的作用。

过热器放在水平烟道中，位于凝渣管束的后方，过热器的作用是把从锅炉（汽包）出来的饱和蒸汽加热成过热蒸汽，目的是减少供热管道内的冷凝损失。

其实在我所在的陶氏化学工厂，还有工艺废气管线通入锅炉，起到废气安全焚烧处理。但是回路和安全控制比较复杂，还有工艺保密的原因，我就剔除了这部分的工艺。