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畢業(yè)設(shè)計---鏈條爐集散控制系統(tǒng)設(shè)計-wenkub.com

2025-01-14 00:27 本頁面
   

【正文】 在此謹(jǐn)向我的導(dǎo)師盧均治老師致以誠摯的謝意。 集散控制代替以往常的規(guī)控制,提高了鍋爐的燃燒效率。因此,提高熱效率,提高鍋爐控制水平及防止環(huán)境污染,降低耗煤量與耗電量,均是設(shè)計工業(yè)鍋爐需考慮的重要因素。 廣東石油化工學(xué)院 本科畢業(yè) (設(shè)計 )論文: 鏈條爐集散控制系統(tǒng)設(shè)計 24 2)1/0卡件組態(tài)完成注釋、地址、型號以及是否冗余等設(shè)置,如圖 3)信號 點類型組態(tài)完成位號、注釋、地址、類型、設(shè)置等內(nèi)容,如圖 4)信號點參數(shù)設(shè)置組態(tài)完成信號點測量范圍、補償、濾波、累積、報警等設(shè) 置,如圖 圖 2)1/0卡件組態(tài)完成注釋、地址、型號以及是否冗余等設(shè)置,如圖 圖 3)信號點類型組態(tài)完成位號、注釋、地址、 類型、設(shè)置等內(nèi)容,如圖 第五章 鏈條爐監(jiān)控軟件設(shè)計 25 圖 4)信號點參數(shù)設(shè)置組態(tài)完成信號點測量范圍、補償、濾波、累積、報警等設(shè) 置,如圖 圖 廣東石油化工學(xué)院 本科畢業(yè) (設(shè)計 )論文: 鏈條爐集散控制系統(tǒng)設(shè)計 26 操作站組態(tài)是對系統(tǒng)操作站上操作畫面的組態(tài) ,是直接面向操作人員的人機界面設(shè)置。如圖 圖 控制站組態(tài)畫面 控制站組態(tài)畫面如圖 ,它完成主控制卡的注釋、 IP地址、運算周 期、類型、型號、通訊、冗余以及網(wǎng)線使用組態(tài)。 Jx 一 300x 系統(tǒng)的 scKey 組態(tài)軟件是一個全面支持該系統(tǒng) 各類控制方案的組態(tài)軟件平臺。 組態(tài)界面介紹 AdvanTrolPro 軟件包可分成兩大部分,一部分為系統(tǒng)組態(tài)軟件,包括:用戶授權(quán)軟件( SCSecurity)、系統(tǒng)組態(tài)軟件( SCKey)、圖形化編程軟件( SCControl)、語言編程軟件( SCLang)、流程圖制作軟件( SCDrawEx)、報表制作軟件( SCFormEx)、二次計算組態(tài)軟件( SCTask)、 ModBus 協(xié)議外部數(shù)據(jù)組態(tài)軟件( AdvMBLink)等等;另一部分為系統(tǒng)運行監(jiān)控軟件,包括:實時監(jiān)控軟件( AdvanTrol)、數(shù)據(jù)服務(wù)軟件( AdvRTDC)、數(shù)據(jù)通信軟件( AdvLink)、報警記錄軟件( AdvHisAlmSvr)、趨勢記錄軟件( AdvHisTrdSvr)、廣東石油化工學(xué)院 本科畢業(yè) (設(shè)計 )論文: 鏈條爐集散控制系統(tǒng)設(shè)計 22 ModBus 數(shù)據(jù)連接軟件 (AdvMBLink)、 OPC 數(shù)據(jù)通信軟件( AdvOPCLink)、 OPC 服務(wù)器軟件( AdvOPCServer)、網(wǎng)絡(luò)管理和實時數(shù)據(jù)傳輸軟件( AdvOPNet)、歷史數(shù)據(jù)傳輸軟件( AdvOPNetHis)、網(wǎng)絡(luò)文件傳輸( AdvFileTrans)等。系統(tǒng)規(guī)模變換靈活 ,可以實現(xiàn)從一個單元的過程控制 ,到全廠范圍的自動化集成。在通訊網(wǎng)絡(luò)上掛接通信接口單元 (CIU)可實現(xiàn) JX一 300X與 PLC等數(shù)字設(shè)備的連接 。其中燃燒系統(tǒng)是一個大滯后,耦合嚴(yán)重、具有嚴(yán)重 非線性,時變性,控制變化大的多變量系統(tǒng),送風(fēng)量,引風(fēng)量等參數(shù)的變化都將對燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響因此燃燒控制是整個鍋爐控制的關(guān)鍵,也是重要和難點所在。另外,影響蒸汽溫度的因素還有給水量、蒸發(fā)量以及引風(fēng)量等,又考慮到了控制系統(tǒng)相應(yīng)的快速性,我們又將給水量和蒸發(fā)量作為蒸汽溫度控制的前饋量構(gòu)成前饋控制系統(tǒng)。這是工業(yè)鍋爐生產(chǎn)蒸汽產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo),達(dá)到蒸汽用戶的要求。所以必須對爐膛的壓力進(jìn)行控制。燃燒系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)的第一個任務(wù)是維持主汽壓力保持穩(wěn)定,克服自身燃料方面的擾動,保證負(fù)荷與出力的協(xié)調(diào);第二個任務(wù)是使燃料量與空氣量相協(xié)調(diào)(風(fēng)煤比),保證燃燒的經(jīng)濟性;第三個任務(wù)是使引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng),維持爐膛負(fù)壓在一定范圍內(nèi),保證燃燒的安全性。雙沖量控制方法不能迅速克服給水壓力變化對水位產(chǎn)生的影響。 汽包水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計由于水位調(diào)節(jié)對象沒有自平衡能力,而且水位調(diào)節(jié)對象 存在滯后,因此不能采用開環(huán)調(diào)節(jié)方法。汽包水位是鍋爐運行的主要指標(biāo),是一個非常重要的被控變量維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)是保障鍋爐安全運 行的首要條件。除氧器壓力調(diào)節(jié),采用除氧器內(nèi)蒸汽壓力作為被控變量,以改變加熱蒸汽量作為調(diào)節(jié)手段,加熱蒸汽來自汽輪機的不調(diào)節(jié)抽氣。為實現(xiàn)上述調(diào)節(jié)任務(wù),將鍋爐設(shè)備控制化為若干控制系統(tǒng)。這樣,當(dāng)鍋爐的運行狀況發(fā)生變化或受到某一擾動后,系統(tǒng)會同時協(xié)調(diào)的動作,改變其調(diào)節(jié)量,使所有被調(diào)量都具有一定的調(diào)節(jié)精度。鍋爐設(shè)備也是一個復(fù)雜的控制對象,主要輸入變量是負(fù)荷,鍋爐給水、燃料量、減溫水、送風(fēng)和引風(fēng)等。提高熱效率,降低耗煤量,降低耗電量,用 DCS進(jìn)行控制是一件具有深遠(yuǎn)意義的工作。 一臺鏈條爐,有溫度、壓力、液位、轉(zhuǎn)速、開關(guān)狀態(tài)、命令等 58個不同類型的輸入輸出信號點,根據(jù)其數(shù)量與類型,以及工廠實際崗位設(shè)計要求,可設(shè)計一個控制站、一個工程師站、兩個操作員站,以及多種類型的輸入輸出卡件,分別由 過程控制網(wǎng)絡(luò) SC Ⅱ控制站內(nèi)全部網(wǎng)絡(luò) SBUS連接通信。 6)觸點型開關(guān)量輸入卡 (部件號 SP363)是 7路或 8路數(shù)字量信號輸入卡 , 該卡件能夠快速響應(yīng)干觸點 輸入 ,實現(xiàn)數(shù)字信號的準(zhǔn)確采集。本卡為智能型卡件 ,具有卡件內(nèi)部軟硬件運行狀 第四章 鏈條爐控制系統(tǒng) 13 況在線檢測功能 ,還具有對輸出信號進(jìn)行回讀的自檢測功能 。 各種 I/0卡件 : l)電流信號輸入卡 (SP313)是一塊智能型 ,帶有模擬量信號調(diào)理的四路信 號采集卡 ,每一路分別可接收 H型和 m型電流信號 ,并可為四路變送器提供 +24V 隔離電源。一個控制站需要一對冗余設(shè)置的主控制卡 ,其通信地 址由界面組態(tài)設(shè)置與卡上硬件跳線配合完成。 控制站硬件 控制站是系統(tǒng)實現(xiàn)過程控制的主要設(shè)備之一 ,實現(xiàn)現(xiàn)場信號的輸入輸出 ,同 時完成過程控制中的數(shù)據(jù)采集、回路控制、順序控制、以及包括優(yōu)化控 制等各種 控制算法。 爐排:啟動 /停止;反轉(zhuǎn)點動。 開關(guān)量輸出點 ( DO) 引風(fēng)機:啟動 /停止。 鹽水泵 2啟動 /停止。 煤:爐排調(diào)節(jié);爐排調(diào)節(jié)反饋。 熱電阻輸入 ( PT100) 排煙溫度。主蒸汽溫度通過減溫器的減溫水流量來調(diào)節(jié)。運行中汽包水位維持在一定的范圍內(nèi),允許有177。主蒸汽溫度通過減溫器的減溫水進(jìn)行調(diào)節(jié)。煤在爐排上燃燒,空氣自爐排下方向上引入。在引風(fēng)機的抽吸作用下經(jīng)過省煤器和空氣預(yù)熱器,把預(yù)熱傳導(dǎo)給進(jìn)入鍋爐的水和空氣。 鍋爐的工作過程概括起來應(yīng)該包括三個同時進(jìn)行的過程:燃料的燃燒過程、水的汽化過程、煙氣向水的傳熱過程。省煤器出口煙溫度高,裝上空氣預(yù)熱器后,可以進(jìn)一步降低排煙溫度,也可改善燃料著火和燃燒條件,降低不完全燃燒所造成的損失,提高鍋爐機組的效率。 送風(fēng)設(shè)備:包括有鼓風(fēng)機和分道組 成。同時,由于提高了進(jìn)入氣包的給水溫度,減少了因溫差而引起的汽包壁的熱適應(yīng)力,從而延長了汽包的使用壽命。 過熱器:是將氣鍋所產(chǎn)生的飽和蒸汽繼續(xù)加熱為過熱蒸汽的換熱器。 爐子:是使燃燒從充分燃燒并釋放出熱量的設(shè)備。所以鍋爐的中心任務(wù) 是把燃料中的化學(xué)能有效的轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。 工業(yè)鍋爐的結(jié)構(gòu)和工作過程 在各種工業(yè)企業(yè)的動力設(shè)備中,鍋爐是重要的組成部分,所以鍋爐的性能至關(guān)重要。未來工業(yè)鍋爐產(chǎn)品市場發(fā)展除了受我國國民經(jīng)濟的發(fā)展速度和投資 規(guī)模等因素影響外,越來越受到能源政策和節(jié)能、環(huán)保要求的制約。不僅勞動強度大,而且容易造成操作人員運行事故。 第三章 鏈條爐工藝流程 7 第三章 鏈條爐工藝流程 工業(yè)鍋爐發(fā)展?fàn)顩r 在我國隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,在今后相當(dāng)長的時間里,會有越來越多的鍋爐投入生產(chǎn)。用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求,選擇配置不同的現(xiàn)場控制單元構(gòu)成現(xiàn)場控制站。 廣東石油化工學(xué)院 本科畢業(yè) (設(shè)計 )論文: 鏈條爐集散控制系統(tǒng)設(shè)計 6 DCS 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) DCS 的硬件系統(tǒng)主要由集中操作管理裝置、分散過程控制裝置和通信接口設(shè)備等組成。 這是全廠自動化系統(tǒng)的最高一層。這一級別在軍隊中算是很高的 “ 上校 ” 了。 過程管理級 DCS 的人機接口裝置,普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩 CRT、操作者鍵盤、打印機、大容量存儲器等。它接受現(xiàn)場控制級傳來的信號,按照工藝要求進(jìn)行控制規(guī)律運算,然后將結(jié)果作為控制信號發(fā)給現(xiàn)場控制級的設(shè)備。 過程控制級 又稱現(xiàn)場控制單元或基本控制器,是 DCS 系統(tǒng)中的核心部分。它們都是工業(yè)現(xiàn)場的基礎(chǔ)設(shè)備、同樣也是 DCS的基礎(chǔ)。 集散控制系統(tǒng)的組成 現(xiàn)場控制級 又稱數(shù)據(jù)采集裝置,主要是將過 程非控變量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理,而且對實時數(shù)據(jù)進(jìn)一步加工處理,供 CRT操作站顯示和打印,從而實現(xiàn)開環(huán)監(jiān)視,并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控計算機。你可以把工作站想象成因特網(wǎng)上的各個網(wǎng)站,只要你在 DCS 系統(tǒng)中,并且限夠大,你就能了解到你要的任何參數(shù)。你可以想象成在因特網(wǎng)沖浪一樣,你可以監(jiān)視生產(chǎn)裝置乃至整個工廠的運行情況。根據(jù)生產(chǎn)需求,你可以隨時加入或者撤去工作站。 集散控制系統(tǒng)的特點 DCS控制系統(tǒng)與常規(guī)模擬儀表及集中型計算機控制系統(tǒng)相比,具有很顯著的特點。例如,和利時公司其核心技術(shù) 與國際先進(jìn)技術(shù),相比,雖仍有些地方還存在廣東石油化工學(xué)院 本科畢業(yè) (設(shè)計 )論文: 鏈條爐集散控制系統(tǒng)設(shè)計 4 差距,但在本質(zhì)特征上已具備第四代 DCS的特點,同時,國內(nèi)的 DCS,正在走向成熟。這一時期涌現(xiàn)出的代表產(chǎn)品有 HSDCS1000(電子部六所 ), DCS100(清華大學(xué)自動化系), DJK7500(重慶自動化所), DJK2022(上海 自動化所),友力 2022(石化總公司航空部二院), STAR2022(阿城繼電器所)等。此外各 DCS廠商不再把開發(fā)組態(tài)軟件或制造各種硬件單元視為核心技術(shù),而是紛紛把 DCS 的各個組成部分采用第三方集成方式或 OEM方式?;旧洗蟛糠?DCS 提供了過去常規(guī) DCS 功能, SCADA 功 能以及 MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))的大部分功能與 ERP 不同, MES 匯集了車間中用以管理和優(yōu)化從下定單到生產(chǎn)成品的生產(chǎn)活動全過程的相關(guān)硬件或軟件組件,它控制和利用實時準(zhǔn)確的制造信息來指導(dǎo)、傳授,響應(yīng)并報告車間發(fā)生的各項活動,同時向企業(yè)決策支持過程提供有關(guān)生產(chǎn)活動的任務(wù)評價信息。 DCS 已經(jīng)進(jìn)入第四代受信息技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機硬件技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、各種組態(tài)軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等發(fā)展的影響,以及用戶對先進(jìn)的控制功能與管理功能需求的增加,各 DCS廠商紛紛提升其 DCS的第二章 集散控 制系統(tǒng) 3 技術(shù)水平,并不斷豐富其內(nèi)容,以 Honeywell 公司最新推出的 ExPerion PKS(過程知識系統(tǒng)), Emerson公司的 Plant web, Foxboro公司的 AZ,橫河公司的 R3(工廠資源管理系統(tǒng)),為第四代 DCS 出現(xiàn)的標(biāo)志,第四代 DCS 技術(shù)上最主要的標(biāo)志是; information(信息)。第 3代控制系統(tǒng)的改變是在局域網(wǎng)絡(luò)方面。第 2代集散控制系統(tǒng)的主要特點是系統(tǒng)功能的擴大和增強以及通信范圍和數(shù)據(jù)傳送速率的大幅提高。這些產(chǎn)品雖只是集散控制系統(tǒng)的雛形,但已經(jīng)擁有集散控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 受信息技術(shù)(網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機硬件技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、各種組態(tài)軟件技術(shù)、數(shù) 據(jù)庫技術(shù)等)發(fā)展的影響,以及用戶對先進(jìn)的控制功能與管理功能需求的增加,各 DCS 廠商(以 Honeell、 Emerson、 Foxboro、橫河、 ABB為代表)紛紛提升 DCS系統(tǒng)的技術(shù)水平,并不斷地豐富其內(nèi)容。 到目前為止,鏈條爐控制經(jīng)歷了從常規(guī)模擬調(diào)節(jié)儀表控制、計算機控制與常規(guī)模擬調(diào)節(jié)儀表控制相結(jié)合到集散控制等三個階段。 Control scheme IV 目錄 第一章 緒論 ................................................................................................................................................... 1 ................................................................................................................................................. 1 第二章 集散控制系統(tǒng) .......................................
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