生物质锅炉新闻动态
富通新能源 > 动态 > 生物质锅炉新闻动态 > > 详细
35t/h锅炉PLC热工监控系统设计
发布时间：2013-10-26 08:45 来源：未知
1、前言
伊朗SHAZAND电厂的辅助锅炉的2×35 t/h燃油／燃气锅炉热工监控系统的设计是根据伊朗MAP-NA电站设备成套公司制定的技术规格书的要求进行系统设计、配置。由于MAPNA公司及业主对监控系统的要求比一般国内同类系统高，针对这种特殊情况，在系统设计中尽可能采用目前该领域较先进的控制方法及高可靠性设备�？刂朴弥骰捎玫鹿鶶iemens公司PLC，上位机配研华工业控制机；变送器选用1151系列电容式变送器；调节阀选用天津自动化仪表四厂生产的精小型气动调节阀，特别是对安全运行起�；ぷ饔玫娜加�、燃气速关阀选用美国Fisher公司气动快关阀，形成一套完整的高可靠
性的锅炉及辅机的PLC控制系统。
2、PLC监控系统的组成
本控制系统由两台操作员站（操作员站可兼做工程师站）、一套冗余主控PLC系统、一套冗余�；LC系统、冗余现场总线(PROFIBUS)、网络通讯卡及打印机等设备组成，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
操作员站由一套工业控制计算机组成，操作员可对锅炉运行工况进行监视和控制。操作员站可提供各回路的过程画面流程图、重要参数实时趋势图，操作界面及报警显示、事故追忆、故障诊断等功能，为运行人员提供完善的监控手段。
工程师站完成系统组态、生成与维护。工程师站上运行一套功能齐全的WINCC组态软件，整个WINCC组态软件运行在WIN98图形界面下，用户可方便地监视被控对象。为了方便报表打印，本系统采用一台EPSON 1600KⅢ打印机，另外整个系统还配备一台山特10 kW不间断电源。
3、PLC硬件配置及软件编程
整个控制系统由上位机、PLC控制器和分布式I/O组成，详见系统硬件配置图（见图1）。
(1)上位机系统采用两套工业控制计算机IPC- 610，实现上位机系统的冗余控制。CPU为PⅢ550E，内存为64 M，1.44 MB软驱，硬盘5.1G，显示器为21"彩色显示器。上位机可对PLC进行编程和调试，对PLC现场采集的数据信息进行集中监视、记录；上位机采用CP5412通讯接口，通过PROFIBUS连接器与PLC通讯。
(2) PLC控制器采用冗余配置的S7 - 400 PLC
控制器，实现主控系统的冗余控制；采用冗余配置的S7 - 300PLC控制器，实现保护系统的冗余控制。每套系统具体配置如下：
S7 - 400系统：中央处理器CPU: CUP412 - 2DP
电源模板PS: PS407
通讯模板CP: CP443 -5 PROFIBUS
S7 - 300系统：中央处理器CPU: CPU315 - 2DP
电源模板PS: PS307
通讯模板CP: CP342 -5 PROFIBUS
(3)分布式I/O系统采用ET200M分布式I/O，通过冗余配置的接口�？镮M153 -3，实现I/O通讯网络的冗余。具体配置如下：
接口模板IM: IM153 -3
电源模板PS: PS307
32点数字输入�？镈I: SM321/32DI/24VDC
32点数字输出�？镈O: SM322/32D0/24VDC/
0.5A
8点模拟输入模块AI: 8AI/4 - 20 mA/T.C
4AI/RTD
4通道闭环控制�？锳O:FM355 PID控制器
(4)输入／输出点数：DI: 328点；DO: 192点；AI:
84点：A0:20点。
(5)软件编程。本系统选用Siemens WINCC组态软件，它能够提供方便直观的图形化组态软件，可以简单快捷地将用户的控制方案在计算机上实现。WINCC组态软件采用WIN98环境下标准的窗口化、图形化用户界面。Siemens WINCC组态软件可以根据工艺过程绘制、设计画面结构，建立实时数据库正确组态各种变量参数、设定报警的显示与打印、设定历史趋势的显示与打印以及设定报表的打印。选用Siemens STEP7编程软件，STEP7的编程有梯形图(LAD)和语句表两种编程语言，我们选用梯形图( LAD)编程方式，LAD是一种图形语言，其组成元件与硬接线控制继电器元件相类似。
4、系统的自动控制、操作及�；すδ�
4.1燃烧自动控制回路
锅炉为SZS35 - 1.1/220 - Q(Y)型，主燃料为轻油．辅助燃料为天然气。燃烧器为油、气组合式燃烧器，可分别单独燃用轻油和天然气。送风是由中心风和外围风两个独立风道挡板来调节，燃油工况开中心风门关围风门，天然气工况开外围风门关中心门�？掌沽Φ目刂剖强康鹘诜缁肟诜缑诺舶蹇壤词迪�。
由于主油枪采用带回油机械雾化油枪，运行时必须保证油枪上油压稳定(Pl=3.96 MPa)，所以燃油负荷调节采用回油调节，通过调节回油调节阀开度来控制进入炉膛的喷油量。
天然气采用多枪平流燃烧，共有八只气枪满足全工况的需要。燃气负荷的调节方式采用调节炉前燃气压力来控制进入气枪天然气流量。
由于采用了功能强大的PLC控制系统，燃烧控制系统可以方便地应用先进的燃料一空气双交叉限制燃烧控制方式，当升负荷时，先加燃料后加风；当降负荷时，先加风后加燃料，并且燃料和风互相限制，使燃烧过程无论在稳态工况或变工况下，剩余空气系数始终控制在理想范围内，把燃烧过程控制在低氧燃烧区。
4.2汽包水位自动控制回路
汽包水位采用三冲量水位调节方式，三个被测量包括汽包水位、给水流量及主蒸汽流量，其中主蒸汽流量经温度、压力补偿，汽包水位经汽包压力校正，将以上参数送入PLC处理运算，输出控制给水调节阀开度。
4.3其它自动控制回路
除以上自动控制回路外还有除氧器水位、除氧器压力、冷凝器水位、除盐水箱水位、天然气总管压力、主蒸汽温度等回路。
4.4锅炉辅机、阀门的控制及联锁�；�
锅炉辅机的控制包括给水泵、凝水泵、除盐水泵、燃油泵、风机启／停，阀门的控制包括电磁阀、电动门、气动速关阀、电动挡板的开／关控制。以上设备的操作和执行元件均设在电机控制中心( MCC)上，在MCC柜上装有被控设备的操作按钮、状态指示灯及就地／�？匮≡窨�，当将选择开关转到就地挡时，在MCC柜上可实现对被控设备的操作。同时，MCC柜与PLC机柜之间有信号连接，被控设备的状态及操作信号在CRT上以模拟图的形式显示，当将选择开关转到�？氐彩�，操作人员通过菜单上操作按钮对其进行�？夭僮�，并能清楚地看到设备目前的运行状态。
在锅炉备用仪表盘上设有联锁�；ね度氚磁�，当按下联锁保护按钮时，PLC进入联锁�；こ绦颍蹦承┲匾问吧璞缸刺斐Ｊ�，联锁�；は低扯鳌５痹俅伟聪铝；ぐ磁ナ�，PLC自动使燃油、燃气速关阀复位，使联锁装置复位，待故障排除再点炉。
4.5程序点火与熄火保护
每台炉设一台就地点火控制柜，点火前所必需的设备及参数条件分别送往就地点火控制柜和PLC机柜，在就地点火控制柜上设有就地／�？匮≡窨�，可实现PLC程序点火和就地�？氐慊鹆街址绞�。当锅炉点火成功负荷达到70%以上，操作人员确定锅炉运行平稳后，按下设在控制盘上的保护投入按钮，PLC熄火保护程序投入工作。
4.6联锁�；は低�
本系统设定以下联锁�；は钅浚�
(1)当凝水中含油量超线时，开凝水排放阀；
(2)当燃油温度高时，关闭加热蒸汽阀；
(3)当燃油压力低时，开备用燃油泵；
(4)当汽包水位高时，开紧急放水电动门；当汽包水位超高时，停炉；
(5)当汽包水位低时，报警；当汽包水位超低时，停炉；
(6)当给水压力低时，开备用给水泵；
(7)当主蒸汽压力高时，开过热蒸汽集箱对空排汽电动门。
5、技术特点
(1) PLC控制系统的主、从式控制与两台工业控制机共同组成一个网络结构，这种集散型的PLC控制系统具有实时性高、运行可靠和结构配置合理的特点。
(2)采用Siemens公司的流程图组态软件制作系统流程图的模拟屏( MIMIC diagram)与实际系统的构成及状态相似，形象地表示出整个锅炉的当前运行状态，形成一个友好的人机界面，使运行人员的操作方便可靠。
(3) PLC主站及从站采用双CPU、双电源冗余结构，互为热备用，保证了系统的可靠运行。
(4)在锅炉燃烧调节回路中采用了先进的燃烧控制方法——双交叉限制燃烧控制方法，保证了锅炉在动态过程中燃料／空气配比合理，燃烧效率高。
