燃气蒸汽锅炉 DCS控制系统.docx

河南XXX工业有限责任公司锅炉房3台IOT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限制的高科技股份制公司，是国内最大的锅炉电脑限制器厂家。XX公司于1995年在全国领先推出锅炉电脑限制器，至今已发展到全系列燃煤、燃油（气）和电热锅炉的电脑限制、P1.C限制、小型和大型DCS限制和供暖节能限制，限制锅炉的吨位达到150th,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IOOO家国内锅炉厂和11家外资锅炉厂配套运用，已成为我国锅炉限制的主流产品和闻名品牌，是中国锅炉行业“工业锅炉限制标准”起草单位。公司资质：中国锅炉行业“工业锅炉限制标准”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、限制对象和设备IOT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、目前尚无锅炉限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限制厂家。2、我国工业锅炉限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、本限制方案依照国家有关标准和规程及XXXX公司企业标准编制，全面满意招标方要求。四：系统设计原则我方在进行本限制系统设计时，将严格遵循以下系统设计原则：平安性原则：由于锅炉属于压力容器，而且工作环境比较恶劣，因此，限制系统首先要保证的就是锅炉系统运行的平安性，这是首要设计原则。为了达到平安的目的，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平安。牢靠性原则：牢靠性原则是针对限制系统的平安而言的，同样是为了保证锅炉的平安运行，在限制系统设计时，要留意限制的层次和相应层次的操作等级、权限。目前，国际上普遍认同的牢靠限制系统分为三个等级：计算机上位监控子系统、实时限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限制系统。科学性原则：科学性原则是指限制系统中选用的一次、二次仪表、P1.C等产品都属于目前国内和国际上的主流产品，同时，限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，要尽量保证限制系统符合国际上自动化限制系统的发展方向，保证本限制系统在5-10年内仍属于比较先进的锅炉限制系统。五、限制方案依据燃气锅炉的运行特点，锅炉限制系统限制采纳小型分布式限制系统，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作为锅炉及辅机限制系统，一次仪表信号分别送入P1.C,由P1.C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，依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限制系统肯定平安牢靠。拓扑图如下：上位机：I/O数据处理、回路限制和依次限制、完成面对过程的全部监测、调整和运算功能。包括温度、压力的显示、各种困难调整和先进限制算法，各种电机的起停等限制，相关设备运行状态的监控及连锁爱护等。P1.C柜：现场数据采集及简洁处理、现场执行机构驱动。操作员站及工程师站：工控机采纳台湾研华品牌，P4,512MB内存，250G硬盘，DVD光驱，显示器采纳22寸DE1.1.液晶显示器OSM交换机（1台）：M0XA；S7-300系列P1.C1套，10寸触摸屏1台S7-200系列P1.C3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W1.NDOwSXP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。主控单元的回路限制功能包括各类限制算法功能及功能模块包含用户所需各种功能模块。锅炉限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、平安、快速及稳定的运行。六、系统构成多锅炉、多机组集散限制系统，严格依据工业限制标准和锅炉平安要求原则设计。软硬件采纳面对对象的模块化设计，平安牢靠。层次设计，共三层： 一层一一现场传感器及执行器温度、压力、液位等一次仪表采纳闻名品牌器件，保证锅炉各项工况参数实时精确检测。 二层一一现场锅炉限制柜锅炉现场限制柜干脆限制各锅炉的运行。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（P1.C限制柜+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。 三层一一中心限制柜完成系统的整体管理及监控，是系统的核心。对外及工作人员交互信息，对内完成监控及管理任务。依据“指令”和“数据”适时管理及限制锅炉运行。P1.C限制系统七：下位机限制功能：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；登录画面用户名:密砾I用户级别:I观查员I.百他.确定I念：一命I水松:一oi1.!:（iopni-1ei：otP?w1.iJrH示意图7.2 :工作状态显示功能：状态:待命I水位：压力：OO(MR:0可停止燃烧m叫13：47“状态”是当前限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：限制器检测发觉出故障时，除弹出显示报警画面外，故障发生的时间、故障复原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。不意图7.4 ：实时故障记录：限制器检测到故障时，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复原为“待命”状态。示意图7.5：时间设置功能:示意图7.6 ：参数设置功能；设定排烟报警温度值等设定值。此画面还显示燃烧器累计运行时间。系统参数设定3蒸汽压力停炉报警值：1.oOMPa停炉压力：0.80MPa扇炉压力：0.40MPa排烟温度高报警值：260C汽包水位极低报潜：-75mm通讯站号：0累计运行：0小时伏'1.':-84m.n."高"MPam%MrC八业K1.441不意图7.7 给水泵变频限制功能：给水泵操作有“启动”、“停止”、“手动/自动”、三个按钮，同时依据用户的操作，画面动态显示给水泵的工作状态、手自动状态和主备状态。按“变频手动/变频自动”按钮，给水泵原为手动状态就转变为自动状态，原为自动状态就转变为手动状态。变频器在手动状态下，通过“手动给速”参数设置变频器速度。在自动状态下，依据“汽包水位设定”及P1.D参数自动调整水泵转速。给水泵操作水位设定0tm采样时间TS5.0秒比例增益KC1.0枳分时间T1.10.00 分微分时间TD0.00 分死区2 %手动给速0 %给定速度25 %PID调1,参数I变顿手动11于动运行11F动停止11mHiII状态:报警I水位:175n乐力：0.00W喃单烟：O匕|停止燃烧打623R示意图7.8 ：燃烧器手自动限制功能：待命状态下，在确认无故障报警条件下可手动启动燃烧器。在主画面上按燃烧器，输入工艺员用户名及密码，可进入“燃烧器操作”画面。$转述反馈故障水位过低报警蒸汽魔力控制器岛根臀指烟没女也想：R故修水泵变妆器M燃烧器操作画面U-i¼f5unK力:OoOMPa?I如0C仔山燃烧打叫1400E示意图7.9 9液位限制：液位限制由用差压变送器将模拟信号上传至P1.C实现电动调整阀进行PID限制、上下限报警及连锁；高信号稳定牢靠。过压强；可满意各种恶劣工业环境。7.10除氧器限制：1）除氧水泵限制：依据除氧器液位来限制泵的启停。2）除氧器液位调整：依据除氧器实际液位及设定除氧器液位的差值，通过PID计算自动调整液位调整阀开度，从而保持除氧器液位在设定的液位。3）除氧器压力调整：依据除氧器实际压力及设定除氧器压力的差值，通过PID计算自动调整压力调整阀开度，从而保持除氧器压力在设定的压力。4）除氧器出水水温调整：依据除氧器实际出水水温及设定除氧器出水水温的差值，通过P1.D计算自动调整加热蒸汽调整阀开度，从而保持除氧器出水水温在设定的温度。5）软水箱液位调整：依据软水箱实际液位联锁限制软水箱补水阀的开闭，是软水箱液位限制在要求范围之内，保证锅炉用水须要。7.11 燃烧器限制（比例调整） 限制系统进入上班时检测锅炉水位，当锅炉水位正常时，才能开启燃烧器； 燃烧器启停由锅炉蒸汽压力限制，蒸汽压力下限、上限值由用户设定； 当锅内蒸汽压力低于设定的蒸汽压力下限值时，限制器输出开启燃烧器电源，燃烧器启动点火程序、同时进入燃烧负荷比例调整状态（燃烧器比例调整仪），此时由蒸汽压力干脆调整燃烧负荷量； 当锅炉蒸汽压力大于设定的蒸汽压力上限值时，限制器输出停止燃烧信号，燃烧器进入燃烧负荷比例调整关闭状态，直至停止燃烧。7.12 本系统能直观显示和报警（声光）处理以下内容：1）燃烧器熄火故障及爱护2）燃气压力高、低声光报警及爱护3）锅炉蒸汽压力超高故障及爱护4）锅炉水位极低故障及爱护5）锅内水位超高故障及爱护6）燃气的泄露故障及爱护7）排烟温度监测及爱护8）蒸汽压力监测及传感器故障爱护9）系统断电监测及爱护10）电机过载、过流监测及爱护7.13平安爱护措施 下列状况锅炉必需紧急停炉：蒸汽压力超高故障、锅炉水位极低故障、燃烧机熄火故障、燃气压力异样（凹凸故障），系统出现这类故障，需人工复位才能再次运行； 燃烧熄火故障爱护：燃烧器假如因各种缘由不能正确点火或燃烧过程中出现熄火，电脑限制器“熄火故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备； 锅炉水位极低爱护：系统运行过程中，当锅炉水位低于设定的极限低水位时;电脑限制器“水位极低故障”声光报警指示，联锁全部受控设备； 蒸汽超压爱护：系统运行过程中，当锅炉蒸汽压力大于设定平安运行压力时,电脑限制器“蒸汽超压故障”声光报警指示，联锁全部受控设备； 锅炉水位极高爱护：系统运行过程中，当锅炉水位高于设定的极限高水位时;电脑限制器“水位超高故障”声光报警指示，联锁给水设备； 燃气压力低爱护：当供气压力低于燃烧器正常工作气压范围时，电脑限制器“燃气压力低故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备； 燃气压力高爱护：当供气压力高于燃烧器正常工作气压范围时，电脑限制器“燃气压力高故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器设备； 排烟温度超温爱护：系统运行过程中，当实际排烟温度超过设定的烟道超温温度时，电脑限制器“排烟超温故障”声光报警指示，联锁关闭燃烧器； 断电故障爱护：系统运行过程中，出现供电断电系统自动切断输出设备，再次供电时，