锅炉DCS系统
一、锅炉控制系统工艺概述
1 、锅炉控制工艺流程图
2 、锅炉控制方案
锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间，存在着许多交叉的影响，调节难度非常大。我们采用将系统控制分散成一个一个的闭环控制：给煤控制，送风控制，汽包液位控制，炉膛负压控制等。
a 给煤控制
锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保持经济燃烧和锅炉的安全运行。目前，中小型煤粉炉控制系统效果不佳主要体现在送风和给煤控制上。送风控制系统应与给煤控制相协调，控制在一定的风煤比，维持燃烧处在最佳经济状态。
其控制原理框图如下：
b 送风控制送风调节是通过负荷规则调节器实现“加负荷时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风的控制规则。其控制原理框图如下：
c 炉膛负压控制炉膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全有效运行。其控制原理框图如下：
d 汽包液位控制
锅炉给水自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并使汽包液位保持在工艺允许的范围内。液位控制是有以下三种：①单冲量控制，即以水位为唯一调节信号的单参数、单回路控制系统；②双冲量控制，即以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统；③三冲量控制，即以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号的三参数控制系统。其中三冲量调节系统还可分为三冲量单级调节和三冲量串级调节。三冲量串级控制系统控制原理框图如下：
三冲量串级控制系统控制原理框图
e 过热蒸汽出口温度控制
保证过热蒸汽出口蒸汽温度在允许的范围内，保护过热器，使过热器管壁温度不超过允许的温度范围。其控制原理框图如下：
过热蒸汽出口温度控制原理框图
3、锅炉的自动保护系统?
锅炉的保护系统是锅炉控制系统的重要组成部分。其保护内容取决于锅炉设备本身的结构、容量、技术特性和运行方式。一般设有汽压保护、汽包水位保护、锅炉灭火保护、连锁保护和紧急停炉保护等。
二、 DCS系统配置
锅炉DCS系统是一个专用于锅炉自动化控制的分布式集散控制系统。?
锅炉DCS系统以锅炉监控自动化为目标，节能增效，保护环境，改善工作条件，提高劳动效率。
锅炉DCS系统包括调度室管理层、工业Ethernet层、现场监控上位机、锅炉控制终端设备。实际系统结构可根据具体情况灵活配置。
1、锅炉控制终端设备
针对各种工业、民用、燃煤、燃气、燃油、水暖、蒸汽锅炉，山东三木自动化公司开发了一系列锅炉终端设备，以适应不同类型锅炉的具体控制要求。
锅炉控制终端设备完成实时燃烧控制、风量调节、汽包水位调节、水管压力控制、补水控制、水电煤耗累计、故障报警等。
分布式系统结构:一台锅炉配置一套锅炉控制终端设备，真正实现了分布式控制。
集成度高:集成了数字显示、报警、手/自动控制等传统仪表的功能，可简化仪表配置和布线。
功能强大，性能可靠:采用高性能的主控制器和I/O模块，能适应恶劣的工作环境。
强有力的编程工具:可以利用梯形图组态完成逻辑和顺序控制、数据运算、PID调节等，也可利用高级语言编程完成特殊的控制要求和复杂的数据计算。
2、锅炉监控上位机
一个供热车间的多个锅炉控制终端设备可以通过总线网络或工业以太网络，与现场监控上位机及热备机通信。
操作人员在上位机监视各个锅炉的运行状态、报警显示、曲线报表等，以及进行参数设定。
对锅炉运行的重要参数，如压力、温度、压差、流量等进行统计处理和保存，进行曲线显示、历史数据查询、报表打印等等。
上位机采用高性能工控机或工作站，可使用双机热备份。
3、工业Ethernet层
现场监控上位机加装网卡后，可以连接成工业Ethernet网络。在Ethernet网络层可以设置多锅炉监控站、维护站，以及网络打印机等。
根据对系统可靠性、安全性的要求，可选用不同程度的网络、服务器冗余设计。
4、调度室管理层
锅炉DCS系统提供MODEM专线、拨号网络或无线方式，使中央调度室的管理人员能够和几公里或十几公里之外分散的多个锅炉房通信，了解各个锅炉房的运行情况、仪表完好情况、锅炉炉况等。拨号网络方式可充分利用原有的电话线路，通过公用电话网将中央调度室和各个锅炉房连接起来，节省建设费用和周期，很适于对各个锅炉房每天的例行巡检。
三、监控中心的监视、管理功能
1、实时检测锅炉的运行参数
为全面掌握整个系统的运行工况，监控系统将实时监测并采集锅炉有关的工艺参数、电气参数、以及设备的运行状态等。系统具有丰富的图形库，通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上；除此之外，还能将参数以列表或分组等形式显示出来。?
2 、综合分析及发出控制指令
监控系统根据监测到的锅炉运行数据，按照设定好的控制策略，发出控制指令，调节锅炉系统设备的运行，从而保证锅炉高效、可靠运行。
3、诊断故障与报警管理
主控中心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号，从而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。为保证锅炉系统安全、可靠地运行，监控系统将根据所监测的参数进行故障诊断，一旦发生故障，监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来，这样，当报警发生时，操作员可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。所有报警和回路状态都记录在报警、事件日报中，以便于日后检索。各个测点的测量值偏离正常值到一定的程度都应视为异常，系统将发出报警。
4、历史记录运行参数
监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录，另外监控系统还设有专门的报警事件日志，用以记录报警／事件信息和操作员的变化等。
历史记录的数据根据操作人员的要求，系统可以显示为瞬时值，也可以为某一段时间内的平均值。历史记录的数据可有多种显示方式，例如曲线、特定图形、报表等显示方式；此外历史记录的数据还可以由以网络为基础的多种应用软件所应用。历史数据可归档保存或在光盘和磁盘中保存，归档后的历史数据可以由监控系统的软件很方便地调入。
5、计算运行参数
锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量，如年运行负荷量、蒸汽耗量、补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法，根据所测得的运行参数，将这些导出量计算出来。
1.1 DCS系统的总体要求 计算机监控系统将实时、全面了解热源、热网以及通讯网络的运行情况，将热负荷的变化趋势及时的反映到热源控制中心，根据热网的负荷预测结果对热源运行进行指导。满足热用户的需求，它是热源、热网安全可靠高效运行的保证。 锅炉燃烧系统调节的主要任务是保证锅炉的供热量，保证锅炉出水温度、流量等参数达到外网的需求，同时保证锅炉的安全运行。在此前提下，关键是如何保证经济燃烧，如何提高热效率这是热水锅炉节能降耗的关键也是控制的核心。而要做到节能降耗，关键是如何实现合理的、优化的进行给煤量调节、风煤比调节、鼓引风配比调节、循环水泵调节。综上所述要求投标单位对热水锅炉的过程控制进行详细阐述，包括热源与热网的统一性调节策略，并对节能降耗，经济运行的具体指标做书面承诺。 （1）要满足锅炉的安全可靠运行、优化控制、节约能源和保护环境。 （2）在自控系统的整体结上要满足：强化现场分布式控制功能的冗余结构现场总线连接。将“危险”最大限度的分散，实现真正意义上的“集中监测管理和分散控制”的总体设计。 （3）基于标准总线设计，控制设备靠近现场安装，节省配线和空间、省工、省时、省料，故障点大大减少，维护费用大大降低，系统安全可靠性得到根本性增强。并且中央权限控制可以调用所有的现场信息。 本DCS系统总体方案其结构共分三层：上位监控管理层，现场分布式控制层以及通讯层。 1.1.1上位监控管理层功能 （1）工程师站：主要用于自控系统维护和开发，它是全系统的最高级别，主要功能如下： ?控制系统的组态、调整、科学地安排生产和系统的经济运行； ?系统开发、系统画面的编辑和修改 ?通过通讯总线调出现场控制站的信息和数据，并且也可下装系统信息和数据至各控 制站 ?系统安全管理分配和权限级别 ?高级别的监视管理 ?工程师站设置了软件密码保护策略应用程序和系统数据库；，以防非工作人员擅自 改变控制 ?正常运行时，工程师站可作为操作员站使用； ?工程师站可对操作员站进行权限的限制和控制； （2）操作员站
锅炉控制系统简介 本锅炉控制系统设计遵循先进、可靠、安全、经济、适用、开放的原则。系统控制器采用DCS、计算机系统，能实现锅炉及辅机的热工控制、电气检测、联锁保护、自动调节及控制等，实现锅炉房生产过程控制自动化。 系统组成及技术要求 1系统组成 锅炉采用DCS控制系统集中监控，在锅炉房就地控制室内布置锅炉控制设备。整个锅炉系统的监视及控制功能将通过DCS控制系统实现，DCS将对锅炉系统所有被控对象进行监控，包括闭环控制、设备启、停控制，设备启停状态、远方/就地切换、主要工艺参数的监视（数据采集、LCD画面显示、参数处理、越限报警、制表打印等），并完成设备的连锁保护。机组正常运行时，运行人员主要在锅炉房就地控制室中通过LCD液晶显示器、键盘、鼠标来完成锅炉系统控制功能，只有非正常状态下，运行人员通过就地手操进行控制。 锅炉控制系统采用一套带冗余配置的DCS系统控制器及操作员站，实现对锅炉系统的集中监控，能对锅炉系统进行按键操作的全自动启动和停止的控制。控制系统由下述几部分组成：传感器、变送器，调节器及电动执行器等。同时系统能实现 对重要设备的手/自动切换和必要的手操功能。 锅炉自动调节系统包含下列项目： a 汽包水位自动调节； b 炉膛压力自动调节； c 蒸汽温度自动调节； DCS控制系统按dcS系统进行设计，其系统的配置及主要特性如下： 2、控制方式 采用集控、单机控制方式，集控方式下可以通过操作员站
的键盘和鼠标，对主、辅机设备进行启停，并由联锁功能；对各调节回路进行手动和自动控制；在手动方式下，通过备用操作盘启停设备和用硬手操对调节回路进行控制。系统主要运行在集控方式，只有控制系统故障时才在单机方式下运行。 集控方式下控制的设备有：引风机，鼓风机，给煤机，给水泵等。集控方式下的调节回路有：锅炉喂煤调节，炉膛负压调节，主蒸汽温度自控调节、汽包水位三冲量调节等。 3、主要画面监视及操作功能： 流程图参数显示 调节回路操作显示 电机控制显示 顺序启停操作 事件、报警显示 趋势记录显示保护报警显示 信号一缆表显示报表打印
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
一：概述 xxxx电气是暖通、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，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：工控机采用研华品牌，P4,512MB存，250G硬盘，DVD光驱，显示器采用22寸DELL 液晶显示器
DCS控制系统设计 一．被控对象： 图1 锅炉设备工艺 二．工艺要求 燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱，排入大气。 三．DCS选型 本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。 四．硬件 ①控制站硬件 1.机柜：SP202 结构：拼装 尺寸：2100*800*600 ESD：防静电手腕 散热：两风扇散热 接地：工作接地，安全接地 2.机笼 电源机笼：四个电源模块，型号：XP521 I/O机笼：20个槽位，用于固定卡件 3.接线端子板 冗余端子板：XP520R 4.端子转接板 5.主控卡：XP243X 地址范围：2到127。 后备锂电池模块：JP2，保持参数不丢失。 6.数据转发卡：XP233
地址范围：0到15 7.I/O卡件 (a)I/O点数计算 Ⅰ.锅炉控制系统中数字量输入点数： 启动；停止；点火；手动关闭蒸汽阀 以上共计四个数字量输入。 Ⅱ.锅炉控制系统中数字量输出点数： 给风；1号风机；给燃料；2号风机；蒸汽阀 以上共计五个数字量输出。 Ⅲ.锅炉控制系统中模拟量输入点数： 汽包液位、温度、压力。 以上共有三个模拟量输入（为了使模拟信号可以远传，变送器均选择电压式）。 (b)卡件选择 Ⅰ.XP363：触点型开关量输入卡。8路输入，统一隔离。 Ⅱ.XP362：触点型开关量输出卡。8路输出，统一隔离。 Ⅲ.SP314X:电压信号输入卡。4 路输入，点点隔离，可冗余 Ⅳ.XP221：电源指示灯。 ②操作员站硬件 1.PC机： 显示器；主机；操作员键盘，鼠标；操作员站狗； 2.Windows XP操作系统 3.安装Advan Trol-Pro实时监控软件。 ③工程师站硬件 1.PC机 显示器；主机；工程师键盘，鼠标；工程师站狗 2.工程师站硬件可以取代操作员站硬件 3.Windows XP操作系统 4.安装Advan Trol-Pro实时监控软件 5.安装组态软件包 ④通信网络 (a)信息管理网 通讯介质：双绞线（星形连接），50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆（总线形连接，带终端匹配器），光纤等； 通讯距离：最大 10km； 传输方式：曼彻斯特编码方式； (b)过程控制网络（SCnet Ⅱ网） 传输方式：曼彻斯特编码方式； 通讯控制：符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议； 通讯速率：10Mbps； 节点容量：最多 15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站； 通讯介质：双绞线，50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆、光缆；
基于DCS的燃气锅炉自动控制系统 作者：李婕姝杨润清来源：v黑龙江科技信息发布时间：2010-1-26 17:29:14 [收藏] [评论] 基于DCS的燃气锅炉自动控制系统 1 工艺介绍 本锅炉系统主要通过燃烧高炉煤气和焦炉煤气为某钢铁公司1000M3高炉提供动力,并季节性提供工业用暖。锅炉主要包括煤气（高炉煤气、焦炉煤气）系统、炉体部分、对流受热面（汽包及冷却壁，I、II 过热器，I、II省煤器，I、II空气预热器）、点火器、送引风设备等组成。 按照各部分的功能大致分为汽水系统、风烟系统、燃烧系统、减温减压及公用系统几个子系统。 本控制系统主要控制锅炉及相关辅助设备的生产过程，使其符合工艺所要求达到的蒸汽温度（450℃）、压力（3.82MPa）、流量（130t/h）、纯度（过热蒸汽）。 1.1 汽水系统 汽水系统是供给锅炉保护和产生蒸汽的除氧水，生成载热的过热蒸汽送到汽机膨胀做功或者经过减温减压后供热。来自除氧给水系统的除氧水经过调节后送到I、II省煤器预热，然后送到锅炉汽包和与汽包相连的锅炉冷却壁中，经过锅炉燃烧生成的高温烟气的加热生成不饱和蒸汽，不饱和蒸汽经过I级过热器、I级过热器蒸汽集箱，经过喷水减温器减温处理后，再经过II级过热器、II级过热器蒸汽集箱后生成饱和的过热蒸汽，然后送到蒸汽母管,一部分送到汽机膨胀做功，一部分进入减温减压系统, 一部分提供除氧汽动给水泵做功给水。 1.2 风烟系统 空气（冷风）经过净化后通过1#、2#送风机送到I、II空气预热器中进行预热成为热风，热风送到热风烧嘴和煤气混合燃烧;高炉煤气和焦炉煤气通过高炉煤气管道和焦炉煤气管道送到燃烧喷嘴和热风混合 燃烧，生成高温烟气，加热锅炉汽包中的除氧水使之成为不饱和蒸汽，然后高温烟气依次通过I过热器、II过热器、II省煤器、II空气预热器、I省煤器、I空气预热器将不饱和蒸汽加热成为高温高压的饱和蒸汽，并预热送到锅炉汽包中的除氧水和送到锅炉炉膛中的空气，最后通过引风机引至烟囱中排放。 1.3 燃烧系统 高炉煤气由外部接入，分为4路，分别进入锅炉的4个角（每角4个燃烧喷嘴），参与燃烧;进入锅炉和高炉煤气混合燃烧的热风分别进入锅炉的4个角（每角4个燃烧喷嘴），参与燃烧;焦炉煤气由外部接入，分为4路，分别进入锅炉的4个角（每角2个燃烧喷嘴），参与燃烧。正常情况下，燃料为高炉煤气，焦炉煤气只是在点火的时候用到，平时只是作为保安气（作为锅炉燃烧过程中的炉膛温度低时保护气）。 燃烧过程中通过热电偶和火焰观测器来检测炉膛温度变化。通过调节高炉煤气、焦炉煤气、风的配比来调节锅炉炉膛温度（燃料配比一般为100%高炉煤气，另外也有80%——90%高炉煤气加20%——10%焦炉煤气或者50%焦炉煤气）。整个燃烧过程中炉膛温度控制在1100±10℃左右。 1.4 减温减压及公用系统 本锅炉产生的过热蒸汽大部分送到汽机做功给高炉供风，其余的一部分送到中温中压联络管，另一部分送到1#、2#减温减压器经过工业水的减温减压后变为低温低压蒸汽，一部分送到厂区供热，另一部分通过加热蒸汽母管送到除氧器，一部分提供除氧汽动给水泵做功给水。 2.系统配置 2.1 DCS系统 计算机集散控制系统（DCS）由上位系统和下位系统组成。上位系统采用工业控制计算机，用Siemens 组态软件WinCC完成现场数据的实时显示、存储、报警处理、打印及控制参数设定。下位系统由Siemens PLC 构成，与现场设备相连。上位系统和下位系统之间的通讯采用Ethernet方式，其最高传输速率可达 10-100Mbit/s，完全满足对数据实时监控的要求。自动控制系统采用S7 400 系列PLC硬件组成基础自动
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：
锅炉dcs控制系统 锅炉dcs控制系统概述集散控制系统（DCS）又名分布式计算机控制系统，是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT技术、图形显示技术及人机接口技术相互渗透发展而产生的。DCS既不同于分散的仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，而是克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。它具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点，能提高生产自动化水平和管理水平，降低能源消耗和原材料消耗，提高劳动生产率，保证生产的安全，创造最佳的经济效益和社会效益。 锅炉dcs控制系统功能1、计算机数据采集及实时显示 现场的信号包括模拟量和开关量，模拟信号主要有锅炉出水温度、锅炉出水压力、锅炉出水流量、炉膛温度、炉膛负压、锅炉排烟温度、室外温度、锅炉回水温度、回水压力等;开关信号主要有各种连锁信号、手动和自动切换信号、手动和自动温度设定信号、消除报警信号、各个电机的工作信号及其他需要采集的信号。以上数据进入计算机，经过运算处理，可以在显示器实时显示。同时将以上数据进行处理，还可以完成查询、检索、统计、报表、打印等功能。 2、锅炉供暖系统的自动/手动控制 锅炉供暖系统手动控制时主要起数据采集及实时显示作用，当采集的数据出现异常时，系统将发出声光报警，设备的运行由操纵者现场控制，适合于设备调试;自动运行时，系统除了具有与手动运行方式相同的数据采集及实时显示作用外，还具有自动控制功能，根据检测的反馈信号，控制锅炉在最佳工作状态下运行，实现节煤、节电、节水、减人、增效的目的。 手动控制优先级最高，当手动/自动转换开关处于手动时，控制器的控制被屏蔽，现场设备可就地在手操器实现开、停等人工操作;当手动/自动转换开关处于自动时，设备的全部控制过程由控制器来完成。手动/自动具有无扰动切换功能。
锅炉控制方案 锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间，存在着许多交叉的影响，调节难度非常大。我们采用将系统控制分散成一个一个的闭环控制：给煤控制，送风控制，汽包液位控制，炉膛负压控制等。 a 给煤控制 锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保持经济燃烧和锅炉的安全运行。目前，中小型煤粉炉控制系统效果不佳主要体现在送风和给煤控制上。送风控制系统应与给煤控制相协调，控制在一定的风煤比，维持燃烧处在最佳经济状态。 其控制原理框图如下： b 送风控 制 送风调节是通过负荷规则调节器实现“加负荷时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风的控制规则。其控制原理框图如下：
c 炉膛负压控 制炉膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全有效运行。其控制原理框图如下： d 汽包液位控制 锅炉给水自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并使汽包液位保持在工艺允许的范围内。液位控制是有以下三种：①单冲量控制，即以水位为唯一调节信号的单参数、单回路控制系统；②双冲量控制，即以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统；③三冲量控制，即以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号
的三参数控制系统。其中三冲量调节系统还可分为三冲量单级调节和三冲量串级调节。三冲量串级控制系统控制原理框图如下： e 过热蒸汽出口温度控制 保证过热蒸汽出口蒸汽温度在允许的范围内，保护过热器，使过热器管壁温度不超过允许的温度范围。其控制原理框图如下： 锅炉的自动保护系统锅炉的保护系统是锅炉控制系统的重要组成部分。其保护内容取决于锅炉设备本身的结构、容量、技术特性和运行方式。一般设有汽压保护、汽包水位保护、锅炉灭火保护、连锁保护和紧急停炉保护等。 DCS系统配置 锅炉DCS系统是一个专用于锅炉自动化控制的分布式集散控制系统。? 锅炉DCS系统以锅炉监控自动化为目标，节能增效，保护环境，改善工作条件，提高劳动效率。 锅炉DCS系统包括调度室管理层、工业Ethernet层、现场监控上位机、锅炉控制终端设备。实际系统结构可根据具体情况灵活配置。 1、锅炉控制终端设备 针对各种工业、民用、燃煤、燃气、燃油、水暖、蒸汽锅炉，山东三木自动化公司开发了一系列锅炉终端设备，以适应不同类型锅炉的具体控制要求。 锅炉控制终端设备完成实时燃烧控制、风量调节、汽包水位调节、水管压力控制、补水控制、水电煤耗累计、故障报警等。 分布式系统结构:一台锅炉配置一套锅炉控制终端设备，真正实现了分布式控制。
第10卷第23期2010年8月167121815(20102325744204 科学技术与工程 Science Technol ogy and Engineering Vol 110No 123Aug 12010 Ζ2010Sci 1Tech 1Engng 1 动力技术 基于P LC 的工业锅炉的DCS 系统设计 吴明亮魏莉莉3 余淑荣肖林海黄健康 1 (兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室和兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点试验室1,兰州730050 摘要随着现代化工业的飞速发展,对能源利用率的要求越来越高,由于工业锅炉在生活中使用广泛,其控制和管理要求也越来越高。介绍了两台供暖锅炉控制系统的DCS 系统设计,控制系统运用P LC 实现整体控制,运用变频器调节鼓风、引风和炉排电动机,运用工业计算机实现上位机监控,利用P LC 的P I D 功能,对锅炉系统采用先进的控制技术,不仅能够实现安全生产的目的,还能够节煤节电并能使排放更环保,具有很好的市场发展空间和投资收益前景。关键词锅炉分散控制系统P LC W inCC 中图法分类号TK323;文献标志码 A 2010年5月11日收到
第一作者简介:吴明亮(1965—,男,硕士,副教授,研究方向:人工智能,计算机控制和复杂工艺过程控制。 3 通信作者简介:魏莉莉(1984—,女,硕士生,研究方向:人工智 能,计算机控制。 在我国,除了少数大中型锅炉采用了先进的控制技术外,绝大多数中小企业所用的锅炉,大部分还停留在选用仪表和继电器控制,甚至还是人工操作,已无法满足要求 [1] 。因此,对锅炉控制系统采 用先进的控制技术,不仅能够实现安全生产的目的,还能够节煤节电并能使排放更环保,具有很好的市场发展空间和投资收益前景。锅炉DCS (分散控制系统D istributed Contr ol Syste m 自动控制,是近年来开发的一项新技术,它是计算机软件、硬件、自动控制、通讯网络和锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。采用控制算法和DCS 进行控制,可以有效提高工业锅炉的热效率、降低耗煤量、降低耗电量,是一件具有深远意义的工作 [2] 。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。DCS 控制的锅炉控制系统中,包含两台鼓风机、两台引风机、两台炉排机共六
摘要：针对原设计的保安电源和给水泵电气控制存在的问题，重新配置了保安电源等硬件设施，通过DCS系统实现了锅炉给水泵的自动控制。有效防止了停电事故造成锅炉缺水而引发的安全事故。 关键词：锅炉给水泵;DCS系统;自动控制 0 前言 锅炉给水泵是为锅炉提供水的关键设备，锅炉缺水会引起锅炉爆炸的重大安全事故。而我厂地处雷区，雷击造成停电事故经常发生。所以实现锅炉给水泵自动控制，对确保锅炉给水泵的正常运行，防止锅炉出现缺水事故，对硫酸厂的安全生产都具有十分重要的意义。 1 原给水泵电气控制存在的问题 1．1供电问题：本硫酸厂有一路35kV主供电线路，一路6kV备用的保安电源，一组3000kW余热发电机组。当35kV主供电线路和发电机组出现事故跳闸时，备用的保安电源大约需要2O分左右才能提供，而我厂实测发现蒸汽包的液位在6分钟左右从80％下降为零。所以原设计备用的保安电源根本无法做到保安电源的作用。供电问题对生产存在重大安全隐患。 1．2 电气控制问题：给水泵有两台，互为备用，给水泵的电气控制是一个简单的手动控制回路．出现故障跳闸时，必须人工到现场重新起动，增长了重新起动的时间。 2 保安电源硬件重新配置 2．1购买了一台瑞典VOLVO柴油发电机，型号：HC．1444DI，视在功率：260KVA。该机组具有操作简便、保护可靠、油机状态精确显示、密码保护菜单、提供友好的人工操作界面、精确的电压、电流检测以及时间编程等功能。机组控制采用加拿大MEC2控制系统．机组正常运行时显示水温、油压、转速、电池电压、电压、电流、视在功率等参数。故障发生时，显示故障原因和报警，必要时能自动停机。开机有手动操作和自动操作。手动操作时，先按下RUN起动按钮，机组按设定的程序完成启动、升速、升到一定的转速后．合闸，对负载进行供电。如需停机，则按OFF即可。自动操作时，先按一下AUTO按钮，使机组进入自动待机状态。当市电失电，自起动信号输入后，机组按设定程序延时、启动、升速、进入正常工作状态。当市电恢复时，机组进入冷机程序．空载运行1min后自动停机。
爱默生新版DCS控制系统OVATION-XP的可靠性分析和故障预防 一、引言 近年来，DCS在火电厂过程控制领域的应用水平得到了迅速提高，DCS从单一功能向多功能、一体化方向发展，目前我国主力发电设备300MW等级火电机组大部分都采用了先进的集散控制系统。河津发电厂二期工程2×300MW机组为国产引进型燃煤火电单元机组，安装两台哈尔滨汽轮机厂生产的300MW亚临界、一次再热、单轴、双缸(高中压缸合缸)双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。锅炉型式为哈尔滨锅炉有限责任公司生产的亚临界参数、切圆燃烧、自然循环汽包锅炉。 DCS采用了爱默生过程控制公司的最新OVATION-XP版控制系统，极大地改善了机组运行环境，提高了热工自动化水平，便于热控设备的维护管理，特别是在硬件系统的开放性、接口的灵活性、模块化的设计、在流程画面的汉化、控制策略的修改、历史趋势的记录及事故分析方面优势非常明显。但是由于对DCS系统的了解不够以及DCS系统本身的特性，为了预防运行过程中或多或少出现影响机组安全与可靠性的故障，在这里笔者参照DCS系统通常的故障情况，针对OVATION-XP版系统进行可靠性分析和故障预防。 二、可靠性分析及注意事项 DCS系统的可靠性是指在规定的工作条件下和规定的时间内，系统成功地完成规定功能的能力，它是对一套控制系统的综合评价。DCS系统的可靠性与DCS本身的内在质量，也与使用环境条件和运行维护水平有关，而DCS系统故障是一种固有顽症，不管是进口系统还是国产系统都或多或少会出现，调试和维护的工作目的是要让这种现象发生的最少。引起故障的原因各种各样，我们要分析这些原因逐一采取预防措施，以下是引起DCS系统故障的原因的分析及其预防措施。 (1)配置了冗余结构 就目前运行的DCS系统来看，不管是通讯网络、服务器还是现场控制器DPU，都配置了冗余结构，"虽然加大了硬件设备成本和消耗费用，权衡其利害关系，不难得出冗余措施在维持机组安全、稳定方面起到了很大的作用，在发电企业中的广泛应用是毋庸置疑的。但是有一点，当主设备发生故障，热备份状态的冗余设备就必须顶上工作，可目前集团公司所辖发电厂部分机组DCS系统冗余设备的切换就不是很好，有的不能切换，有的自己来回乱切，河津电厂一期工程两台机组采用的日本三菱DIASYS-UP控制系统的DAS服务器也经常出现该情况。这个问题希望各厂家切实解决是非常重要的事情，它是降低DCS系统故障的关键。 OVATION-XP系统在Ovation数据网络、以太网(Ethernet)网络、Ovation控制器、Ovation I/O模块、系统供电电源、处理器电源分配模块、操作员工作站、网络服务器和集线器等方面使用了冗余组态方式，以求获得较高的系统可靠性。当发生下列情况，系统可启动"自动越过功能"，无扰动越过故障，包括:①控制处理器故障;②网络控制器故障;③I/O接口故障; ④控制处理器的电源被拉开；⑤控制处理器复位;⑥网络部分断线。就目前Ovation其他版本的应用情况来看，备用系统的切换平稳、可靠。Ovation系统的冗余故障预防方面仅需检修和运行人员熟悉系统各部件上的指示灯、声光报警、状态信息图，及时做出准确判断，并对故障部分进行处理和备用恢复。 (2)通讯故障 引起DCS系统故障的另一重要原因是通讯故障。 首先，是通讯负荷过重。该现象较为隐蔽，机组运行操作不频繁时，通讯正常。而操作多时，引起通讯堵塞，通常为事故紧急处理时操作很多。例如:河津电厂一期的DCS覆盖面相对比要少，进行逻辑组态分配时，又严格控制各DPU站的负荷率，保证了数据通讯余量，该
锅炉DCS系统 一、锅炉控制系统工艺概述 1 、锅炉控制工艺流程图 2 、锅炉控制方案 锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间，存在着许多交叉的影响，调节难度非常大。我们采用将系统控制分散成一个一个的闭环控制：给煤控制，送风控制，汽包液位控制，炉膛负压控制等。 a 给煤控制 锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保持经济燃烧和锅炉的安全运行。目前，中小型煤粉炉控制系统效果不佳主要体现在送风和给煤控制上。送风控制系统应与给煤控制相协调，控制在一定的风煤比，维持燃烧处在最佳经济状态。 其控制原理框图如下： b 送风控制送风调节是通过负荷规则调节器实现“加负荷时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风的控制规则。其控制原理框图如下：
c 炉膛负压控制炉膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全有效运行。其控制原理框图如下： d 汽包液位控制 锅炉给水自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并使汽包液位保持在工艺允许的范围内。液位控制是有以下三种：①单冲量控制，即以水位为唯一调节信号的单参数、单回路控制系统；②双冲量控制，即以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统；③三冲量控制，即以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号的三参数控制系统。其中三冲量调节系统还可分为三冲量单级调节和三冲量串级调节。三冲量串级控制系统控制原理框图如下： 三冲量串级控制系统控制原理框图 e 过热蒸汽出口温度控制 保证过热蒸汽出口蒸汽温度在允许的范围内，保护过热器，使过热器管壁温度不超过允许的温度范围。其控制原理框图如下：