利用DCS的過熱汽溫系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、利用DCS的過熱汽溫系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、集散控制系統(tǒng)分析集散控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散控制系統(tǒng)。自70年代中期第一套集散控制系統(tǒng)問世以來,集散控制系統(tǒng)己經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,越來越多的儀表和控制工程師已經(jīng)認(rèn)識到集散控制系統(tǒng)必將成為過程工業(yè)自動(dòng)控制的主流。集散控制系統(tǒng)的主要特性是它的集中管理和分散控制,而且,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)己經(jīng)使集散控制系統(tǒng)不僅主要用于分散控制,而且向著集成管理的方向發(fā)展。系統(tǒng)的開放不僅使不同制造廠商的集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品可以互相連接,而且使得它們可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。DCS集散式溫度控制系統(tǒng)圖二、DCS系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)調(diào)研(1操作員站及工程師站

2、:CPU P850以上內(nèi)存128M以上硬盤40G以上軟驅(qū) 1.44M以太網(wǎng)卡INTEL 100M×2塊加密鎖組態(tài)王加密鎖鼠標(biāo)軌跡球鍵盤工業(yè)薄膜鍵盤顯示器21寸顯示器分辨率1280×1024過程控制站:CPU P850以上內(nèi)存128M以上硬盤40G以上電子盤8M以上軟驅(qū) 1.44M以太網(wǎng)卡INTEL 100M×1塊串行通訊卡485卡×1塊(可選(2I/O站技術(shù)指標(biāo)1EF4000網(wǎng)絡(luò)EF4000網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)指標(biāo)如下:掛網(wǎng)主站數(shù)31掛網(wǎng)模塊數(shù)100(不帶網(wǎng)絡(luò)中繼器,最多240基本傳輸距離 1.2MBPS時(shí)500m,312.5KBPS時(shí)1600m允許中繼級數(shù)4

3、級雙網(wǎng)冗余具備兩個(gè)通信口互為冗余的功能網(wǎng)絡(luò)通訊方式半雙工同步傳輸介質(zhì)聚乙稀雙絞線網(wǎng)絡(luò)隔離度500Vrms通信物理層全隔離、全浮空、平衡差動(dòng)傳輸方式有效傳輸字節(jié)不小于34K字節(jié)/S(1.25MBPS通訊速率2通訊網(wǎng)卡主要技術(shù)參數(shù)型號EF-4000網(wǎng)絡(luò) EF4001安裝方式計(jì)算機(jī)PC總線擴(kuò)展插槽插卡安裝尺寸160×75mm宿主計(jì)算機(jī)具有AT插槽的IBM-PC及其兼容機(jī)I/O地址硬件任選100、120、140、160、180、1A0、1C0七種中斷向量軟件任意設(shè)定IRQ3、5、7、10、11、12、15或不使用耗電不大于1W工作方式連續(xù)可靠性指標(biāo)MTBF80000Hr運(yùn)行環(huán)境溫度060C&

4、#176;,相對濕度80%3模擬量輸入前端模塊型號EF4101輸入通道數(shù)16路通道隔離電壓400V(峰峰值網(wǎng)絡(luò)隔離度500Vrms通道采樣時(shí)間80mSA/D分辨率17位測量精度0.2%被測信號類型T/C、RTD、mV、mA4模擬量輸出前端模塊型號EF4601輸出通道數(shù)6路(全隔離通道隔離電壓500V網(wǎng)絡(luò)隔離度500Vrms電壓輸出范圍-10V +10V電流輸出范圍0 20 mA控制精度0.2級5數(shù)字量輸入前端模塊型號EF4201輸入通道數(shù)28路通道隔離電壓350V網(wǎng)絡(luò)隔離度500Vrms計(jì)數(shù)速率500次/秒(低頻通道計(jì)數(shù)速率8000次/秒(高頻通道事件分辨率1mS(低頻通道計(jì)數(shù)長度24位(三字

5、節(jié)測頻范圍0 Hz 8000 Hz(高頻通道6數(shù)字量輸出前端模塊型號EF4203輸出通道數(shù)16路(EF4203通道隔離電壓350V網(wǎng)絡(luò)隔離度500Vrms結(jié)點(diǎn)開關(guān)電流100 mA結(jié)點(diǎn)開關(guān)電壓350 V結(jié)點(diǎn)隔離電壓350 V結(jié)點(diǎn)閉合時(shí)間0.6 mS結(jié)點(diǎn)斷開時(shí)間0.15 ms7執(zhí)行器脈沖控制單元輸出結(jié)點(diǎn)電壓380 V輸出結(jié)點(diǎn)電流5A系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用國際上通用的Ethernet 網(wǎng),通信速率為100Mbps,遵循IEEE 802.3協(xié)議。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可直接與其他Ethernet網(wǎng)通信系統(tǒng)連接,也可掛接PC機(jī)作為網(wǎng)關(guān)連入廠級信息管理系統(tǒng),加上管理功能,可方便地構(gòu)成CIMS系統(tǒng)。系統(tǒng)的可靠性:過程控制站冗余配置

6、、自動(dòng)檢測和自動(dòng)進(jìn)行無擾動(dòng)切換;網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器冗余配置、自動(dòng)檢測和自動(dòng)進(jìn)行無擾動(dòng)切換;現(xiàn)場總線層通訊網(wǎng)絡(luò)冗余配置、自動(dòng)檢測和自動(dòng)進(jìn)行無擾動(dòng)切換;系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)冗余配置、自動(dòng)檢測和自動(dòng)進(jìn)行無擾動(dòng)切換;系統(tǒng)供電電源冗余配置、自動(dòng)檢測和自動(dòng)進(jìn)行無擾動(dòng)切換;直流供電電源冗余配置、自動(dòng)檢測和自動(dòng)進(jìn)行無擾動(dòng)切換;系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間MTBF >100000小時(shí)。三、主氣溫控制方案1、主氣溫是單元機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)參數(shù),主氣溫控制的目的就是要通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)而手段,使主氣溫度按照給定規(guī)律變化。圖為采用噴水調(diào)節(jié)的串級控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)。2、除了減溫水量以外,影響過熱器出口溫度的其他主要因素還有蒸汽量擾動(dòng)和煙氣量擾動(dòng),

7、統(tǒng)稱為外部擾動(dòng)。為了提高控制系統(tǒng)抵御外部干擾的能了,一般使用前饋的方法。右圖為實(shí)際溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖(SAMA圖,圖中同時(shí)還給出了控制回路的基本結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)器跟蹤、手動(dòng)和自動(dòng)切換邏輯。四、鍋爐主蒸汽溫度控制系統(tǒng)畫面設(shè)計(jì)1、主蒸汽溫度控制系統(tǒng)的DCS實(shí)現(xiàn)(1用DCS實(shí)現(xiàn)上述溫度控制系統(tǒng)式,需要從輸入輸出信號連接、控制回路組態(tài)、數(shù)據(jù)庫組態(tài)及畫面組態(tài)等幾方面進(jìn)行。A、輸入/輸出信號連接輸入信號:主汽溫度、噴水后溫度、蒸汽流量、送風(fēng)量及閥位信號B、輸出信號:閥位指令C、DCS系統(tǒng):I/O信號要分配I/O模件與端子單元,端子單元與I/O模件相對應(yīng)。(2DCS中,操作員站上的所有顯示操作畫面均可通過工程師站上的圖形組態(tài)軟件來制作。下圖為一個(gè)簡單的操作畫面簡單操作畫面2、根據(jù)鍋爐汽水系統(tǒng)設(shè)備和運(yùn)行要求,設(shè)計(jì)鍋爐