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免费在线t流化床锅炉75t/h 循环流化床锅炉热控系统 编制： 校对： 批准： 上海又迅自动化技术有限公司 Shanghai Youxun Automation Tech. Co., Ltd. / 2006 年 11 月 工程实物图片 上海又迅自动化技术有限公司 一、概述 针对循环流化床锅炉的特点，上海又迅自动化技术有限公司研究开发了新型 的综合过程控制系统， 该系统包括过程控制系统 （DCS） 专家控制系统 、 （ES-100） 能够实现循环流化床锅炉的高水平的自动化控制。 1、系统结构框图 DCS 系统部分 图 1 系统结构框图 2、系统的特点 1) 实现资源共享，节约成本。 2) 便于管理，提高效益。 3) 解耦控制的应用，使循环流化床锅炉燃烧自动的投入成为现实。 4) 上位无主站结构形式，实现真正意义上的上位互为冗余。 5) DCS 集散控制系统具有虚拟 CSM 功能，实现了离线) DCS 集散控制系统可以实现在线的软件上下装、功能模块的增减、各种算 法的修改等功能，该操作不影响整个系统的正常运行。 7) 全方位的冗余结构形式，使系统的可靠性大大提高。 二、设计方案 1、YXDCS 系统方案配置 结合 75T/H 循环流化床锅炉的特点，全测点方案配置时，整个锅炉的控制操 作全部在 DCS 集散控制系统中完成，该方案的控制室布置图如下图： 1 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 1DP： 1#DPU控制柜 1JG： 1#端子接线P： 仪表控制屏 锅炉 火焰、水 工程师DCS 操作台 位监视台 操作台 热工控制室布置图 图 2 控制室布置图 A) DCS 集散控制系统 DCS 控制系统分为两大部分：硬件部分和软件部分。 其中硬件部分包括工程师站、操作员站、DCS 现场站，DCS 现场站由过程控 制柜和端子柜组成；软件部分包括上位操作软件、下位组态软件等。 1) DCS 硬件部分 上位机：采用可靠性高的工业控制机，包括主机、显示器、操 作员键盘等。 DCS 现场站 现场控制 I/O 柜：内有双冗余的 CSM 控制器，三组两两冗余 的给 CSM、I/O 板卡及现场变送器供电的电源、I/O 板卡等。 现场端子柜：内有端子板。 2) DCS 软件部分 上位操作软件：上位机含有工艺图形制作软件，上位的工艺显 示、报警显示、趋势记录、报表画面、参数一览画面、系统的 自诊断画面（可诊断到通道级） 。 下位的组态软件： a) 含有 100 多种功能模块算法 b) 有 512 页功能块作图 c) 具有虚拟 CSM 功能 d) 所见即所得的全图形化组态方式 e) 在线的上、下装，在线的模块增减，在线的参数修改 功能 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 2 上海又迅自动化技术有限公司 3 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 图3 MMI 人机界面 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 4 上海又迅自动化技术有限公司 图4 MMI 手操器图形 图 5 趋势显示功能 图 6 报警记录功能 3) DCS 系统功能 数据采集功能：DAS 对于锅炉的参数进行采集、显示，详细测点见下表。变量名称及说明 一次风空预器出口风温 类型 AI 连接设备 铂热电阻 信号 Pt100 2 5 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 变量名称及说明 二次风空预器出口风温 左右风室风温 炉床温度 左右沸腾层上部温度 左右侧炉膛中部温度 左右侧炉膛出口温度 左右旋风返料温度 左右侧高温过热器前烟温 左右侧低温过热器前烟温 左右侧省煤器前烟温 二次风空预器前左右侧烟温 一次风空预器前左右侧烟温 左右锅炉出口烟温 引风机前烟温 引风机定子、轴承温度 一次风机定子、轴承温度 二次风机轴承温度 煤仓下部温度 省煤器出口集箱水温度 低温过热器后左右管壁温度 高温过热器出口集箱前左右管壁 温度 低温过热器进口集箱蒸汽温度 高温过热器出口集箱蒸汽温度 锅炉出口主蒸汽温度 前减温器集箱蒸汽温度 后减温器集箱蒸汽温度 汽包上壁温(左右) 汽包下壁温(左右) 冷渣器进口水温度 冷渣器出口水温度 一次风空预器进口压力 类型 AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI 连接设备 铂热电阻 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 铂热电阻 铂热电阻 铂热电阻 铂热电阻 铂热电阻 铂热电阻 铂热电阻 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 热电偶 铂热电阻 铂热电阻 压力变送器 信号 Pt100 K K K K K K K K K K Pt100 Pt100 Pt100 Pt100 Pt100 Pt100 Pt100 K K K K K K K K K K Pt100 Pt100 4~20mA 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 12 12 2 2 1 2 2 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 6 上海又迅自动化技术有限公司 变量名称及说明 一次风空预器出口压力 二次风空预器进口压力 二次风空预器出口压力 左右风室压力 炉床压力 左右侧炉膛中部压力 左右侧炉膛出口压力 左右侧高温过热器前烟气压力 左右侧低温过热器前烟气压力 左右侧省煤器前烟气压力 二次风空预器前左右侧烟气压力 一次风空预器前左右侧烟气压力 左右锅炉出口烟气压力 左右旋风返料器进风压力 左右返料器底部压力 引风机前烟气压力 料层差压 炉膛差压 给水调节阀前压力 给水调节阀后压力 高温过热器出口蒸汽压力 锅炉出口主蒸汽压力 汽包压力 锅炉主给水流量 减温水流量 点火油流量 锅炉主蒸汽流量 一次风量 二次风量 进左右风室风量 进左右返料器风量 引风量 7 类型 AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI 连接设备 压力变送器 压力变送器 压力变送器 压力变送器 微差压变送器 微差压变送器 微差压变送器 微差压变送器 微差压变送器 微差压变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 压力变送器 压力变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 压力变送器 压力变送器 压力变送器 压力变送器 压力变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 信号 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 变量名称及说明 点火风量 锅炉汽包水位 点火中间油箱液位 疏水箱液位 煤仓料位 低温过热器后氧量 一次风量调节 一次风机风门阀位返馈 二次风量调节 二次风机风门阀位返馈 进左右风室风门调节 进左右风室风门阀位返馈 进左右返料器风门调节 进左右返料器风门阀位返馈 引风机风门调节 引风机风门阀位返馈 点火风量调节 点火风门阀位返馈 螺旋给煤机调节 螺旋给煤机调节反馈 给煤计量 冷渣机调节 冷渣机调节反馈 锅炉给水门调节 锅炉给水门阀位返馈 减温水门调节 减温水门阀位返馈 点火油流量调节门 点火油流量调节门阀位返馈 高能点火器控制 点火油快速关断阀开 点火油快速关断阀关 类型 AI AI AI AI AI AI AO AI AO AI AO AI AO AI AO AI AO AI AO AI AI AO AI AO AI AO AI AO AI DO DO DO 快开阀 快开阀 NC NC 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 连接设备 差压变送器 差压变送器 差压变送器 差压变送器 音叉料位计 氧化锆分析仪 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 信号 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 2 2 1 1 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 8 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 变量名称及说明 点火油快速关断阀开状态 点火油快速关断阀开状态 火焰检测 熄火保护联锁 一次风机启停控制信号 一次风机启停状态信号 一次风机远方就地转换信号 二次风机启停控制信号 二次风机启停状态信号 二次风机远方就地转换信号 引风机启停控制信号 引风机启停状态信号 引风机远方就地转换信号 点火油泵启停控制信号 点火油泵启停状态信号 点火油泵远方就地转换信号 冷渣机启停控制信号 冷渣机启停状态信号 冷渣机远方就地转换信号 输渣机启停控制信号 输渣机启停状态信号 输渣机远方就地转换信号 螺旋给煤机启停控制信号 螺旋给煤机启停状态信号 螺旋给煤机远方就地转换信号 锅炉电动阀门开闭控制信号 锅炉电动阀门开闭状态信号 锅炉电动阀门远方就地转换信号 吹灰启停控制信号 吹灰启停状态信号 吹灰控制远方就地信号 类型 DI DI AI DI DO DI DI DO DI DI DO DI DI DO DI DI DO DI DI DO DI DI DO DI DI DO DI DI DO DI DI MCC MCC MCC MCC MCC P7,P8, P16,P17 A1,A2,B1,B2 P5,P6, P14,P15 连接设备 快开阀 快开阀 火焰检测器 火焰检测器 信号 NC NC 4~20mA NC NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 4 4 2 4 4 2 4 4 2 6 6 3 24 28 14 10 10 5 9 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 表 1 DCS 技术条件表 模拟量控制功能：MCS 对于锅炉的诸如水位、主蒸汽压力、主蒸汽温度等进行调节、控制， MCS 含有如下功能： 汽包水位自动调节： 采用完善的三冲量给水调节系统来维持汽 包水位正常。 主汽压力自动调节： 根据主汽压力和主汽流量的变化来控制给 煤量以维持主汽压力在设定值。 主汽温度自动调节：采用串级调节系统来维持主汽温度恒定。 床温自动调节：使用合理的方法来调节煤量、一次风量和循环 灰量确保床温维持在正常值内。 床压自动调节：合理控制床渣排放从而来确保床压的稳定。 烟气含氧量自动调节： 以烟气含氧量为校正信号来控制二次风 门开度，保证烟气含氧量的正常。 炉膛压力自动调节：根据负荷信号来动态协调送、引风机风门 开度从而确保炉膛压力正常。 石灰石流量自动调节： 根据烟气中二氧化硫的含量来确保石灰 石流量和煤量成最佳配比。 顺序控制功能：SCS 用于实现全辅机设备的程序启停。 引风电动机控制及联锁 一次风电动机控制及联锁 二次风电动机控制及联锁 给煤电动机控制及联锁 锅炉电动门控制及联锁 引风机事故停机时，运行中的一次风机、二次风机、给煤机相 应停止运行 4) DCS 系统配置 依据附表 1 DCS 技术条件表， 一台 75t/h 循环流化床锅炉的测点如下： 模拟量输入信号(A/I)：4-20mA 热电偶 热电阻 模拟量输出信号(A/O)：4-20mA 开关量输入信号(D/I)： 开关量输出信号(D/O)： 总计 本方案配置测点如下(按 15%以上余量)： 模拟量输入信号(A/I)：4-20mA 热电偶又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 88 路 36 路 39 路 20 路 99 路 68 路 350 路 101 路 42 路 10 上海又迅自动化技术有限公司 热电阻 模拟量输出信号(A/O)：4-20mA 开关量输入信号(D/I)： 开关量输出信号(D/O)： 总计 B) 后备仪表盘 45 路 23 路 114 路 78 路 403 路 该布置方案中后备仪表盘（G1P）作为独立的保护盘，其中设有如下测点 的显示及报警： 锅筒的水位 锅筒的压力 锅炉的给水流量 主蒸汽的压力 主蒸汽的温度 烟气中的氧含量 单点报警器 电接点液位计 数字显示报警仪 流量积算仪 数字显示报警仪 数字显示报警仪 烟气含氧量测量仪 以上测点均为系统中的双备测点，是独立于 DCS 集散控制系统之外的， 对锅炉的安全运行起到后备的报警保护作用。 图 7 仪表保护盘布置图 2、说明 该方案的减温部分按一级减温配置，如有二级减温时，需要相 应增加测点及设备。 该方案未考石灰石给量调节，如需要，应增加 SO2 在线分析 设备，并相应增加测点及设备。 5、如果电动执行机构采用电动Ⅲ型执行机构：DKJ、DKZ 系 11 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 列，需要相应增加伺服放大器及安装机柜。 三、系统配置 1、DCS 系统网络结构图 DCS 网络结构图 配置又迅 IO 组件的系统实物图(工程调试中照片) 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 12 上海又迅自动化技术有限公司 嵌入式控制器介绍： YX-IPC(又迅嵌入式工控机，如下图) 是面向工业应用的超紧凑、无风扇、全 密封的坚固型嵌入式设备，是专门为要求低功耗的有限空间应用而设计的。它的 所有电子器件都在一个坚固的金属外壳中。 该产品无需使用风扇。 它带有 2 个 LAN、 2 个 USB、2 个串口和多媒体接口。强大的控制和通讯功能，满足不同应用要求。 是用于独立和嵌入式应用的理想解决方案。是用于各行业自动化系统数据集中、 通讯规约转换、系统互联的理想设备。 VIA Eden ESP6000 (667 MHz) 低功耗 CPU 带特殊散热模块 VIA VT8606 芯片组内置 Savage4 AGP 4X 显卡 双 10/100Base-Tx 快速乙太网 RJ-45 接口 集成 AC-97 2.0 Sound Blaster 兼容声卡 Mic-In, Line-In, Line-Out 接口 支持 Type I / II Compact Flash Disk 2 串口 / 2 USB / 1 并口 内置 2.5” 硬盘架 线、硬件配置 硬件配置清单见附下表。序号 I 1 2 II 13 设备名称 控制器/操作员站（OPU/CSM） 主机产品 LCD 高速公路（实时网） 型式规范 PⅣ≥1GHz/256MB DRAM /鼠 标 / 键 盘 / ≥ 40GBHD/ 显 卡 /CD-ROM（48X）/网卡*3 17”彩色 LCD（1280×1024） 单位 制造厂 数量 台 台 SAMSUNG 2 2 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 序号 1 2 3 III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 IV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 V 1 设备名称 交换机 RJ45 预制电缆 485 通讯模块 I/O 部分 又迅 IOAsm 模块 又迅 8 路 4~20mA 模拟量输入模块 又迅 8 路小电压模拟量输入模块 又迅 8 路电阻模拟量输入模块 又迅 2 路隔离模拟量输出模块 又迅 16 路数字量输入模块 又迅 16 路数字量输出模块 又迅 CPU 通讯模块 又迅 AIEx 模块 又迅 RTD 功能块 机柜部分 电源（5V） 电源（24V） 控制柜 ABW140 凤凰端子 电源插座 3 眼/2 眼通 用 继电器 空气开关 空气开关 水位显示仪表 蒸汽压力显示仪表 铁操作台 不间断电源系统(山特) DO 220VAC 220VAC 5VDC/10A 24VDC/300W 型式规范 8 口 10/100Mbps 单位 套 套 块 块 块 块 块 块 块 块 块 块 只 只 套 个 个 个 个 10A 2A 个 个 个 个 张 制造厂 D-Link 数量 3 1 8 13 6 6 12 8 5 8 7 2 2 2 1 1 384 11 80 1 2 1 1 1 800×600×2000 不带罩和泉紧急式硬手操按钮 （四开） 机柜前门安装 机柜前门安装 容量：5KVA；方式：智能型在线式；备用时间：满载 －9 分钟，半载－21 分钟；单相 220VAC 进、单相 220VAC 出 套 山特 1 表 2 DCS 硬件配置清单 3、软件配置序号 1 1.1 2 系统软件 驱动程序（打印机、网 卡、显卡等） 操作员软件包 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 14 名 称 方式 单位 数量 随机 套 1 上海又迅自动化技术有限公司 序号 2.1 名 基本报警管理系统 包括 报警一览 报警历史 称 方式 随机 单位 套 数量 1 未确认报警列表 报警复归列表 报警过滤 报警优先级 2.2 趋势显示 包括 实时趋势显示 X-Y 趋势显示 历史趋势显示 2.3 2.4 2.5 图象监控软件 点信息系统 杂项显示 包括 棒图显示 成组显示 操作员事件信息 2.6 自诊断显示 包括 系统概貌 节点状态 网络错误信息一览 3 3.1 CSM 监控软件 32 位实时控制套件 随机 套 1 随机 套 1 随机 随机 随机 套 套 套 1 1 1 随机 套 1 4、资料的提供序号 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2 2.1 2.2 2.3 2.4 名 资料、说明书 传递图（设计过程中提供） 系统说明书 操作说明 安装调试手册 工程师站软件用户手册 操作员站软件用户手册 系统硬件使用手册 工程图纸（包括竣工版） DCS 总图 DCS 装配图 DCS 系统配置图 DCS I/O 端子图 一联会 随机 随机 随机 随机 随机 随机 （含 1 套光盘） 套 套 套 套 2 2 2 2 套 套 套 套 套 套 套 2 2 2 2 2 2 2 称 方式 单位 数量 15 又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 上海又迅自动化技术有限公司 以 EasyMC 为核心的锅炉计算机控制系统(DCS)特点一、以 PLC 为核心的系统不适用于锅炉控制 PLC 主要用于以开关量为主的机器顺控系统，锅炉控制是一个典型的以模拟 量控制为主的过程控制系统，PLC 的编程语言为梯形图，梯形图用于以模拟量控 制为主的过程控制系统编程和可读性都很难。 DCS 主要用于以模拟量控制为主的过程控制系统(典型的如锅炉控制， 牵涉到 压力、温度、液位的调节)，主要用功能块编程语言，编写以模拟量控制为主的过 程控制程序方便简洁。 以 PLC 为核心的系统，由于经济性的限制，没有控制器和上位机的冗余(双机 热备)功能，锅炉的控制系统需配后备硬手操及主要变量显示表。 二、能全面实现控制器和上位机的冗余(双机热备)功能，是全面冗余设计的系统 全面冗余设计的确保用户设备安全可靠运行，所有的部件都可在线更换， 支持热插拔，可用于重要的、不允许停机的设备的控制；冗余设计的系统可大大 降低系统的造价(用户可比较一下工业以太网交换机和商用以太网交换机的价 格)。 ?冗余以太网通讯?冗余控制器?冗余的 mmi 层上位机?冗余电源?冗余的 RS485 通讯 三、使用高配置工控机，采用高分辨率显示器，显示画面直观漂亮，画面显示操 作提示和菜单全部为汉字，使用方便，原操作维修人员一学就会，可实现无说明 书操作，司炉无须培训。 简洁的系统网络结构，可靠易用的控制软件：以图形化、模块化的可视编 程方法，支持在线组态，减少系统的安装、组态和调试时间，工作量为一般 PLC 系统的 1/3;可减少现场调试人员，甚至能让最终用户轻松学会。 四、能在线修改参数、在线进行控制组态，整定控制参数方便灵活。 五、风/煤比能自动寻优，锅炉效率可始终保持最高。 六、独特的规则+差量控制功能，简化了控制回路的投运过程，及提高控制精度。 复杂回路智能控制策略能提高能提高用户系统的控制精度，从而提高产品 质量；提高(被控对象)系统的运行的稳定性和安全性，真正实现减人降耗；提高 系统的反应速度，避免人工控制的超调或滞后，避免(被控对象)系统运行的大起 大落。 如可避免锅炉的汽包的干烧或满水，汽包水位的投自动大大减轻操作工的 劳动强度；锅炉氧量的自动可使风煤比处于最佳值，提高锅炉效率；锅炉负荷的 投自动可使锅炉能迅速响应热（电）用户负荷的变化。。 对于大滞后系统用“规则+差量”的控制方法，而不是采用一般系统所采用的又迅 75t/h 循环流化床锅炉热控系统介绍 16 上海又迅自动化技术有限公司 常规 PID 方法。 “规则+差量”的控制方法已成功地应用在多台大型锅炉中。其重点在控制对 象的规则模型的建立，规则模型的建立主要应由过程控制专家或系统的设计人员 来提供，或由控制对象的历史运行数据分析得来；而差量(设定值与测量值之差) 控制，主要用于在系统运行时在线调整规则模型内的参数，使规则模型更接近真 实系统。 “规则+差量”的控制方法可用于多输入多输出复杂系统。 “规则+差量”控制方法的特点：有自学习功能