热电分厂锅炉控制系统

林源炼油厂热电分厂锅炉控制系统摘 要锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要设备，本文结合GE-FANUC90-30PLC在林源热电厂锅炉控制中的应用，简要介绍一下20工业组态软件和PLC通讯网络的实施情况。ForceControlPlus一、引言锅炉是重要的动力设备，它广泛用于国民经济的各个领域。在石油化工、炼油的生产过程中，往往产生各种不同的驰放气和炼厂气，为了充分利用，所以有气煤混燃的锅炉，而锅炉的主要要求是供林源炼油厂热电分厂锅炉控制系统摘 要锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要设备，本文结合GE-FANUC90-30PLC在林源热电厂锅炉控制中的应用，简要介绍一下20工业组态软件和PLC通讯网络的实施情况。ForceControlPlus一、引言锅炉是重要的动力设备，它广泛用于国民经济的各个领域。在石油化工、炼油的生产过程中，往往产生各种不同的驰放气和炼厂气，为了充分利用，所以有气煤混燃的锅炉，而锅炉的主要要求是供给合格的蒸汽，使锅炉发汽量适应负荷的需要，为此，生产过程的各个主要参数必须严格控制。因次，本文利用了两级计算机网络对锅炉系统进行，该系统应用计算机技术、控制技术、通讯技术和CRT图形显示技术，能够完成巡检管理、参数显示、声光、历史、连锁保护、PID调节、报表打印、班组核算、线路自检等功能，在现场中得到了良好的应用。二、系统简介计算机网络是计算机与现代通信技术相结合的产物，是计算机体系结构发展的重要方向。而锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、量、减温水、送风和引风等。主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等，并且由于现场条件恶劣，因此对控制系统要求十分严格。林源热电分厂共有3#锅炉、4#锅炉和3#汽轮机采用了GEFANUC9030PLC做为控制站进行控制，上位机采用了两个工控机为操作站以达到操作站的冗余备用，组态软件采用了Forcecontrol 工业软件进行。三、系统设计1、硬件组成模拟量输入单元温度单元型K2个型T1个三、系统设计1、硬件组成模拟量输入单元温度单元型K2个型T1个HE693THM166AHE693THM166AHE693RTD601JIC693ALG223CIC646ALG392RIC693MDL653AAIC693MDL330FIC693PWR321IC693CPU341IC693CMM311IC693CMM302Pt100AI元1个116模拟量输出单元开关量输入单元开关量输出单元电源模块单元CPU通讯模块2、通讯方式一般的（1）I/O通讯方式有以下几种：RS-232：是最简单，投资最省的总线。缺点是传输距离近，只有50英尺。通信速率低，点对点形式。RS422485：使用差分通信，通信距离4000英尺以上。特点：要是多站系统工作，每个设备须一个独特的地位，以便和其它设备区分，由于通信通过两对线进行，主计算机必须分辨出数据流的地址信息、数据信息。CAN、LONWORKS、PROFIBUS等，次类型总线均有自己协议。本系统采用了CMM311可配置口和电源模块RS232进入微（2）（3）机，两台微机分别以RS232和RS422进行双操作站通讯。:3PLC通信网控制系统通过CMM302摸块将三套系统连组成一个专门的PLC令牌环网，可以把PLC控制指令和状态数据通过Genius去，每一个挂在此网上的设备都可以收到这些数据。各自的PL数据为128字节，利用此通信网PLC之间可互相通信。四工艺过程主要工作流程是和空气按一定比例送入燃烧室燃烧:3PLC通信网控制系统通过CMM302摸块将三套系统连组成一个专门的PLC令牌环网，可以把PLC控制指令和状态数据通过Genius去，每一个挂在此网上的设备都可以收到这些数据。各自的PL数据为128字节，利用此通信网PLC之间可互相通信。四工艺过程主要工作流程是和空气按一定比例送入燃烧室燃烧生成的热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽。然后经过热器，形成一定汽温的过热蒸汽，汇集至蒸汽母管。压力为一定的过热蒸汽，经负荷设备控制供给汽轮机发电设备。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，排放大气。锅炉对象简图水位蒸汽温度蒸汽压力过剩空气炉膛负压锅炉设备给水量减温水量送风量引风量负荷因输入变量与输出变量相互关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等变化。所以说锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象，本控制系统将其分为送风系统、炉膛负压系统、磨煤热风系统、汽包水位系统、汽包压力和主汽温度。只对汽包水位进行说明，受控变量是汽包水位，变量是给水流量。它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包中水位在工艺允许范围内。因为维持它在给定范围内是保证锅炉、汽轮机安全运行的必要条件之一，是锅炉正常运行的重要指标。1）因输入变量与输出变量相互关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等变化。所以说锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象，本控制系统将其分为送风系统、炉膛负压系统、磨煤热风系统、汽包水位系统、汽包压力和主汽温度。只对汽包水位进行说明，受控变量是汽包水位，变量是给水流量。它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包中水位在工艺允许范围内。因为维持它在给定范围内是保证锅炉、汽轮机安全运行的必要条件之一，是锅炉正常运行的重要指标。1）汽包水位的动态特性a、蒸汽负荷（蒸汽流量）对水位的影响，即干扰通道的动态特性。主要是在蒸汽量突然增加时，产生假水位现象。b、给水流量对水位的影响，即控制通道的动态特性。当给水时，和汽包内的水温相差很大，所以给水量变化后，使汽包中汽泡含量减少，导致水位下降。c、锅炉排污、吹灰等对水位也有影响。2）控制方法基于汽包水位的特性，我们采用串级控制系统。因本系统对象特性有较大滞后，主控制器采用PID控制。a．b．减少干扰对主回路的影响，可由副回路控制器予以校正。副回路的相位滞后，由于构成了副回路而减少，从而改善了主回路的响应速度。对控制阀特性的变化具有较好的鲁棒性。副回路可以按照主回路的需求对对象实施精确控制。c．d．五、画面1、工艺流程画面它的工艺流程在前面已经说过了，这里就不介绍了。2、操作画面1）它的工艺流程在前面已经说过了，这里就不介绍了。2、操作画面1）PID操作画面PID操作画面PID画面更生动描绘出系统中的各个参数，使其更加具体化。如主、副回路的测量值PV、给定值SV和阀值MVPID画面更生动描绘出系统中的各个参数，使其更加具体化。如主、副回路的测量值PV、给定值SV和阀值MV都是用棒图显示，而时实趋势则描绘每个参数的波动情况更加方便各参数整定，参数表方便参数的PI、D等的调整。2）参数操作画面参数操作画面它的功能主要进入PID参数画面一个中间环节，也能对阀值、给定值、串级、单回路、自动和手动的设定。3、历史趋势画面历史趋势画面和显示各个参数的任意时间的值，并可根据需要设定功能是这些历史数据和趋势保存时间，这极大方便技术，对每个参数在一定时间所发生波动有了可查之处。另外当发生生产事故时，可根据趋势查出发生时间、发生时各参数的值，这样便于查出事故原因。平时可以观察参数的稳定性。4、画面画面位号、大小及时间，当超限、发生事故等情况时功能是发生，可以用声音、语音和颜色变化等表示提示操作工，确认后声响等消除，但5、报表打印功能值不能被消除。报表打印是对各个参数在一天或几天之内以一定间隔时间为准的，把这些值以一定格式打印出来。这就减少操作用笔填写报表，即方便有准确。可以对报表打印进行定时间打印。趋势查出发生时间、发生时各参数的值，这样便于查出事故