DCS系统在锅炉控制中的应用

DeltａV系统在锅炉汽包水位掌握中的应用摘要:本文主要介绍DｅltaＶ掌握系统在锅炉汽包水位三冲量掌握中的组态及应用。关键词：ＤeｌｔaV组态应用三冲量Abｓtrａcｔ:TheｐaｐeｒintrｏdｕcｅstheａppliｃatiｏnｏftｈｅＤeｌtａVControｌSystemｉnthree－impuｌseｃasｃaｄｅreguｌation．Keｙwｏｒdｓ：ＤeｌtaVAｐplｉｃａｔｉｏnextｒactionthree—imｐulｓe1前言ＤCS系统也称分布式掌握系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散掌握的新型掌握技术.DelｔaV系统是在传统ＤCS系统优势基础上结合90年月的现场总线技术,并基于用户的最新需求开发的新一代掌握系统，其功能特点是:模块化设计、开放的网络结构、系统组态灵敏、掌握功能完善、数据处理便利、人机界面友好、安装简洁规范化、调试便利、运行平安牢靠等。汽包水位是锅炉运行的主要指标，是一个格外重要的被控变量,维持水位在肯定范围内是保证锅炉正常运行的首要条件。水位过高时，饱和水蒸气带水过多，同时过热蒸汽温度急剧下降,影响运行的平安性和经济性。水位过低且负荷较大时,水的汽化速度加快，如不准时补水调节,就会使汽包内水全部汽化,导致炉管损坏,甚至引起爆炸。因此，对汽包内锅炉水位掌握要求比较高。使用DｅｌｔaＶ系统能够较好的满意掌握、操作、诊断、维护等要求。2DeｌtaＶ系统介绍DｅltａV系统是在传统DCＳ系统优势基础上结合90年月的现场总线技术，并基于用户的最新需求开发的新一代掌握系统，它主要具有如下技术特点：开放的网络结构与OPC标准;基金会现场总线（FF）标准的数据结构；模块化结构设计;即插即用、自动识别系统硬件，全部卡件均可带电插拔,操作维护可不必停车；同时系统可实现真正的在线扩展；常规IＯ卡件采纳８通道分散设计，且每一通道均与现场隔离，充分体现分散掌握平安牢靠的特点；DｅltaV系统由冗余的掌握网络、操作站及掌握部分构成.2．1冗余的掌握网络ＤｅlｔaＶ系统的掌握网络是以10M/100Ｍ以太网为基础的冗余的局域网（LAN)。系统的全部节点(操作站及掌握器)均直接连接到掌握网络上，不需要增加任何额外的中间接口设备。简洁灵敏的网络结构可支持就地和远程操作站及掌握设备.网络的冗余设计供应了通讯的平安性.通过两个不同的网络集线器及连接电缆，建立两条完全独立的网络,分别接入工作站和掌握器的主副两个网口。DelｔａＶ系统的工作站和掌握器都配有冗余的以太网口。DeltａV系统可支持最多１2０个节点,100个（不冗余）或１０0对（冗余）掌握器，60个工作站，8０个远程工作站；它支持的区域也达到100个，使用户平安管理更灵敏。２.2DeｌtaV系统工作站DeltaV系统工作站是DｅltaV系统的人机界面,通过这些系统工作站,企业的操作人员、工程管理人员及企业管理人员随时了解、管理并掌握整个企业的生产及计划。DelｔaV系统工作站分为三种:ＰｒoｆｅsｓioｎaｌＰlｕｓ工作站；操作员工作站；应用工作站；图1DeltaＶ系统结构２。２．1ProfesｓionaｌPlus工作站每个DｅltａV系统都需要有一个ProfessionalPｌｕs工作站。该工作站包含DeltaＶ系统的全部数据库。系统的全部位号和掌握策略被映像到ＤelｔaV系统的每个节点设备.2。２．2。操作员工作站DｅltａV操作员站可供应友好的用户界面、高级图形、实时和历史趋势、由用户规定的过程报警优先级和整个系统平安保证等功能。２.2。3.应用工作站应用工作站用于支持DｅｌtaV系统与其它通讯网络，还可运行第三方应用软件包，并将第三方应用软件的数据链接到DeltaV系统中，能供应快速、牢靠的信息集成。2．3ＤeltａV系统掌握器与IO卡件2．3．１.掌握器DｅｌtaＶ系统掌握器的功能特点:自动安排地址—掌握器有自动向DｅltaＶ掌握网络标识自己的能力,当掌握器被插入时,它自动给自己安排一个唯一的地址,以即插即用.自动I/Ｏ检测－掌握器能够检测到安装在子系统上的I/Ｏ接口通道。一旦插入IＯ卡件，掌握器就能知道I/Ｏ卡件所连接的现场设备的常用属性。不间断掌握操作—DeｌtaＶ系统供应了掌握器冗余.在系统中可以加入副掌握器使其在备用方式下等待,并映象主掌握器的操作。消灭故障时,备用掌握器就会无扰动地切换为主掌握器而不中断过程操作，同时向用户发出掌握器切换信息。图2掌握器说明2．3。2.IO卡件ＤeltaV系统的全部IO卡件均为模块化设计，可即插即用、自动识别、带电插拔。3锅炉汽包水位掌握锅炉正常运行中，汽包液位是一个重要的监视参数，它反映了锅炉负荷与给水的动平衡关系.液位过高,会影响汽水分离的效果，产生蒸汽带液现象,液位过低会破坏水循环,影响省煤器运行，容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸.因此准时而精准地把水位HＹPＥRLINＫ"htｔp：//bbs.shejiｓ．ｃoｍ／inｄex．ｐｈｐ？gｉd=280"\ｔ"＿ｂlａｎk"掌握在允许的范围之内,并能适应各种工况的运行，是保证机炉平安运行的重要条件。3.1包给水掌握方式３．1．１单冲量HYPEＲＬＩＮK"ｈttp://bbs。sheｊiｓ.com/iｎｄex。pｈｐ?ｇｉｄ=280”\t＂＿ｂlank”掌握启动阶段，当锅炉负荷较小，产气量在3０％以下时，主要采纳采纳单冲量HＹＰＥRＬINＫ＂ｈttｐ：//bbｓ.shｅjiｓ.coｍ/iｎdex。ｐhｐ?ｇid=２80"＼t"＿ｂｌaｎｋ＂掌握，汽包水位经过二选一选择器，传送至副给水掌握器PI，在汽包压力01P08，0１P09，汽包水位０1L０3,01L04,主蒸汽温度0２Ｔ1０,主蒸汽流量０２F01，给水流量01Ｆ０1凹凸报警均无时,依据水位设定值对测量值进行比例积分运算,自动掌握指令由ＤCＳ送出，掌握信号送至副给水阀01ＹC０２,调节副给水阀开度,转变汽包给水流量，最终使汽包水位等于设定值,当汽包压力,水位，主蒸汽温度，流量，给水流量任意消灭报警时，副给水掌握器将退出自动掌握状态，强制进行手动掌握,以保证过路的平安运行。图3掌握原理图3.1.２三冲量HＹPERLINK"hｔtp:/／bｂｓ。ｓheｊｉｓ.com/ｉndeｘ.phｐ？gid=280＂\t＂_blaｎk＂掌握负荷连续上升，产气量达到肯定程度时，仅用单冲量调节器，当遇到负荷急剧变化,虚假液位消灭时，ＰI掌握器就会误以为汽包液位突然上升，从而关小给水阀,掌握给水流量,影响生产并造成了危险,所以当负荷(蒸汽流量）大于30％以后,将采纳三冲量HYPERLIＮK"http：/／ｂｂs．shejｉs。ｃom/ｉｎdex。ｐｈp?gｉd＝2８０"\t＂_blank＂掌握方案。汽包水位经二选一,进入PＩD调节器１（称为三冲量水位调节器）,将汽包水位与给定值的偏差进行PＩD运算,其输出送至主给水流量调节器ＰＩD２,成为主给水调节器的设定值。主给水流量调节器PID２接受给水流量01F0１反馈信号，并将主蒸汽流量０2Ｆ０1与01Ｆ01进行运算,作为主给水流量调节器ＰＩD２的前馈信号,这样不但可以掌握给水阀，飞快克服给水流量的波动。还可以使进入汽包的给水与送出的蒸汽保持平衡,从而有效地克服虚假液位对调节品质的影响，使汽包液位维持在设定值。同样当运行工况或设备发生特别时,既在汽包压力01Ｐ08,０1P０９，汽包水位0１L03,０１Ｌ04，主蒸汽温度０２T１0,主蒸汽流量02F０1,给水流量０1Ｆ０1任一存在凹凸报警时，将被强制转入手动操作状态，并且禁止外部切换,以保证生产过程的平安运行。4ＤeｌｔaV系统在汽包水位掌握中的应用4．1三冲量组态程序中用到了传递功能块，PID功能块，以及计算/规律功能块。传递功能块XFR1的主要作用是进行信号选择，并在特定时间之后把选择的信号传递到输出。PIＤ功能块１作为掌握回路的主调节器,PIＤ功能块2作为掌握回路的负调节器。计算/规律功能块ＣAＬC1主要用于规律处理。计算/规律功能块CＡＬC2实现计算功能。图3系统组态图汽包液位01L0３，０1L04由两个外部参数ＩN1和IＮ2引入至传递功能块XFR１的IN＿1和ＩN_2参数。ＳＥLECT是布尔量,与流程图中的按钮相连接，作为中间变量，将按钮的赋值传递给功能块XＦＲ1的ＳＥLECTOR参数，实现液位的选择,当流程图中的按钮处于释放状态时,SELＥCTＯＲ被赋值0，传递功能块将IN＿1的值传递至输出，当SＥLECＴOR为1时，IＮ_2传递值输出。传递功能块ＸF１的输出引致PＩD1,做为主调节器的PV值,ＳP值与外部相连,由操作人员，通过流程图画面中的Faｃeｐｌate面板赋值.通过比例，积分,微分运算之后，赋给副调节器ＰID２的CAS＿ＩN参数，在串级掌握模式下,CＡＳ＿ＩＮ就作为副调节器的给定值参加掌握。在计算／规律功能块CＬAＣ２中,给水流量与主蒸汽流量进行运算后,作为副调节器的PV值，引入到ＰID2中。最终将计算后的值送至ＡO，掌握0１YＣ０1动作。计算/规律功能块CＡLＣ2主要是用于规律推断，对掌握器的掌握模式进行切换。当汽包压力０1P０８,0１P0９，汽包水位01Ｌ０3,0