王庄煤矿集中供热锅炉DCS控制系统

总第 1 6 1 期 王庄煤矿集中供热锅炉 D C S控制 系统 宋超英 ( 潞安环 能股份公 司 王庄煤矿 ， 山西 长治0 4 6 0 3 1 ) 摘要： 结合现场使用情况详细介绍了王庄煤矿集中供热锅炉 D E S控制系统的结构、 功能、 特点及运行效 果 。 关键词 ： D C S ； 采暖锅炉 ； 检测 ； 控制 中图分类号： T P 2 7 3 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 5 2 7 9 8 ( 2 0 1 3 ) o l 一 0 0 4 2 0 2 工业锅炉作为应用非常广泛的特种设备在现代 工业中处于十分重要的地位 ， 工业锅炉是煤耗大户 和污染大户 ， 又是连续运 行设 备 ， 锅筒属于压力容 器 ， 存在爆炸危险 ， 因此确保锅炉安全 、 稳定 、 高效率 运行十分重要 ， 给予配套在线监测监控可实现对锅 炉的实时监测和控制 ， 及时掌握其运行参数和运行 状态 ， 提高其 自动化 管理水平 ， 有 力地保 障锅炉经 济 、 可靠 、 安全运行 ， 同时为设备的管理 和维护提供 可靠的科学依据。在现代工业控制领域中， D C S集 散控制系统以其先进的技术、 丰富的控制功能、 可靠 的性能得到了广泛 的应用 ， 并取得 了明显 的经济和 社会效益 1 系统组成 王庄煤矿集中供热锅炉房安装 了4台太原锅炉 厂生产的 D Z L 1 6 3 5一P型链条锅炉， 额定蒸发量 为 3 5 t h ， 额定工作压力为 1 6 MP a ， 主要负责全矿 生产及生活用汽。整个在线监测监控系统采用浙大 中控的 j x一3 0 0 X P D C S集散式控制 系统。D C S系 统是对生产过程集 中管理 、 集 中监控和分散控制的 一 种全新的分布式计算机控制系统。系统通过局域 控制 网和过程控制 网对生产过程中的各种参数进行 监控 ， 现场一次检测元件把检测到的模拟信号通过 I O转换设备 ， 转换为数据信号 ， 通过过程控制 网送 到过程控制器进行运算 ， 数据通过局域 网被传递到 系统操作站由 C R T显示出来 ， 操作人员通过操作台 上的操作键盘输入操作命令及数据， 数据又通过局 域网传递到过程控制器进行运算， 通过过程控制网 送到I O进行信号的数9 模拟转换， 最后再送到被 执行 的设备上 ， 由设备来完成控制任务 。 根据生产需要 以及仪表测点和控制量 的需求 ， 本系统共配置 了 1个工程 师站、 4个 操作员站 和 1 4 2 个控制站， 相互之问通过过程 网络控制实现工程师 站、 操作员站、 控制站的连接， 完成信息、 控制命令等 传输。整个设计为双重化冗余设计， 微机用双网线 连接 ， 控制站用双 C P U， 保证 整个 系统 连续正常运 行 。 1 号站为工程师站 ， 完成系统生成 、 数据库结构 定义、 操作组态、 流程图画面组态及报表程序编制 等； 2号 、 3号 、 4号 、 5号为操作员站 ， 完成现场监视 等过程监控管理任务； 控制站完成现场信号采集及 控制功能 ， 即完成整个工业过程的实时监控功能。 该系统有模 拟输 入量 2 2 3个 、 模 拟输 出量 2 8 个 、 开入量 6 3个 、 中间量 5 0余个。设有引风、 鼓风 、 给水 、 给煤 、 除灰等 8个调节量 ， 对锅炉炉膛压力 、 炉 膛温度 、 锅筒水位 、 蒸汽温度 、 蒸汽流量等进行调节 。 2 在线监测画面 本系统通 过监测画面可显 示锅炉各部位 的温 度 、 压力 、 流量分布状况及锅炉附属设备运行情况 ， 采集数据 ， 历史趋势 、 报警闪烁画面， 完成各阀门、 设 备的开启及操作 ， 完成给水 、 给煤 、 风量 的操作及调 节 ， 各系统的自动调节与手动调节无扰切换。主要 画面如下 ： 主菜单 ： 完成系统登录 ， 选择工作制度 、 切入主 画 面 。 主画面 ： 显示锅炉的整个工艺生产流程及相关 的主要参数值 ， 报警 闪烁 ， 切人 其他 画面的功能按 钮 。 分画面： 各调节系统的画面， 包括参数设定的功 能键、 控制流程图、 报警纪录， 相关信息、 历史趋势， 相关参数的设定等。 报警画面： 按工艺要求 ， 当过程值超过报警上下 限时， 发出报警 ， 并在报警画面上显示报警发生时 收稿 日期 ： 2 0 1 2 1 0 1 5 作者简介： 宋超英( 1 9 7 1 一) ， 女， 山西长治人 ， 工程师， 从事机电技术工作。 宋超英： 王庄煤矿集 中供热锅炉 D C S控制系统 第2 2卷第1期 间 、 报警值 、 报警等级 、 报警点 ， 操作员在报警画面中 可以完成报警确认 、 报警信息过滤等功能。 报表打印： 可设置任意格式报表 ， 可打印所有输 入输出参数 的报表 。 历史记录画面 ： 记 录系统主要工艺参数 ， 一班 、 一 天 、 一个月、 一个采暖季的数 据 ， 以曲线的形式显 示出来， 包括温度、 流量等， 以便于管理人员了解整 个采暖季锅炉的运行情况。 3 具体功能应用 3 1 闭环调节功能 1 ) 鼓引风量及 给煤量 的调节 。系统根 据设 定 的炉膛负压 ， 在增大或减小蒸汽用量时， 只需调节 炉排和鼓风机频率信号， 引风机就会 自动跟踪调节， 保证锅炉处于负压燃烧状态。 2 ) 锅简水位 的调 节。系统根据 设定 的锅 炉 水位 ， 将实际水位反馈量与设定水位值比较 ， 锅炉给 水 电动调节阀就会 自动跟踪调节 ， 保证锅炉安全水 位运行 。 3 ) 锅炉给水泵转 速调节。系统 根据设定 的 给水母管压力 ， 自动调节给水泵频率 ， 保证锅炉正常 供水。 3 2 联锁保护功能 全时段监测监控所有设 备和仪表运行情况 ， 当 设备出现故障或操作顺序不当、 运行参数超限时， 系 统会通过主界面的报警灯闪烁， 并显示该信息， 同时 微机保护动作 ， 声音报警发 出音 响， 并显示故 障点 ， 只有在故障排除后， 操作人员手动复位 ， 锅炉才能重 新启动投运 。具体见 图 1 。 3 3 语音提醒功能 设置时问间隔 ， 通过语音提示定时提醒运行人 员对设备进行巡 回检查。 主 汽 压 力 超 限 I主 汽 压 力l 实 际 测 量 值( ) MP a 高限设定 ( )MP a 汽包水位A 超限 l 实际测量值 () mil l l 高限设定 () mm l低 限 设 定 ( ) film 晨 L lM F T 手 l 汽 包 水 位 B 超 限 卜 一 投 入 切 除 I 动 开 关r _ _ l 开关I 实际测量值 ()m m 高限设定 ( )f fl m 0R O R R S 低限设定 () n l m 引 风 机 故 l _1 l I风 机 故 障 I 障 联 锁 L一 投 入 切 除 l 风机故 I 鼓 风 机 故 障H 雯 = _ = I 炉 排 故 障 猫 I- 图 1 锅 炉控 制 4 应用效果 采用 D C S系统及相关控制流程 以后 ， 首先使操 作工操作方便 ， 使用 鼠标点击 即可 ， 整个锅炉的运行 状况在微机屏幕上一 目了然。更 主要 的是在 采用 D C S及相关控制技术后 ， 提高了能源利用率 ， 保证了 系统高效安全运行 ， 提高 了其 自动化控制水平和系 统可靠性。特别是采用 D C S系统控制后 能使故障 分散 ， 真正做到了集 中管理 ， 分散控制 ， 整个系统继 承了常规模拟仪表控制系统和计算机集 中控制的优 点 ， 而克服了单机控制系统危 险性高度集 中以及常 规仪表控制功能单一 ， 人机界面联系差的缺点。 责任编辑： 常丽芳 寻$ 每 s寻 $ 刁 粤 寻 $寻$ 8每 e 每 每 刁 习 $ 年 刁 寻 刁e 寻 e 寻 寻 刁 $ 刁 刁 s刁 ( 上接第 1 9页) 2 王晋育， 冉文清， 张延松 煤矿综采放顶煤工作面高浓 度粉尘的综合防治 J 中国安全科学学