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口腔医院锅炉及换热站控制方案口腔医院锅炉及换热站控制方案(技术文件)目 录1.某大学电子工程有限公司简介41.1某电子承揽本项目的优势41.2 某电子与本工程相关的部分工程业绩52. 本工程技术方案设计原则62.1 工程技术方案设计依据62.1.1 业主提供的设计院设计资料62.1.2 规范和标准62.2 本工程热工控制范围72.3 本工程热工控制方式82.3.1 现场仪表及控制方式82.3.2系统控制方式82.3.3 低压配电电源部分92.4 本工程热工控制的基本特点92.4.1 链条锅炉控制的基本特点102.4.2 链条炉的工艺流程及特性描述112.4.3 换热站控制的基本特点123. 链条炉的控制方案143.1 链条炉过程控制系统组成143.2 链条炉电气控制及安全联锁系统143.3 链条炉运行工艺对控制系统的要求143.4 链条炉控制系统的配置153.5 操作员站画面203.6 链条炉控制方案设计213.6.1 链条炉汽包水位控制系统213.6.2 链条炉燃烧过程控制系统233.6.3 链条炉炉膛负压控制系统253.6.4 链条炉过热蒸汽温度控制系统253.6.5 链条炉电气及安全联锁控制系统263.6.6 链条炉除氧器控制系统264. 背压（抽凝）式汽轮机的控制方案284.1 汽轮机过程控制系统组成284.2 汽轮机电气控制及安全联锁系统284.3 汽轮机控制方案设计305. 公用系统的控制方案326. 主要设备的选型说明326.1 罗克韦尔自动化产品介绍326.1.1 ControlLogix集成控制平台326.1.2 NetLinx开放网络体系结构33ControlNet网络35EtherNet(以太网)386.1.3软件产品39ControlLogix编程软件RSLogix500039通讯软件RSLinx40RSViewSupervisoryEdition41企业级控制数据事务处理软件RSSql497. 本工程热工系统IO统计表507.1 蒸汽锅炉系统IO统计表507.2 4#7#汽机(背压)IO测点统计表547.3 5#6#汽机（抽凝）IO测点统计表587.4 公用系统除氧给水IO测点统计表637.5 公用系统减温减压器IO测点统计表667.6 汽轮机汽机保护（ETS）IO测点统计表688. 本工程某电子供货设备统计表708.1 某电子供货设备清单汇总表708.2 某电子公司供货设备清单分项表718.2.1 DCS系统和热控用盘柜设备清单719. 技术服务与设计联络72 某大学电子工程有限公司简介 某大学电子工程有限公司前身是某大学电子工程研究所，该所成立于1990年，于1999年进行了股份制改造，建立了具有现代企业运营机制的高技术股份制企业，并更名为某市某大学电子工程有限责任公司，是某市高新技术企业。 公司自创立以来就一直致力于机电一体化产品、智能仪表、工业自动化系统的开发和研制，取得了丰硕成果，1999年股份制改造之后，某电子广聚英才，厚积薄发，凭借雄厚的技术实力和市场竞争力，已由传统的工控系统研发和制造商，迅速成长为技工贸一体的高科技企业，业务涉及机电一体化产品、智能仪表、工业自动化产品研发制造、软件开发，工业自动化系统集成、计算机网络系统集成，电力设备、仪器仪表、电子产品代理销售。 某电子多年的产品开发研制和工程技术实践，培养锻炼了一支经验丰富，有战斗力和技术突破力的团结的队伍。这支队伍既具有深厚的专业理论基础，又具有较强的开发能力。在石油、矿山、化工、电力、冶金、装备制造、水处理、汽车、航空、制药等行业取得了优秀的业绩。 天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物；某电子愿以一流的技术、 一流的的产品、一流的的服务、一流的管理与各界朋友精诚合作，共展宏图，实现产业报国的愿望。1.1 某电子承揽本项目的优势 （1）系统选用SIEMENS进口产品，质量可靠，通讯能力强。（2）本地化设计、制造、调试、售后服务，能够及时发现问题并迅速解决问题。（3）公司技术力量雄厚，设计、生产均由公司自主完成。（4）公司具有完整的质量保证体系贯彻于产品的设计、开发、生产、安装和服务全过程。（5）公司在相关领域有众多工程业绩，积累了丰富经验，为用户提供先进、完整的综合自动化解决方案。1.2 某电子与本工程相关的部分工程业绩（锅炉和汽机控制系统）序号用 户 名 称设 备 名 称年份1辽宁北良2X50MW锅炉DCS主控系统20042鹤岗热力公司9#锅炉机组DCS控制系统20073华电热电厂锅炉换热站变频控制系统20074大庆银浪锅炉房245t/h蒸汽锅炉及汽机DCS系统20075双矿集团东荣二矿520t/h蒸汽锅炉DCS控制系统20086云南小龙源2X100MW主控DCS控制系统20058锦州房屋管理站供热有限公司220t/h锅炉PLC计算机控制系统20029长春经济技术开发区供热中心445t/h蒸汽锅炉DCS控制系统200210吉林镍业公司4*35T/H锅炉DCS控制系统200311贵州鸿福实业公司自备电厂130T/H锅炉DCS控制系统200412沈阳皇姑热电厂2*75T/H流化床锅炉DCS控制系统200413鹤岗矿务局南山矿2X45T/H蒸汽锅炉及汽机DCS系统200614吉林蛟河热电厂2*75T/H流化床锅炉及汽机DCS系统200515吉林长山化肥厂2*75T/H流化床锅炉DCS控制系统200516呼和浩特白塔机场4*20T水炉2*35T汽炉DCS控制系统200517长春大成生化工程有限公司245t/h蒸汽锅炉及汽机DCS系统200518伊春林业发电厂15MW汽轮机DCS控制系统200619深圳龙岗垃圾电厂2*45T/H蒸汽锅炉DCS控制系统锅炉200620华能北京热电厂主控DCS控制系统200421广西贵港水力发电站2*35T/H锅炉及汽机DCS控制系统200522大庆物业集团物业二公司登峰燃煤锅炉房集中供热工程锅炉DCS控制系统200723内蒙古集宁市集中供热集团 锅炉及换热站控制系统20032. 本工程技术方案设计原则某口腔医院三台3*6t/h蒸汽锅炉，的设计方是某省轻工设计院。我方技术文件完全按照设计院图纸文件编写，并结合我公司在锅炉自控方面的大量工程经验，提出我公司的控制方案。2.1 工程技术方案设计依据某电子工程有限公司作为控制工程的承包方，将认真的以设计院提供的资料为依据，以相关的规范和标准为准绳，根据我公司从众多工程业绩中积累的丰富经验，为用户提供先进、完整的综合自动化解决方案。2.1.1 业主提供的设计院设计资料业主提供的某省轻工设计院的资料共分4册，见下表。序号卷册编号卷册名称1L375-K1锅炉热工控制2L375-K2汽机热工控制3L375-K3公用系统热工控制4L375-D1站用电动机二次接线2.1.2 规范和标准某电子工程有限公司在投标、设计、制造、安装、调试等阶段，将严格按照下述规范的最新版本执行。美国防火协会（NFPA）ANSI/NFPA 70 国家电气规范美国电子和电子工程师协会（IEEE）ANSI/IEE 472 冲击电压承受能力导则（SWC）ANSI/EEE 488 可编程仪表的数字接口美国电子工业协会（EIA）EIA RS-232-C 数据终端设备与串行二进制进行数据交换的数据通讯设备之间的接口美国仪器学会（ISA）ISA IPTS 68 热电偶换算表ISA RP55.1 数字处理计算机硬件测试美国科学仪器制造商协会（SAMA）SAMA PMS 22.1仪表和控制系统功能图表示法美国电气制造商协会（NEMA）ANSI/NEMA ICS4 工业控制设备和系统的端子排ANSI/NEMA ICS6 工业控制设备和系统外壳执行 美国保险商实验室（UL）UL 1418 电视用阴极射线管的防内爆UL 44 橡胶导线、电缆的安全标准中国国内标准：火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程 (DL435-91)火力发电厂锅炉炉膛安全监视系统设计技术规定 (DLGJ-116-93)火电厂分散控制系统在线验收测试规程 (DL/T659-1998)火力发电厂锅炉炉膛安全监视系统在线验收测试规程(DL/T655-1998)火力发电厂数据采集系统在线验收测试规程 (DL/T656-1998)火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程 (DL/T657-1998)火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程 (DL/T658-1998)2.2 本工程热工控制范围本工程热工控制范围如下： 3台6t/h蒸汽锅炉，1套除氧给水系统、2套减温减压系统。本工程控制系统IO点统计如下:热工I/O点数：AIAODIDO4-20mAPT100CU50KSE4-20mA185755020482463电气I/O点数：AIAODIDO4-20mAPT100CU50KSE4-20mA42241881772.3 本工程热工控制方式2.3.1 现场仪表及控制方式1.检测：锅炉：锅炉主蒸汽流量，温度，压力，汽包水位，炉膛温度，负压，烟风道温度等。2.调节：锅炉汽包水位三冲量调节，燃烧调节，除氧器压力，水位调节，主蒸汽温度、压力调节，减温减压器温度、压力调节等。3.显示及控制：锅炉控制均在PLC系统内显示及控制，控制设备为现场电动阀、或变频器；仪表配电在相应配电柜上引出。4. 现场仪表设备：热电偶、热电阻、压力及差压变送器、流量计、压力表、温度计、液位传感器、电动调节阀、电动执行机构、变频器等设备。2.3.2系统控制方式1.系统概述：系统由网络、工程师站、操作员站、打印服务站、管理网网关、现场控制站等组成。2.系统功能：数据采集、控制运算、闭环控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、记录及事故追忆、图形显示、报表打印、组态、调试、诊断等。3.硬件环境：工控机，彩色液晶显示器；以太网卡，交换机等 4.软件环境：软件包括：Windows 2007；Office 2007；操作员站编程软件；控制器编程等软件。5.热工信号：所有热工信号及故障报警信号都能在PLC系统显示。2.3.3 低压配电电源部分低压配电柜此为热工控制系统总电源柜,给锅炉热控系统、公用系统有关的现场设备配供电。同时为PLC控制柜、工程师站、操作员站、汽机就地控制盘、打印机等设备供电。2.4 本工程热工控制的基本特点本控制系统结构示意图如下：2.4.1 链条锅炉控制的基本特点锅炉作为能源动力转换的重要设备，其整个运行状况对于生产的安全，稳定高效具有决定性的意义。链条炉是一种应用最广泛的火床炉，至今已有一百多年的发展历史。该炉型目前在我国小型电厂(热电厂、自备电厂)和化工企业中使用很普遍。对于链条炉，和其它类型的锅炉相比较，它的主要特点是运行较为稳定，负荷可以较大范围的提升。但是其较大的滞后反应，笨重的燃料供给设备，风烟配比等问题决定了在调节控制方面的难点。 链条炉的特点是： (1)供热、供汽量的不确定性，由于热、汽用户在不同时间段对负荷的要求差别较大，故链条炉负荷变动大且频繁。(2)链条炉容量一般较小，出于经济考虑一般厂家对检测元件的配备往往不能很好地满足常规控制方案的设计，这给自控的设计、运行带来很大的困难。2.4.2 链条炉的工艺流程及特性描述链条锅炉的燃烧和汽水系统流程示意图如下。链条炉是一种典型的火床炉，煤在火床-水平运动的炉排上燃烧，空气从炉排下方自下而上引入。煤从煤斗落到炉排上，经过炉闸门时被刮成一定的厚度，然后进人炉膛，在炉排上分段燃烧成渣，产生的热量被炉膛中的受热面吸收产生蒸汽，蒸汽在汽包内聚集并引出经过低温过热器、减温器、高温过热器、集汽箱到主蒸汽管。燃烧产生的烟气经高、低温过热器，省煤器，空预器，除尘后经烟囱排入大气。燃料量主要通过改变炉排的转速来实现，常规控制方法是手动调整炉排转速来改变进入炉膛的燃料量。在本项目中炉排电机没有使用变频器来控制炉排的转速，建议提高对炉排机的控制水平，对提高链条炉的燃烧控制效果有很重要的作用。（设计院有，见自控设备表13页）链条炉的鼓风机和引风机已经采用了变频器来控制风机的转速，取消了耗能的风机挡板，这对提高链条炉的燃烧控制效果也有很重要的作用。当负荷变化大或煤种改变时，常规控制方案是手动调整炉闸门的高度来改变煤层厚度或通过改变炉排的转速来实现，调节送风保持合适的风煤比，调节引风量维持炉膛的负压。 汽包水位由给水总阀调节，主蒸汽温度由减温水阀调节通过面式减温器的减温水量来进行调节。与循环流化床锅炉相比，链条锅炉在运行控制上比较简单，燃烧相对安全稳定，基本没有CFB锅炉易熄火、结焦的危险。但链条炉仍是一种非线性、时变、多变量耦合的复杂对象，国产65t/h以下中、小型链条锅炉除了具有上述中的特点外，还具有如下的特点：（1）锅炉没有风量检测设备，控制中无法取得风量信号。（2）炉膛温度测点较少，燃烧的控制往往需要操作人员综合各种情况，甚至观察火位、看火焰颜色来调整，因此燃烧控制的经验性较强，常规的控制方法比较难以进行满意的控制。（3）二次风、炉闸门高度等一般使用手动控制。（4）控制要求没有CFB锅炉高，对蒸汽压力和温度的控制精度要求不高。从上面的特点来看，对本项目中的4台链条锅炉只要采用基于熟练操作工经验的控制方法，模仿操作人员对过程的操作，就能取得比常规控制理想的效果，从而维持链条炉自控的高投运率。在以往的35t/h链条锅炉流程示意图所示意的实际工程中，我们就采用了这种控制方法，在3年多的运行中没有发生因控制系统缺陷而影响生产的现象，说明这种控制方法是有效的。2.4.3 换热站控制的基本特点3. 链条炉的控制方案本工程中的4台35t/h蒸汽链条锅炉在控制原理和方法方面都是相同的，所以下面就以1台35t/h蒸汽链条锅炉为例，根据我公司以往的工程经验介绍链条炉的控制方案。3.1 链条炉过程控制系统组成链条锅炉过程控制系统基本由如下的分系统组成。(1) 锅炉燃烧自动控制系统（带氧量校正）(2) 汽包水位自动控制系统(3) 主蒸汽温度控制系统(4) 炉膛负压自动控制系统(5) 除氧器压力自动控制系统(6) 除氧器水位自动控制系统(7) 减温减压器温度、压力自动控制系统3.2 链条炉电气控制及安全联锁系统链条炉电气控制及安全联锁系统基本完成如下的联锁。(1) 锅炉热工联锁(2) 引风机安全联锁(3) 鼓风机安全联锁(4) 炉排机安全联锁(5) 给水泵安全联锁3.3 链条炉运行工艺对控制系统的要求a、实现各个单元操作的集中监控，包括：温度、压力、流量、液位等物理量的监测与控制。动态参数检测、控制必须准确、可靠。b、必要的保护措施,对突发事件等，系统应采取相应的保护措施，确保在紧急情况下或需要的时候对一些关键的控制点（阀门、马达等）实施保护措施。c、配置必要的报警和联锁。d、重要参数的记录和方便地查阅实时趋势和历史趋势。e、可随时监测有关单元的有关参数或重要设备的运行情况。f、控制系统操作简单，参数设置、调整方便，便于操作，人性化的操作界面。g、操作员站显示整个生产工艺流程，修改和打印各种有关参数。3.4 链条炉控制系统的配置我们公司从生产更为可靠和经济方面考虑，决定采用ROCKWELL 公司的PAC系统来完成本项目4台35t/h链条炉的控制功能。该系统能够实现连续控制、批量控制和逻辑控制等多种控制算法。我公司将认真细致地分析生产工艺对控制的要求，合理地设计方便于操作工监视、操作的流程图画面。对于4炉4机的控制，我们采用9个操作员站，其中4个操作员站分别负责监控6#、7#、8#、9#链条炉，其他4个负责监控4#、7#、5#、6#汽机；最后一个操作员站负责控制除氧给水系统、减温减压器系统等公用系统的设备，每台操作员站与DCS之间都由以太网连接，这样就构成了一套分布式数据采集与控制系统。其中任意一台操作员站均可设置成具有能对DCS进行调试和下载的功能；同时每个操作员站间互为备份，一台发生故障不会影响系统运行。从整体系统的可靠性角度来考虑，我们将控制系统设计成高冗余系统(DCS计算机集散控制系统),包括电源冗余,CPU冗余，通讯冗余等。整套DCS系统采用AB公司的集散控制系统。 (2)分散隔离措施全分布智能IO模块采用FLEX I/O系列，采用导轨安装，可集中，可分散，也可远程分布；将控制有效地分散到各个IO模块，所有I/O通道均可隔离，DI光电隔离，DO光电隔离或继电器隔离），并且支持热插拔。(3)迅速维修措施l 高性能诊断I/O模块能够提供数字量及模拟量I/O掉线和无负载检测等，大大方便了调试和维护。l 所有I/O无需硬件设置。全部通过软件组态。易于快速配置I/O系统。l 带电子熔断的输出模块能通过软件复位，无需更换保险丝。l 所有模块支持带电插拔。能更容易，迅速有效的进行维护而几乎不影响整个系统运行。l 光电隔离和数字滤波可有效地减少信号干扰。l 作为一种故障诊断帮助，在模块的前面还设有状态指示器，用于指示输入或输出以及故障状态。l 所有模块都有闪速内存。可由用户通过软件对模块进行升级。l I/O模块可直接将故障情况报告给处理器。 DCS配置图3.5 操作员站画面任意一台操作员站和工程师站都具有相同的组态画面，任意一台操作员站都能替代工程师站，操作员站之间也能互相替代。操作员站至少有下列组态画面。a 总貌画面b 分组画面c 单点画面d 趋势画面e 报警画面f 图形画面g 棒图h 报表（2小时打印主要参数、班报、日报、月报。）i历史数据存储3.6 链条炉控制方案设计链条炉是重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽，以满足负荷的需要。为此，链条炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。链条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、燃料量、减温水、送风和引风量。主要输出变量包括汽包水位、过热蒸汽温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等。因此链条炉是一个多输入、多输出且相互关联的复杂控制对象。3.6.1 链条炉汽包水位控制系统链条炉汽包水位是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数，尤其对现代锅炉而言，允许的汽包蓄水量波动也越来越小，因此必须严格控制水位在规定范围之内。在此方案中汽包水位控制系统设计为在给水流量反馈控制基础上引入蒸汽流量前馈冲量而构成的三冲量汽包水位控制系统，如下图所示。单冲量气包水位控制系统： 以气包水位为被控参数，给水量作为控制变量可构成下图所示的单冲量控制系统。 单冲量调节框图 在单冲量控制系统中，当锅炉蒸气负荷（流量）突然大幅度增加时，由于假水位现象，调节器不但不及时开大给水阀来增加给水量，反而去关小调节阀的开度，减少给水量。这样，由于蒸气量增加而给水量减少，使气包存水量减少。等到假水位消失后，气包水位会严重下降，甚至会使气包水位降到危险的程度，以至发生事故。对于负荷变动较大的大、中型锅炉，单冲量系统不能保证水位稳定，难以满足水位控制要求和生产安全。而对于小型锅炉，由于蒸气负荷变化时假水位的现象不明显，如果再配上一些相应的联锁报警装置，这种单冲量控制系统也能满足生产的要求，并保证安全生产。双冲量气包水位控制系统：相对单冲量系统，双冲量增加了针对主要干扰-蒸气流量扰动的补偿通道，实质上是蒸汽流量前馈与液位流量串级系统组成的复合控制系统。当蒸汽流量变化时，链条炉汽包水位控制系统中的给水流量控制回路可迅速改变进水量以完成粗调，然后再由汽包水位调节器完成水位的细调。三冲量控制系统：它包含给水流量控制回路和汽包水位控制回路两个控制回路，采用蒸汽流量信号对给水流量进行前馈控制时，当蒸汽负荷突然发生变化，蒸汽流量信号使给水调节阀一开始就向正确方向移动，即蒸汽流量增加，给水调节阀开大，抵消了由于“虚假水位”引起的反向动作，因而减小了水位和给水流量的波动幅度。当由于水压干扰使给水流量减少的信号，开大给水阀门，使给水量保持不变。另外，给水流量信号也是调节器动作后的反馈信号，能使调节器及早知道控制的效果，所以三冲量给水控制系统，调节器动作快，还可以避免调节过头，减少波动和失控。这样，汽包水位很少受到影响。三冲量给水控制系统主回路简化方块图见下图：三冲量调节框图另外，当链条炉处于低负荷运行时，水位控制系统可自动切换到单冲量调节。当发生负荷的突增、突降情况时，往往会引起较高的水位波动，这时采用经典的三冲量控制，难以克服干扰因素水位的大扰动，此时，可采用单冲量汽包水位控制，单冲量汽包水位控制还可用于给水流量，主汽流量等仪表的损坏，检修或者启停时的控制。3.6.2 链条炉燃烧过程控制系统链条炉燃烧过程自动控制系统的任务很多，包括使链条炉出口蒸汽压力稳定，保证燃烧过程的经济性以及维持炉膛压力稳定。因此，链条炉燃烧过程自动控制系统按照控制任务的不同可分为三个子控制系统，即蒸汽压力控制系统、烟气氧量控制系统和炉膛负压控制系统。如下图所示。燃烧部分的控制是整个控制的核心。燃烧过程控制又可以分成送风控制、炉排转速控制、炉膛负压控制，此三部分相互关联。燃烧系统自动调节的第一个任务是维持锅炉出口蒸汽压力保持稳定，克服自身燃料方面的扰动，保证负荷与出力的协调；第二个任务是使燃料量与空气量相协调（风煤比），保证燃烧的经济性；第三个任务是使引风量与送风量相适应，维持炉膛压在一定范围内。由于锅炉在运行过程中负荷经常发生变化，这样必须随负荷变化及时调整燃料量，锅炉中，进出热量的平衡体现在锅炉出口蒸汽压力，负荷调节即压力调节，压力调节通过燃料量的调节即炉排转速的改变来实现。因此在具体的控制设计中基本上应根据负荷来设定炉排转速粗调，根据锅炉出口蒸汽流量来细调炉排转速；根据炉排转速来设定送风粗调，由烟气含氧量来细调送风量，再根据送风来调整引风以维持负压。细调过程在规则控制中实现，粗调在大的负荷变动中采用。粗调要求有比较准确的炉排转速与负荷的对应表、鼓风与引风的对应表。细调要求有准确的专家经验。对应表及规则表可写入程序并可在界面中修改。为了保证燃烧效果的最佳，采用根据排烟的含氧量大小，对进风进行调整的方法，使燃烧始终处于较为经济的状态。（最佳风煤比）对于链条炉进风量的调节是通过变频器控制鼓风机的转速完成的，增加鼓风机的转速时将加大进风量，降低鼓风机的转速时将减少进风量。3.6.3 链条炉炉膛负压控制系统炉膛负压过高或过低都会影响锅炉的安全生产和经济燃烧。若炉膛负压过小，容易局部喷火，不利于安全生产;若炉膛负压过大，则漏风严重，从而导致总风量增加、烟气热损失增大、煤耗增加。炉膛负压的稳定是通过炉膛负压、送风量、引风量3个变量参数信号经过控制系统内各功能块的作用，调节引风变频转速，控制其引风量来实现的。当负荷增大时，热负荷调节器发出信号，通过调速电机增大给煤量。同时，与给煤量成比例的送风量也由于送风调节器的动作，使送风量相应增大，此时炉膛负压立即下降，需增加引风量以保证炉膛负压的稳定。由于调节器要在炉膛负压变化后才有输出，虽然引风调节器的输出调节了引风变频的转速，但在一段时间内炉膛负压仍在下降。因此将送风调节器的输出作为引风调节器的前馈信号，送到炉膛负压调节回路的引风调节器，使送风调节器动作时引风调节器立即动作，以解决测量滞后问题。引风量实际上是送风量的微调。以上调节可通过AB的DCS控制系统来实现。3.6.4 链条炉过热蒸汽温度控制系统过热蒸汽的温度是链条炉生产过程的重要参数，一般由链条炉和汽轮机制造厂家的工艺确定。从安全生产和经济技术指标上看，必须控制过热蒸汽温度在允许范围之内。在链条炉控制系统中，过热蒸汽温度控制系统设计为如下图所示。调节手段是改变减温水流量。从结构上看，这是一个简单的单回路控制系统，但是实际系统存在以下问题：根据过热蒸汽温度1来控制减温水流量Q。当过热器入口蒸气温度或减温水出现扰动时，要等到出口蒸气温度发生变化后，调节器才开始动作，控制减温水流量Q；而Q改变之后，又要经过一段时间，才能影响过热蒸气温度1。这样既不能及早发现扰动，控制器又不能及时发挥作用，过热蒸气温度1将出现较大的动态偏差，难以满足工艺要求。实际控制中采用引入过热器入口温度做为副控参数，够成如下图的串级控制系统。过热器蒸汽温度串级控制系统方块图见图3：见图3说明： :烟气流量和温度变化的扰动:入口蒸汽流量和温度的扰动:减温水压力变化的扰动:入口蒸汽温度:出口蒸汽温度:减温器出口温度在此系统中，减温器出口温度对于减温水Q的控制作用的反应要比过热蒸气温度1的反应及时得多。3.6.5 链条炉电气及安全联锁控制系统本项目中将完成如下的联锁。(1) 锅炉热工联锁(2) 引风机安全联锁(3) 鼓风机安全联锁(4) 炉排机安全联锁(5) 给水泵安全联锁3.6.6 链条炉除氧器控制系统除氧器控制系统包括除氧器压力和液位两个控制子系统。在链条炉控制系统中，除氧器压力控制系统和除氧器液位控制系统都设计为单回路PI控制方式。在满足链条炉生产的实际要求的前提下，单回路PI控制方式具有结构简单、容易整定和实现等优点。除氧器控制系统的控制方案示意图如下图所示。对于除氧器压力系统而言，当除氧器压力发生变化时，压力控制系统调节除氧器的进汽阀，改变除氧器的进汽量，从而将除氧器的压力控制在目标值上；同样，对于除氧器液位系统，当除氧器液位发生变化时，液位控制系统调节除氧器的进水阀，改变除氧器的进水量，从而将除氧器的液位控制在目标值上。 4. 换热站控制方案从千手佛锅炉房引进400mm一次水供回主干线作为院区采暖热源干线；将住院处院区以各主楼为中心划分成5个独立供热系统，各供热系统要求具备可交换汽水热源；换热器、循环泵、补水泵容量一备一用；各分系统在主管线进楼宇前设立分回水联箱，集中配水；设立软化水补水水箱，提高补水水质；设立泳池水补水回路，以提供泳池水循环通路，提高泳池水的新鲜度；要求设立统一控制系统，可实现各分系统恒压补水，可调节各分系统循环量，可调节各分支回路循环量，可测量各分支回路供回水流量、压力、温度，可测量各分系统一二次侧供回温度、压力，可测量补水流量，能形成各参数曲线，能采集不小于两个采暖季的各参数数据库，能实时测量外环境温度并提供各分系统运行模式指导，能对各设备故障及漏泄故障进行实时报警并形成报警记录，以最大限度调整用热平衡节约能源，并提高系统安全性。（2）供汽站从口腔医院锅炉房引进200mm主蒸汽干线作为院区蒸汽热源主干线；设立集中分汽缸进行分配；预留5条蒸汽出口以备扩展；各蒸汽进出口设立流量计以统计干线及各支路蒸汽流量。4.1 换热站控制系统组成。4.2 汽轮机电气控制及安全联锁系统我公司在设计本项目中的4x3MW背压式汽轮机的控制方案时，根据已完成的同类项目，设计如下的汽轮机保护联锁逻辑。序号主汽门关闭投入条件保护设计值备注1发电机主保护动作（SOE）4.3 汽轮机控制方案设计在设计本项目中的4x3MW背压式汽轮机的控制方案时，根据已完成的同类项目和设计院提供的资料，在汽轮机DCS控制系统中设计如下的汽轮机保护。序号汽机SOE信号汽机SOE信号备注1主汽门关闭主汽门关闭2发电机脱网发电机脱网3发电机主保护动作发电机主保护动作4汽机转速超速3300rpm停机汽机转速超速12%停机5润滑油压降至0.02MPa停机润滑油压降至0.03 MPa停机6低于运行背压0.1MPa停机背压高停机7转子轴相位移大于1.4mm停机转子轴相位移大于0.7mm停机8轴承回油温度超过75停机前后轴承振动大于II值停机9轴承回油温度超过70停机10各轴承轴瓦温度超过100停机5. 公用系统的控制方案公用系统是由除氧给水系统、减温减压器系统组成。公用系统的控制模块在公用系统DCS控制柜中，控制采用单回路控制。（见设计院系统框图）6. 主要设备的选型说明61西门子产品描述（1）CPU 315-2 DP 的技术数据技术数据订货号MLFB 6ES7315-2AG10-0AB0 硬件版本 01 固件版本 V 2.0.0 相关的程序包 自STEP 7 V 5.1 + SP 4 开始 存储器工作存储器 集成式 128 KB 可扩展 否 装载存储器 随MMC 插入（最大8 MB）MMC 上的数据存储寿命（遵循最终编程） 至少10 年 缓冲 MMC 保证（免维护） 执行时间以下各项处理时间 位指令 最少0.1 s 字指令 最少0.2 s 整数运算 最少2.0 s 浮点运算 最少3 s 定时器/计数器及其保持性地址区S7 计数器 256 保持性地址区 可组态 缺省 从C0到C7 计数范围 0 到999 IEC 计数器 是 类型 SFB 编号 无限制（仅受RAM 大小限制） S7 定时器 256 保持性地址区 可组态 缺省 不可保留 定时器范围 10 毫秒到9990 秒IEC 定时器 是 类型 SFB 编号 无限制（仅受RAM 大小限制） 数据区及其保持性地址区位存储器 2048 个字节 保持性地址区 是 预设保持性地址区 MB0 到MB15 时钟存储器 8（1 个存储字节） 数据块 编号 1023（数量在1 到1023 之间） 大小 16 KB 本地数据容量 最大每任务1024 字节/每块510 块总计 1024（DB、FC、FB） 如果使用另一个MMC，则可装载的最多块数可能会减少。 OB 请参见“指令列表” 大小 16 KB 嵌套深度 每优先级等级 8 故障OB 中的附加数 4 FB 请参见“指令列表” 最大数 1024（数量在0 到2047 之间） 大小 16 KB FC 请参见“指令列表” 最大数 1024（数量在0 到2047 之间） 大小 16 KB 地址区 (I/O)I/O 地址区总计最多2048 字节/2048 字节（可任意寻址） 分布式 最大2000 I/O 过程映像 128/128 数字通道 最大16384 其中中央位置 最大1024 模拟通道 最大1024 其中中央位置 最大256 删除模块机架 最大4 每机架模块数 8 时间时钟 是（HW时钟） 缓冲 是 缓冲期 通常为6 周（在40 C 环境温度下） 缓冲期到期时的时钟特性 时钟继续运行，关闭电源时按原来的日时钟继续 运行。 精确度 每日偏差： 10秒 运行时间计数器 1 编号 0 值范围 2 31 小时（如果使用SFC 101） 间隔 1 小时 可保留 是；必须在每次重新启动后手动重启 时间同步 是 在PLC 中主站 在MPI 上主站/从站 测试和启动功能状态/控制变量 是 变量 输入、输出、存储器位、DB、定时器、计数器 变量数 状态变量 控制变量 30 30 14 强制 变量 输入/输出 变量数 最大10 块状态 是 单步 是 断点 2 诊断缓冲区 是 条目数（不可组态） 最大100 通讯功能PG/OP 通讯 是 全局数据通讯 是 GD 电路数 8 GD 包数 发送器 接收器 最大8 最大8 最大8 GD 包大小 一致性数据 最大22 字节 22 个字节 技术数据 作为服务器 是 作为客户机 是（通过CP 和可装载FB） 每个作业的用户数据 一致数据 最多180 字节（使用PUT/GET） 64 字节（作为服务器） S5 兼容的通讯是（通过CP 和可装载FC） 连接数目 16 可用于 PG 通讯 保留（缺省） 可组态 最大15 11 到15 OP 通讯 保留（缺省） 可组态 最大15 1 1 到15 基于S7 的通讯 保留（缺省） 可组态 最大12 12 0 到12 编程编程语言 LAD/FBD/STL 指令集 请参见“指令列表” 嵌套层次 8 系统功能 (SFC) 请参见“指令列表” 系统功能块 (SFB) 请参见“指令列表” 用户程序保护 是 尺寸安装尺寸W x H x D（毫米） 40 x 125 x 130 重量 290 g 电压、电流电源（额定值） 直流24 V 允许的范围 20.4 V 到28.8 V 电流消耗（空载运行） 通常为60 mA 接通电流 通常为2.5 A 功耗（额定值） 0.8 A I2t 0.5 A2s 电源线外部保险丝熔断（建议） 最小2 A 功率损耗 通常为2.5 W （2）数字量输入模块 数字量输入模块SM 321; DI 16 x DC 24 V； 16 点输入，电气隔离为16 组 额定输入电压24 VDC 适用于开关以及2-/3-/4-线接近开关 (BERO)数字量输入模块的技术数据技术数据尺寸和重量尺寸W x H x D (mm) 40 x 125 x 117 重量 大约200 g 模块专用数据支持同步模式 不支持 输入点数 16 电缆长度 非屏蔽最长600 m屏蔽最长1000 m电压、电流、电位同时控制的输入点数 垂直安装位置 最多可达40 C 16 水平安装位置 最多可达60 C16通道和背板总线之间电气隔离有 不同电路之间允许的电位差75 VDC / 60 VAC 绝缘测试电压 500 VDC 背板总线电流消耗最大10 mA 模块功率损耗 通常为 3.5 W 状态、中断、诊断状态显示 每个通道的绿色LED 中断 不支持 诊断功能 不支持 传感器选择数据输入电压 额定值24 VDC 对于 “1” 信号13 V 到30 V 对于 “0” 信号-30 V 到 +5 V对于 “1” 信号输入电流通常为 7 mA 输入延迟 “0” 向 “1” 过渡1.2 ms 至4.8 ms “1” 向 “0” 过渡1.2 ms 至4.8 ms输入特性 符合IEC 61131，类型1 2 线制BERO 的连接 支持 允许的静态电流 最大1.5 mA （3）数字量输出模块数字量输出模块SM 322; DO 16 x DC 24 V/0.5 A；(6ES7 322-1BH01-0AA0) 16 点输出，电气隔离为8 组 输出电流为0.5 A 额定负载电压24 VDC 适用于电磁阀、DC接触器和信号灯数字量输出模块的技术数据技术数据尺寸和重量尺寸W x H x D (mm) 40 x 125 x 117 重量 大约190 g 模块特性数据支持同步模式 不支持 输出点数 16 电缆长度 未屏蔽 屏蔽 最长600 m 最长1000 m 电压、电流、电位额定负载电压L+ 24 VDC 累积输出电流 （每组） 水平安装位置 最多可达40 C 最多可达60 C 最大4 A 最大3 A 垂直安装位置 最多可达40 C 最大2 A 电气隔离 通道和背板总线之间 有 通道之间 分成的组数 有 8 允许的电位差 不同电路之间 75 VDC / 60 VAC 绝缘测试电压 500 VDC 电流消耗 背板总线供电 负载电压L+（空载）供电 最大80 mA 最大80 mA 模块功率损耗 通常为 4.9 W 状态、中断、诊断状态显示 每个通道的绿色LED 中断 不支持 诊断功能 不支持 技术数据执行器选择数据输出电压 对于信号 “1” 最小L+ (-0.8 V) 输出电流 对于信号 “1” 额定值 允许范围 0.5 A 5 mA 到0.6 A 对于信号 “0”（漏电电流） 最大0.5 mA 输出延迟（阻性负载） “0” 向 “1” 过渡 最长100 s “1” 向 “0” 过渡 最长500 s 负载阻抗范围 48 到4 k 灯负载 最大5 W 两个输出并联 用于冗余负载控制 支持（仅限同组输出） 用于提高性能 不支持 数字量输入控制 支持 切换频率 阻性负载 最大100 Hz 感性负载（符合IEC 947-5-1，DC 13） 最大0.5 Hz 灯负载 最大10 Hz 断路时内部感应电压限制值 通常为 L+ (-53 V) 输出短路保护 支持，电子型 阈值 通常为 1 A （4）模拟量输入模块模拟量输入模块SM 331; AI 8 x 14 位高速；同步； 4 个通道组中8 点输入测量值精度13位 + 符号 每个通道组的可选测量方法 电压 电流 每个通道组的用户特定测量范围 可编程硬件中断 可编程诊断 可编程诊断中断 带限制监视功能的2 个通道超限时的可编程中断 与背板总线接口电气隔离 与负载电压电气隔离（不适用于2 线传感器）模拟量输入模块14位高速模块的技术数据尺寸和重量尺寸W x H x D