基于DCS的锅炉控制系统设计

1、DCS控制系统设计一被控对象：图1 锅炉设备工艺二工艺要求燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。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，排入大气。三DCS选型本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。四硬件控制站硬件1. 机柜：SP202结构：拼装尺寸：2100*800*600ESD：防静电手腕散热：两风扇散热接地：工作接地，安全接地

2、2. 机笼电源机笼：四个电源模块，型号：XP521I/O机笼：20个槽位，用于固定卡件3. 接线端子板冗余端子板：XP520R4. 端子转接板5. 主控卡：XP243X地址范围：2到127。后备锂电池模块：JP2，保持参数不丢失。6. 数据转发卡：XP233地址范围：0到157. I/O卡件(a) I/O点数计算.锅炉控制系统中数字量输入点数：启动；停止；点火；手动关闭蒸汽阀以上共计四个数字量输入。. 锅炉控制系统中数字量输出点数： 给风；1号风机；给燃料；2号风机；蒸汽阀 以上共计五个数字量输出。 . 锅炉控制系统中模拟量输入点数：汽包液位、温度、压力。以上共有三个模拟量输入（为了使模拟信号

3、可以远传，变送器均选择电压式）。(b) 卡件选择.XP363：触点型开关量输入卡。8路输入，统一隔离。.XP362：触点型开关量输出卡。8路输出，统一隔离。.SP314X: 电压信号输入卡。4 路输入，点点隔离，可冗余.XP221：电源指示灯。操作员站硬件1. PC机：显示器；主机；操作员键盘，鼠标；操作员站狗；2. Windows XP操作系统3. 安装Advan Trol-Pro实时监控软件。工程师站硬件1. PC机显示器；主机；工程师键盘，鼠标；工程师站狗2. 工程师站硬件可以取代操作员站硬件3. Windows XP操作系统4. 安装Advan Trol-Pro实时监控软件5. 安装组

4、态软件包通信网络(a) 信息管理网通讯介质：双绞线（星形连接），50细同轴电缆、50粗同轴电缆（总线形连接，带终端匹配器），光纤等；通讯距离：最大 10km；传输方式：曼彻斯特编码方式；(b)过程控制网络（SCnet 网）传输方式：曼彻斯特编码方式；通讯控制：符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议；通讯速率：10Mbps；节点容量：最多 15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站；通讯介质：双绞线，50细同轴电缆、50粗同轴电缆、光缆；通讯距离：最大 10km。n SCnet 网部件部件型号：SP024（10Base 2网卡，细同轴电缆）n 网卡地址设置类别地址范围网络码IP

5、地址操作站地址128.128.1129-160128.128.2129-160n 主控制卡SP243X地址设置：方法：使用拨号开关 SW2 的 S4、S5、S6、S7、S8 共五位用于设置本卡件的网络（SCnet）节点地址。拨在“ON”一侧时，表示“1”；反之，表示“0”。采用二进制码计数方法读数，其中自左至右代表高位到低位，即左侧（S4）为高位，右侧（S8）为低位。网络码选择128.128.1, S4、S5、S6、S7、S8分别拨至：OFF、OFF、ON、OFF，即主控卡地址选择位2。主控卡安装：HUB 必须可靠接地。n 通信接口卡SP244RS-485规范：连接方式：点对多，半双工方式同步

6、方式：主从应答方式数据格式：1 位起始位，1 位停止位，8 位数据（RTU ）奇偶校验：允许/禁止，奇/偶通信速率：1200/2400/4800/9600/19200bps端 口 数：1 个连接电缆：带屏蔽 2 芯双绞线SP244供电：+24V：80mASP244接线：SP244卡件安装在系统机笼内I/O卡件的任意槽位n SCnet 网络结构：细缆网络连接节点距离：大于185m，小于500米。不使用中继器：费用少，对应网卡除具有 RJ45 接口外，还应有 AUI 接口；如果网卡只具有 RJ45 接口，为与粗同轴电缆收发器相连接，必须配有相应的转换器（或带有 AUI 接口的集线器）；如果网卡具有

7、 AUI 接口，可通过收发器电缆直接与粗缆收发器的 AUI 接口相连；n HUB配置基本原则JX-300X 控制系统中，主控制站上必须采用架装的方式固定两个互为冗余的 16 口HUB；n SBUS总线SBUS 总线分为两层：第一层为为双重化总线 SBUS-S2。SBUS-S2 总线是系统的现场总线，物理上位于控制站所管辖的 I/O 机笼之间，连接了主控制卡和数据转发卡，用于主控制卡与数据转发卡间的信息交换。第二层为 SBUS-S1 网络。物理上位于各 I/O 机笼内，连接了数据转发卡和各块 I/O卡件，用于数据转发卡与各块 I/O 卡件间的信息交换。SBUS-S1 和 SBUS-S2 合起来称

8、为 JX-300X DCS 的 SBUS 总线， 主控制卡通过它们来管理分散于各个机笼内的 I/O 卡件。SBUS-S2 级和 SBUS-S1 级之间为数据存储转发关系， 按 SBUS 总线的 S2 级和 S1 级进行分层寻址。n SBUS 总线拨码设置SW102-5SW102-8 为地址设置拨码，SW102-8 为低位（LSB） ，SW102-5 为高位（MSB）。该系统对SBUS地址设置位4，即SW102-5SW102-8分别设置为：OFF、ON、OFF、OFF。SW102-1SW102-4 为系统资源预留，必须设置为 OFF 状态。五注意事项（a）使用环境1. 密封所有可能引入灰尘、潮气

9、和鼠害或其它有害昆虫的走线孔（坑）等；2. 保证空调设备稳定运行，保证室温变化小于 5/h，避免由于温度、湿度急剧变化导致在系统设备上的凝露；3. 避免在控制室内使用无线电或移动通信设备， 以防系统受电磁场和无线电频率干扰。（b）上电注意事项1. 系统重新上电前必须确认接地良好，包括接地端子接触、接地端对地电阻（要求 4 欧姆）；2. 系统上电应严格遵循以下上电步骤：1) 控制站A. UPS 输出电压检查；B. 电源箱依次上电检查；C. 机笼配电检查；D. 卡件自检、冗余测试等。2） 操作站依次给操作站的显示器、工控机等设备上电3） 网络A. 检查网络线缆通断情况；B. 做好双重化网络线的标记，上电前检查确认；C. 上电后做好网络冗余性能的测试。六. 仪器仪表及配件清单燃料阀1； 蒸汽阀1； 给水阀1； 引风机1； 鼓