鍋爐中央控制管理計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)完成所有鍋爐系統(tǒng)重要運(yùn)行參數(shù)的歷史記錄、存儲(chǔ)、和產(chǎn)生報(bào)表并能打印輸出以及各鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的統(tǒng)一調(diào)配;同時(shí)根據(jù)鍋爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化,使鍋爐房成為新一代節(jié)約型能源中心。整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了控制分散,信息管理集中的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備控制思想的發(fā)展理念,具有投資性價(jià)比高,可靠性好、便于擴(kuò)展,技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。
證書號(hào):軟著登字第2723985號(hào)
一、 方案特點(diǎn)
1.1減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度
◆ 鍋爐燃燒系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中控制的實(shí)現(xiàn),減少了司爐人員的操作強(qiáng)度,正常情況下,司爐人員只需監(jiān)視鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)即可,非正常情況,司爐人員可隨時(shí)的將系統(tǒng)切換到手動(dòng)運(yùn)行的狀態(tài),通過后備儀表系統(tǒng)操作鍋爐的正常運(yùn)行。
◆ 鍋爐系統(tǒng)的生產(chǎn)報(bào)表可通過上位機(jī)的定時(shí)、隨機(jī)打印功能,按要求打印生產(chǎn)報(bào)表,減少了司爐人員的定點(diǎn)抄表工作量。
◆ 司爐人員有更多的精力投入到鍋爐設(shè)備的尋檢和管理當(dāng)中。
1.2保障鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行
本控制系統(tǒng)的故障報(bào)警保護(hù)功能完善,循環(huán)泵故障停機(jī)保護(hù)功能以及電機(jī)過載、欠壓、過流、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。利用本系統(tǒng)提供的聯(lián)鎖保護(hù)接點(diǎn)可方便的實(shí)現(xiàn)鍋爐各電機(jī)的聯(lián)鎖停爐保護(hù)。
1.3提高公司的自動(dòng)化管理水平
該自控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方案具備全面實(shí)現(xiàn)對鍋爐系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控和管理功能。各系統(tǒng)均能夠由獨(dú)立的PLC控制站(主控下位機(jī))自主完成鍋爐系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行與安全檢測。
2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
我方在進(jìn)行本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),嚴(yán)格遵循以下國家制定的鍋爐及相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn):
◆ GB/T 15317 --94《工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測方法》
◆ GB10180 《工業(yè)鍋爐熱工試驗(yàn)規(guī)范》
◆ GBJ/232-90、92《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》
◆ 《鍋爐房安全管理規(guī)則》(勞鍋?zhàn)諿1988]74號(hào))
◆ GB50259-96《電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》
◆ GB50171-92《電氣裝置安裝工程盤及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》
◆ GB10180-88《工業(yè)鍋爐熱工試驗(yàn)規(guī)范》
◆ 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》
◆ 《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》
◆ 《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)規(guī)定》
◆ 《分散控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)定》
◆ 《電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)冊》
◆ 《儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)定》
2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
我方在進(jìn)行本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),將嚴(yán)格遵循以下系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則:
安全性原則:由于鍋爐屬于壓力容器,而且工作環(huán)境比較惡劣,因此,控制系統(tǒng)首先要保證的就是鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的安全性,這是首要設(shè)計(jì)原則。為了達(dá)到安全的目的,在一次儀表和二次儀表的選型上,要嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)范,從根源上保證系統(tǒng)的安全。
可靠性原則:可靠性原則是針對控制系統(tǒng)的安全而言的,同樣是為了保證鍋爐的安全運(yùn)行,在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),要注意控制的層次和相應(yīng)層次的操作等級(jí)、權(quán)限。目前,國際上普遍認(rèn)同的可靠控制系統(tǒng)分為三個(gè)等級(jí):計(jì)算機(jī)上位監(jiān)控子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)和就地強(qiáng)電手動(dòng)操作子系統(tǒng),本項(xiàng)目也將嚴(yán)格按這種方式來設(shè)計(jì)整體控制系統(tǒng)。
科學(xué)性原則:科學(xué)性原則是指控制系統(tǒng)中選用的一次、二次儀表都屬于目前國內(nèi)和國際上的主流產(chǎn)品,同時(shí),控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是合理的,具有行業(yè)針對性的。
經(jīng)濟(jì)性原則:經(jīng)濟(jì)性原則是指在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí),從元器件品牌的選擇上,采用合理的配置,注重整體的效果,而不是一味選擇高價(jià)格的配置。畢竟,成本是項(xiàng)目實(shí)施中非常重要的一個(gè)因素。
先進(jìn)性原則:先進(jìn)性原則是指在系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)和元器件經(jīng)濟(jì)合理的前提下,要盡量保證控制系統(tǒng)符合國際上自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向,保證本控制系統(tǒng)在5-10年內(nèi)仍屬于比較先進(jìn)的鍋爐控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)構(gòu)架的設(shè)計(jì)是指整個(gè)鍋爐控制系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì),在嚴(yán)格遵循控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上,我方根據(jù)燃?xì)庹羝仩t的運(yùn)行特點(diǎn)和中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求,并考慮控制系統(tǒng)的科學(xué)性和先進(jìn)性要求,將整個(gè)群控系統(tǒng)按操作的等級(jí)分為上位監(jiān)控子系統(tǒng)、單臺(tái)鍋爐實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)兩個(gè)部分。
上位監(jiān)控子系統(tǒng)是整個(gè)鍋爐群控系統(tǒng)的指揮中心,所有鍋爐的信息都集中顯示在中央控制計(jì)算機(jī)中,在正常運(yùn)行情況下,操作員可以在指揮中心對模塊鍋爐進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,如控制參數(shù)的設(shè)置、修改,啟動(dòng)優(yōu)化控制程序,建立鍋爐節(jié)能分析報(bào)表等;同時(shí),上位監(jiān)控子系統(tǒng)起到信息和人員的管理職能,如建立重要鍋爐參數(shù)的歷史報(bào)表和趨勢,對現(xiàn)場操作人員的生產(chǎn)監(jiān)督,中央監(jiān)控操作員的權(quán)限設(shè)置等。上位監(jiān)控子系統(tǒng)一般建立在鍋爐房控制室內(nèi),由監(jiān)控軟件、通訊電纜、監(jiān)控操作平臺(tái)、打印機(jī)、不間斷電源等部分組成。
單臺(tái)鍋爐實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)是整個(gè)鍋爐群控系統(tǒng)的控制核心,如果說上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)是“大腦”的話,那么單臺(tái)鍋爐實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)就是“心臟”。所有正常狀態(tài)下的鍋爐控制都是由鍋爐控制柜來實(shí)現(xiàn)的??紤]到系統(tǒng)的安全性和可靠性,我方采用控制器和強(qiáng)電手動(dòng)操作共同來實(shí)現(xiàn)具體的控制功能;同時(shí),采用工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口/MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)鍋爐控制器與上位監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)建立在鍋爐房控制室內(nèi),核心控制器與上位監(jiān)控子系統(tǒng)安裝在同一平臺(tái)中,主要由一次傳感器、變送器(現(xiàn)場安裝)、核心控制模塊、強(qiáng)電手動(dòng)控制、控制柜等部分組成。
從橫向角度來看,上述群控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合國際上流行的“控制分散、監(jiān)視集中”的群控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。對于每個(gè)鍋爐系統(tǒng)而言,控制是相互獨(dú)立的,彼此不會(huì)干擾,而監(jiān)視系統(tǒng)又是集中的,信息是共享的,這有利于整體管理。從縱向角度看,鍋爐控制系統(tǒng)是安全可靠的,在正常情況下,操作員在上位監(jiān)控系統(tǒng)就可以對所有鍋爐進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,一旦上位系統(tǒng)發(fā)生故障,操作員可以通過鍋爐控制系統(tǒng)進(jìn)行操作,即使發(fā)生極端情況,操作員也可以通過控制柜的強(qiáng)電手動(dòng)操作對鍋爐進(jìn)行簡單的操作,而不會(huì)因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)影響鍋爐的正常運(yùn)行。因此,這樣的控制系統(tǒng)是強(qiáng)壯的、科學(xué)的、合理的。
以下是本群控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D,在以后的章節(jié)中將具體就單臺(tái)鍋爐控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
4.1鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)軟件基本功能
本系統(tǒng)具備很高的可靠性和實(shí)時(shí)性;采用成熟、先進(jìn)的開發(fā)平臺(tái),保證其開放性和可擴(kuò)展性,設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求。具有良好的可擴(kuò)性、穩(wěn)定性和聯(lián)網(wǎng)功能。便于功能和系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí),并充分保護(hù)用戶投資,使系統(tǒng)能適應(yīng)功能的增加和規(guī)模的擴(kuò)充等要求。主要功能如下:
① 密碼保護(hù)
② 監(jiān)控點(diǎn)摘要
③ 監(jiān)控點(diǎn)報(bào)警
④ 監(jiān)控點(diǎn)歷史
⑤ 動(dòng)態(tài)記錄
⑥ 動(dòng)態(tài)圖形
⑦ 表格監(jiān)視
⑧.運(yùn)行時(shí)間累積
4.2鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)軟件運(yùn)行下的監(jiān)視和控制功能
系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)的LCD液晶顯示器上實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件操作畫面包括:系統(tǒng)模擬動(dòng)態(tài)運(yùn)行流程圖總貌、煙氣、熱水、供(補(bǔ))水等各子系統(tǒng)的工作流程與狀態(tài),報(bào)警一覽、數(shù)據(jù)一覽等。系統(tǒng)連續(xù)采集和處理所得鍋爐有關(guān)的監(jiān)測點(diǎn)和設(shè)備狀態(tài)信號(hào),及時(shí)向操作員提供有關(guān)運(yùn)行信息。實(shí)現(xiàn)鍋爐安全運(yùn)行,一旦發(fā)生任何異常工況,及時(shí)報(bào)警,提高鍋爐的可利用率。系統(tǒng)包括模擬顯示、成組顯示、表格顯示、報(bào)警顯示、制表記錄、值班記錄與歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索及打印等。
采用圖控軟件組態(tài)設(shè)計(jì)監(jiān)控工作站的運(yùn)行監(jiān)控軟件,具有中文界面,操作提示和幫助系統(tǒng)。操作界面主要以流程圖方式表示,從總體流程圖直到每個(gè)單體的局部流程圖。在流程圖上顯示的設(shè)備均可以點(diǎn)擊進(jìn)入,以了解該設(shè)備的進(jìn)一步細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)或?qū)ζ溥M(jìn)行控制。工藝過程、運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)均以圖形方式直觀表示。
工藝流程與運(yùn)行監(jiān)視圖形包括:
A.系統(tǒng)總流程圖, B.鍋爐系統(tǒng)圖, C.煙氣子系統(tǒng)圖,
D.供水子系統(tǒng)圖, E.熱供、回水子系統(tǒng)圖, F.設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖,
G.系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)圖 H. 報(bào)警記錄圖表等。
系統(tǒng)主要參數(shù)的棒圖包括:
A. 鍋爐供回水溫度
B. 鍋爐所供能量(熱量);
C. 鍋爐排煙溫度
D. 電動(dòng)蝶閥開度
4.4數(shù)據(jù)庫的生成及查詢功能
提供整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)參數(shù)、各設(shè)備狀態(tài)以及各接口設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫,并能根據(jù)信息分類生成各種專用數(shù)據(jù)庫,具有在線查詢、修改、處理、打印等數(shù)據(jù)庫管理軟件,可進(jìn)行日常的操作及維護(hù),可以同其它關(guān)系數(shù)據(jù)庫建立共享關(guān)系,使之將來能與管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)操作。
保存在內(nèi)存中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)存貯有各種監(jiān)控對象的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)刷新周期應(yīng)可設(shè)置,以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度。短期歷史數(shù)據(jù)庫能保存7天的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和組合數(shù)據(jù),并不斷地予以刷新(其數(shù)據(jù)來自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫)。歷史數(shù)據(jù)庫中能存入各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警記錄、事故記錄、調(diào)度指令等。
4.5圖形生成及查詢功能
系統(tǒng)組態(tài)軟件具有功能強(qiáng)、實(shí)用有效的圖形顯示功能,能畫出工藝流程總圖、設(shè)置布置圖等。在確定監(jiān)控畫面后,可對監(jiān)控對象進(jìn)行形象的圖符設(shè)計(jì)、組態(tài)、連接、生成完整的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面,使用戶能在監(jiān)視器(顯示屏)上查詢到各種監(jiān)控對象的動(dòng)態(tài)運(yùn)行及超限位、故障信息,其形式可以是圖像、報(bào)表、曲線以及直方圖等。
同時(shí)還具有友好的漢化人機(jī)接口界面,采用圖形、圖標(biāo)方式,使管理人員方便地使用鼠標(biāo)及鍵盤對系統(tǒng)進(jìn)行管理、控制,通過監(jiān)控畫面的切換,進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)存貯、控制管理等各種操作。
可根據(jù)用戶需求選擇打印內(nèi)容,輸出至激光打印機(jī)。
4.6鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)圖
① 全貌圖
系統(tǒng)通過顯示屏顯示運(yùn)行狀態(tài),操作員通過顯示屏定時(shí)對鍋爐等設(shè)備運(yùn)行過程監(jiān)視和操作。
顯示屏每幅畫面顯示過程變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行設(shè)備狀態(tài),這些數(shù)據(jù)每秒鐘刷新一次。
② 控制回路:
控制系統(tǒng)劃分若干子系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完全遵守“獨(dú)立完整”的原則。
在自動(dòng)控制范圍內(nèi),控制系統(tǒng)能處于自動(dòng)方式而不需要任何性質(zhì)的人工干預(yù)。
控制系統(tǒng)能調(diào)節(jié)控制裝置以達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo),控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)性能要求的能力,不受到控制系統(tǒng)的限制。
控制系統(tǒng)有連鎖保護(hù)功能,以防止控制系統(tǒng)誤動(dòng)作,保證鍋爐正常運(yùn)行。
③ 成組顯示:
將相關(guān)的模擬量信號(hào),組合成成組顯示畫面,便于運(yùn)行操作人員調(diào)用查看。
成組信號(hào)分:鍋爐壓力、溫度等分別成組顯示。
④ 報(bào)警顯示:
報(bào)警顯示按時(shí)間順序排列.顯示最近產(chǎn)生報(bào)警信息。可查詢一年內(nèi)某天某時(shí)報(bào)警信息。工程師/操作員站能對報(bào)警信息進(jìn)行聲光報(bào)警。
具有報(bào)警應(yīng)答,對重要報(bào)警事件由操作員進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)答處理,報(bào)警應(yīng)答記錄報(bào)警產(chǎn)生時(shí)間和應(yīng)答時(shí)間,為事后進(jìn)行事故分析提供實(shí)際處理。
⑤ 報(bào)表:
報(bào)表包括交接班記錄、數(shù)據(jù)查詢和打印。交接班記錄和數(shù)據(jù)查詢可輸入日期查詢。
⑥ 歷史數(shù)據(jù)的檢索:
設(shè)置歷史數(shù)據(jù)的檢索目的是為了保存長期的運(yùn)行資料,以便日后檢查。
4.7 系統(tǒng)功能
設(shè)有系統(tǒng)交流電源穩(wěn)壓和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)UPS不間斷電源供電功能,以提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與各儀器、儀表的使用壽命;并有利于信息的保存。