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燃煤工业锅炉微机监控系统主要系统设计功能及实现

燃煤工业锅炉微机监控系统主要系统设计功能及实现:

     硬件是系统长时间无故障运行的基础,运行品质则由系统软件平台和软件编程人员工程能力、经验等保证。

     系统为满足容易操作、界面友好、安全运行等要求进行设计,系统核心功能可分为模拟量控制、数据采集与监视、顺序控制几个要素,因此特列本章作重点论述。

3.1数据采集监视功能(DAS)

各级时间段存入硬盘,以备在将来调用分析。

DAS功能为:快速准确地采集参数数据、设备状态、参数报警、性能指示,为操作人员提供操作依据。

3.1.1 模拟图-------工业流程模拟图分为系统总览图、燃烧系统图、汽水系统图、烟气系统图等,模拟图显示锅炉运行状态、各种变量数值、设备状态,处于报警的变量以变色、闪烁等方式显示;

圆角矩形标注: 报警区圆角矩形标注: 时间区以下是从现场取得的总貌画面和单元画面:

圆角矩形标注: 主画面区圆角矩形标注: 系统功能菜单区

3.1.2  成组显示------成组显示系统中的主参数 、副参数,为操作人员提供相关部分更加详细的信息;

3.1.3  趋势分析-----通过趋势分析画笔组态和数据动态链接,创建实时趋势和历史趋势图,对相关量进行趋势分析,使操作人员及时了解系统运行变化趋势,并作出判断;

3.1.4  事件报警和系统响应------整个系统中随机发生的事件处理都归在报警处理中,这些事件包括模拟量越限、计算机系统本身的故障报警、操作员的重要操作等,由程序设置决定报警的形式;

3.1.5  报表------系统可以按照用户的管理要求,创建基于EXCEL文件格式的各类报表,便于运行状况记录和生产管理分析;

3.1.6  记录和打印-----可以随机或周期性打印报警记录、操作记录、报表以及系统分析曲线、过去历史数据等;

3.1.7  历史数据记录和调用-----系统可以将各个输入输出点的采集值按照秒级时间段存入硬盘,以备在将来调用分析。

3.2 模拟量控制(MCS)

     模拟量控制主要应用的技术有:燃烧控制、汽包水位三冲量控制、炉膛负压控制。

     工业蒸汽锅炉是一个多变量输入、多变量输出的复杂热工控制对象,系统控制效果好坏,集中反映在控制系统对各个模拟量处理方式上,从各个模拟量采集,到相关量的控制输出,运用了现代热工控制最为典型的技术手段。

工业蒸汽锅炉控制以系统稳定、负荷自我调节适应性能好作为系统设计的标准,针对目前国内结构特点,结合锅炉系统时间常数小,在详细分析过去热工项目中处理多变量非稳态系统成功经验和掌握锅炉运行实际工况特征基础上,我们在项目中拟采用主要以PID为调节方法的计算机系统。

下面就主要的调节功能作简要论述:

3.2.1 汽压—燃烧调节

     汽压与燃烧控制。燃烧系统将以满足负荷为目标进行调节控制。负荷的大小将以蒸气压力的变化来表现。下图为计算机控制系统中蒸汽压力和燃烧控制原理框图(计算机内部程序)。锅炉负荷变化时,瞬时蒸汽压力会发生相应变化,通过炉排电机和鼓风调节回路共同作用使蒸汽压力恢复稳定。在燃烧过程中存在风煤比的寻优问题。人工控制时,一般是参考仪表显示数据,根据操作者各自经验配风,存在一定的盲目性;计算机控制时,系统严格按照燃烧规律进行连锁调节,不仅与负荷变化跟踪速度快,而且控制曲线柔和,加上本系统中装载有优化燃烧控制,使节能效果与控制品质得到充分体现。

蒸汽压力和燃烧控制框图

3.2.2 汽包水位三冲量控制(也可以为单冲量、双冲量)

     汽包水位三冲量控制又称给水控制,它反映给水量与供汽量的动态平衡,属于典型的串级加前馈控制方式。给水流量作为副调回路,克服给水流量变化扰动;汽包水位作为主调回路;蒸汽流量作为前馈量克服虚假水位现象,使水位达到很高的控制精度。 

汽包水位控制原理图

3.2.3  炉膛压力控制

     为减少热损,提高燃烧经济性,同时加强操作安全性,必须将锅炉炉膛负压控制在一个很稳定的区间内。在引风调节方案中,炉膛负压测量值经和设定值一起送入PID调节回路中进行运算,引入鼓风前馈增加调节响应特性,运算结果控制引风变频器动作,满足锅炉运行要求。

炉膛负压控制

以上MCS模拟量调节控制方案,均通过软件编程,在计算机系统中处理输入输出数据,实现控制策略。

3.3 顺序控制系统(SCS) 

3.3.1基本要求

      SCS用于启动/停止锅炉机组系统中的子组项。一个子组项被定义为锅炉的某个设备组,一台送风机等。

      设备的联锁、保护指令具有最高优先级;手动指令比自动指令优先。被控设备的“启动”、“停止”或“开”、“关”指令将互相闭锁,且使被控设备向安全方向动作。

      通过联锁、联跳和保持跳闸功能来保证被控对象的安全。机组的联锁及保护跳闸功能,包括紧急跳闸均采取硬接线连接。

      保护和闭锁功能设计成经常有效的。

3.3.2下面列出的顺序控制子组项包括在SCS中。

鼓风机子功能组

满足下列条件时启动鼓风机:

—未按下停鼓风机按钮

—无鼓风机启动失败信号

—按下启动按钮

当鼓风机运行时,满足下列条件之一则停止鼓风机:

—按下停鼓风机按钮

—无引风机在运行

—鼓风机启动失败

—鼓风机跳闸

引风机子功能组

满足下列条件时启动引风机:

—按下启动引风机按钮

—未按下停引风机按钮

—无引风机跳闸信号

—未按下引风机停止按钮

当引风机运行时,满足下列条件之一则停止引风机:

—按下停引风机按钮

—引风机启动失败

—引风机跳闸

炉排电机子功能组

满足下列条件时启动炉排电机:

—按下炉排电机启动按钮

—无炉排电机启动失败信号

—无炉排电机跳闸信号

满足下列条件之一时停止炉排电机:

—按下炉排电机停止按钮

—炉排电机启动失败

—炉排电机跳闸

l:给水泵子功能组等

各个动力设备顺序控制均通过变频器的开关状态输入输出点设定完成,部分顺序控制开关状态引入计算机系统。

燃煤工业锅炉微机监控系统主要系统设计功能及实现

燃煤工业锅炉微机监控系统主要系统设计功能及实现 2018-1-30 本文被阅读 716 次
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