城市供暖的鍋爐在啟停和運行的過程中都需要精確的實時控制,大多數(shù)鍋爐系統(tǒng)的控制還采用繼電器邏輯控制。這類系統(tǒng)自動化程序很低,大部分操作還是由手動來完成,只能處理一些開關量問題,無法處理系統(tǒng)的模擬量,即使控制一些開關量,其電氣線路復雜,可靠性不高,不便維護,實際鍋爐系統(tǒng)控制中每臺爐就需要一套繼電器控制系統(tǒng),而采用西門子S7-400系列可編程控制器設計的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了在大慶采油十廠油改煤工程中使三臺20T水爐的系統(tǒng)自動控制,并且實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的優(yōu)化控制。
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1 系統(tǒng)硬件構成

上位計算機系統(tǒng)硬件部分采用siemens觸摸屏式工控機,上位監(jiān)控組態(tài)軟件采用siemens公司wincc進行組態(tài)诈猎。熱源部分的控制系統(tǒng)采用siemens公司的大型雙冗余PLC可編程控制器S7-400H通過雙冗余光纖環(huán)網(wǎng)以100MBPS的速率與上位工控機相連利用TCP/IP網(wǎng)絡通過組件實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和分布式數(shù)據(jù)庫,鍋爐房各模塊及水處理間控制模塊間通過ProfiBus現(xiàn)場總線相連,水處理間配以可操作的siemens的觸摸屏。熱力站的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用siemens公司的S7-300系列PLC,通過MODEM市話撥號的方式以9600BPS的速率與控制中心相連,熱力站數(shù)據(jù)通過siemens觸摸屏,可在熱力站當前顯示订菇。

2 系統(tǒng)的功能
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2.1監(jiān)控功能

系統(tǒng)在運行過程中,上位機將下位機采集上來的鍋爐運行數(shù)據(jù)和熱力站傳送上來的運行參數(shù)進行實時處理,通過上位機的分析,判斷,實現(xiàn)對現(xiàn)場溫度消忘、壓力、液位哈误、流量哩至、煙氣含氧量等工藝過程參數(shù)的模擬動態(tài)顯示,通過下位機的反饋至上位機的信號實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表、風機蜜自、水泵及上煤系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)控菩貌。用產(chǎn)地通過上位機手動和自動切換,實現(xiàn)風機,水泵的啟、驮玻控制菜谣。系統(tǒng)與現(xiàn)場儀表,電氣設備配合可實現(xiàn)多變量閉環(huán)調節(jié)(如送風變頻控制、引風機變頻控制晚缩、給煤機變頻控制)和聯(lián)鎖控制(如上煤聯(lián)鎖控制)尾膊。

2.2調節(jié)控制功能

供暖燃煤鍋爐是一種多變量系統(tǒng),被控量之間的關系耦合程度高,因此本套系統(tǒng)配以優(yōu)化的控制軟件,該套軟件以供水溫度、煙氣氧量荞彼、爐膛負壓等為控制指標,室外溫度為補償量,同時具有PID控制,通過配置風煤化,前饋系統(tǒng),來加大或解除給煤調節(jié),送風機調節(jié)和引風機調節(jié)輸出間的前饋聯(lián)鎖,以求取給煤量,送風量和引風量的最佳控制參數(shù),從而實現(xiàn)燃燒的最優(yōu)控制冈敛〈Γ考慮到鍋爐的此三環(huán)節(jié)的對象為電機,所以PID手/自動切換時,加有無擾動切換。

2.3報警功能

系統(tǒng)具有故障報警(風機抓谴、水泵暮蹂、上煤系統(tǒng)等的啟、停故障等)和超限報警(高押恢、低液位鼻发、壓力、流量穿侵、溫度報警及用戶指定的其它參數(shù)報警)辑奔。
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2.4上煤聯(lián)鎖功能

本系統(tǒng)可實現(xiàn)手動操作,計算機聯(lián)動和自動控制。

2.5數(shù)據(jù)報表記錄功能

可根據(jù)用戶的要求,對熱網(wǎng)的供撰征、回水流量哲琼、溫度、壓力仔蟀、爐膛負壓等工藝參數(shù)及電機負載情況,報警記錄形成報表匯總怖冷。
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2.6數(shù)據(jù)查詢

計劃,打印功能,用戶對記錄的報表數(shù)據(jù),報警數(shù)據(jù)進行查詢、打印叼河。

2.7曲線功能

對用戶關心的溫度俺膊、流量等信號,系統(tǒng)以實時,歷史趨勢曲線的形式直觀地表示出來。

2.8壓力棒圖功能

系統(tǒng)可根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)顯示整個熱力管網(wǎng)的供水水壓圖,煙壓力和風壓圖,用以監(jiān)測網(wǎng)的不利點,便于供熱調度川愤。

2.9遠程通訊功能

熱力站和控制中心通過調制解調器可實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸勘伺。
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2.10冗余功能

為保障系統(tǒng)運行的可靠,計算機測控通訊網(wǎng)采用雙冗余光纖環(huán)網(wǎng),當一條網(wǎng)絡線出現(xiàn)故障時不會影響系統(tǒng)正常工作。兩臺上位機同為服務器,測控數(shù)據(jù)存于S7-400控制器中,使兩臺上位機數(shù)據(jù)同步,兩臺位機為對等關系,當一臺主機出現(xiàn)故障時,另一臺照樣運行,不受影響褂删。下位機控制器也采用雙冗余控制器,以保障系統(tǒng)不間斷地進行數(shù)據(jù)的實時采集,對現(xiàn)場儀表和控制器外圍供電電源也采用雙冗余工業(yè)電源,從而實現(xiàn)系統(tǒng)持續(xù),穩(wěn)定可靠的運行飞醉。

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