dcs系统在锅炉控制中应用

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个人收集整理仅供参考学习DeltaV系统在锅炉汽包水位控制中地应用摘要：本文主要介绍DeltaV控制系统在锅炉汽包水位三冲量控制中地组态及应用.关键词：DeltaV组态应用三冲量Abstract:ThepaperintroducestheapplicationoftheDeltaVControlSysteminthree-impulsecascaderegulation.b5E2RGbCAPKeywords:DeltaVApplicationextractionthree-impulsep1EanqFDPw1前言DCS系统也称分布式控制系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制地新型控制技术.DeltaV系统是在传统DCS系统优势基础上结合90年代地现场总线技术，并基于用户地最新需求开发地新一代控制系统，其功能特点是：模块化设计、开放地网络结构、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等.DXDiTa9E3d汽包水位是锅炉运行地主要指标，是一个非常重要地被控变量，维持水位在一定范围内是保证锅炉正常运行地首要条件.水位过高时，饱和水蒸气带水过多，同时过热蒸汽温度急剧下降，影响运行地安全性和经济性.水位过低且负荷较大时，水地汽化速度加快，如不及时补水调节，就会使汽包内水全部汽化，导致炉管损坏，甚至引起爆炸.因此，对汽包内锅炉水位控制要求比较高.使用DeltaV系统能够较好地满足控制、操作、诊断、维护等要求.RTCrpUDGiT2DeltaV系统介绍12/12 个人收集整理仅供参考学习DeltaV系统是在传统DCS系统优势基础上结合90年代地现场总线技术，并基于用户地最新需求开发地新一代控制系统，它主要具有如下技术特点：5PCzVD7HxA开放地网络结构与OPC标准；基金会现场总线（FF）标准地数据结构；模块化结构设计；即插即用、自动识别系统硬件，所有卡件均可带电插拔，操作维护可不必停车；同时系统可实现真正地在线扩展；常规IO卡件采用8通道分散设计，且每一通道均与现场隔离，充分体现分散控制安全可靠地特点；DeltaV系统由冗余地控制网络、操作站及控制部分构成.2．1冗余地控制网络DeltaV系统地控制网络是以10M/100M以太网为基础地冗余地局域网（LAN）.系统地所有节点（操作站及控制器）均直接连接到控制网络上，不需要增加任何额外地中间接口设备.简单灵活地网络结构可支持就地和远程操作站及控制设备.jLBHrnAILg网络地冗余设计提供了通讯地安全性.通过两个不同地网络集线器及连接电缆，建立两条完全独立地网络，分别接入工作站和控制器地主副两个网口.DeltaV系统地工作站和控制器都配有冗余地以太网口.xHAQX74J0X12/12 个人收集整理仅供参考学习DeltaV系统可支持最多120个节点，100个（不冗余）或100对（冗余）控制器，60个工作站，80个远程工作站；它支持地区域也达到100个，使用户安全管理更灵活.LDAYtRyKfE2．2DeltaV系统工作站DeltaV系统工作站是DeltaV系统地人机界面，通过这些系统工作站，企业地操作人员、工程管理人员及企业管理人员随时了解、管理并控制整个企业地生产及计划.Zzz6ZB2LtkDeltaV系统工作站分为三种：ProfessionalPlus工作站；操作员工作站；应用工作站；图1DeltaV系统结构2.2.1ProfessionalPlus工作站12/12 个人收集整理仅供参考学习每个DeltaV系统都需要有一个ProfessionalPlus工作站.该工作站包含DeltaV系统地全部数据库.系统地所有位号和控制策略被映像到DeltaV系统地每个节点设备.dvzfvkwMI12.2.2.操作员工作站DeltaV操作员站可提供友好地用户界面、高级图形、实时和历史趋势、由用户规定地过程报警优先级和整个系统安全保证等功能.rqyn14ZNXI2.2.3.应用工作站应用工作站用于支持DeltaV系统与其它通讯网络，还可运行第三方应用软件包，并将第三方应用软件地数据链接到DeltaV系统中，能提供快速、可靠地信息集成.EmxvxOtOco2.3DeltaV系统控制器与IO卡件2.3.1.控制器DeltaV系统控制器地功能特点：自动分配地址－控制器有自动向DeltaV控制网络标识自己地能力，当控制器被插入时，它自动给自己分配一个唯一地地址，以即插即用.SixE2yXPq5自动I/O检测－控制器能够检测到安装在子系统上地I/O接口通道.一旦插入IO卡件，控制器就能知道I/O卡件所连接地现场设备地常用属性.6ewMyirQFL不间断控制操作－DeltaV系统提供了控制器冗余.在系统中12/12 个人收集整理仅供参考学习可以加入副控制器使其在备用方式下等待，并映象主控制器地操作.出现故障时，备用控制器就会无扰动地切换为主控制器而不中断过程操作，同时向用户发出控制器切换信息.kavU42VRUs图2控制器说明2.3.2.IO卡件DeltaV系统地所有IO卡件均为模块化设计，可即插即用、自动识别、带电插拔.3锅炉汽包水位控制12/12 个人收集整理仅供参考学习锅炉正常运行中，汽包液位是一个重要地监视参数，它反映了锅炉负荷与给水地动平衡关系.液位过高，会影响汽水分离地效果，产生蒸汽带液现象，液位过低会破坏水循环，影响省煤器运行,容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸.因此及时而准确地把水位控制在允许地范围之内，并能适应各种工况地运行，是保证机炉安全运行地重要条件.y6v3ALoS893.1包给水控制方式3.1.1单冲量控制M2ub6vSTnP启动阶段，当锅炉负荷较小，产气量在30%以下时，主要采用采用单冲量控制，汽包水位经过二选一选择器，传送至副给水控制器PI，在汽包压力01P08，01P09，汽包水位01L03，01L04，主蒸汽温度02T10，主蒸汽流量02F01,给水流量01F01高低报警均无时，根据水位设定值对测量值进行比例积分运算，自动控制指令由DCS送出，控制信号送至副给水阀01YC02，调节副给水阀开度，改变汽包给水流量，最终使汽包水位等于设定值，当汽包压力，水位，主蒸汽温度，流量，给水流量任意出现报警时，副给水控制器将退出自动控制状态，强制进行手动控制，以保证过路地安全运行.0YujCfmUCw12/12 个人收集整理仅供参考学习图3控制原理图3.1.2三冲量控制eUts8ZQVRd负荷继续升高，产气量达到一定程度时，仅用单冲量调节器，12/12 个人收集整理仅供参考学习当遇到负荷急剧变化，虚假液位出现时，PI控制器就会误以为汽包液位突然升高，从而关小给水阀，控制给水流量，影响生产并造成了危险，所以当负荷（蒸汽流量）大于30％以后，将采用三冲量控制方案.sQsAEJkW5T汽包水位经二选一，进入PID调节器1（称为三冲量水位调节器），将汽包水位与给定值地偏差进行PID运算，其输出送至主给水流量调节器PID2，成为主给水调节器地设定值.主给水流量调节器PID2接受给水流量01F01反馈信号，并将主蒸汽流量02F01与01F01进行运算，作为主给水流量调节器PID2地前馈信号，这样不但可以控制给水阀，迅速克服给水流量地波动.还可以使进入汽包地给水与送出地蒸汽保持平衡，从而有效地克服虚假液位对调节品质地影响，使汽包液位维持在设定值.同样当运行工况或设备发生异常时，既在汽包压力01P08，01P09，汽包水位01L03，01L04，主蒸汽温度02T10，主蒸汽流量02F01,给水流量01F01任一存在高低报警时，将被强制转入手动操作状态，并且禁止外部切换，以保证生产过程地安全运行.GMsIasNXkA4DeltaV系统在汽包水位控制中地应用4.1三冲量组态程序中用到了传递功能块，PID功能块，以及计算/逻辑功能块.传递功能块XFR1地主要作用是进行信号选择，并在特定时间之后把选择地信号传递到输出.PID功能块1作为控制回路地主调节器，PID功能块2作为控制回路地负调节器.计算/逻辑功能块CALC1主要用于逻辑处理.计算/逻辑功能块CALC2实现计算功能.TIrRGchYzg12/12 个人收集整理仅供参考学习图3系统组态图汽包液位01L03，01L04由两个外部参数IN1和IN2引入至传递功能块XFR1地IN_1和IN_2参数.SELECT是布尔量，与流程图中地按钮相连接，作为中间变量，将按钮地赋值传递给功能块XFR1地SELECTOR参数，实现液位地选择，当流程图中地按钮处于释放状态时，SELECTOR被赋值0，传递功能块将IN_1地值传递至输出，当SELECTOR为1时，IN_2传递值输出.7EqZcWLZNX传递功能块XF1地输出引致PID1，做为主调节器地PV值，SP值与外部相连，由操作人员，通过流程图画面中地Faceplate面板赋值.通过比例，积分，微分运算之后，赋给副调节器PID2地CAS_IN参数，12/12 个人收集整理仅供参考学习在串级控制模式下，CAS_IN就作为副调节器地给定值参与控制.在计算/逻辑功能块CLAC2中，给水流量与主蒸汽流量进行运算后，作为副调节器地PV值，引入到PID2中.最终将计算后地值送至AO，控制01YC01动作.lzq7IGf02E计算/逻辑功能块CALC2主要是用于逻辑判断，对控制器地控制模式进行切换.当汽包压力01P08，01P09，汽包水位01L03，01L04，主蒸汽温度02T10，主蒸汽流量02F01,给水流量01F01高低报警出现时，主，副调节器均被强制到手动控制状态，禁止外部切换，保证生产过程地正常运行.当单冲量投自动运行模式时，三冲量地主，副控制器保持在手动控制模式，同样，在三冲量投用串级控制模式时，单冲量被保持在手动模式，实现单/三冲量地互不干扰.zvpgeqJ1hk5综述DeltaV运用于三冲量控制能够较好地控制汽包液位，消除干扰，在化工领域中被广泛应用.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有Thisarticleincludessomeparts,includingtext,pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership.NrpoJac3v112/12 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