DeltaV DCS系统在锅炉汽包水位控制中的应用

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1、1356化工自动化及仪表第39卷DeltaVDCS系统在锅炉汽包水位控制中的应用闫冬梅郭程昕(中国石油兰州石化公司电仪事业部，兰州730060)摘要介绍DeltaV控制系统的硬件组成，软件组态环境、功能和作用以及锅炉汽包水位三冲量控制组态中涉及到的主要组态功能块。同时，锅炉控制系统由HoneywellPlantScape改造为DehaVDCS后，对锅炉汽包水位三冲量控制方案在DeltaVDCS控制系统中的组态和应用进行了研究。关键词锅炉汽包水位控制系统DeltaVDCS组态三冲量中图分类号THl65+．4文献标识码B文章编号1000—3932(2012)10-1356-03DCS系统也

2、称分布式控制系统。DeltaVDCS系统的功能特点是模块化设计、开放的网络结构、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、调试方便并且运行安全可靠‘1I。锅炉安全运行的重要条件是将汽包水位控制在一个范围内。因此，汽包水位是一个非常重要的控制变量。三冲量控制是锅炉汽包水位控制中最主要的控制方法¨1。DehaV系统能够使三冲量控制方案在其系统组态中表现的直观、可靠、灵活。使用DehaV系统能够较好地满足锅炉生产中的控制、操作、诊断及维护等要求。1DeltaV系统1．1硬件DeltaV系统硬件包括电源、执行本地控制、管理数据及I／O子系统和控制网络之间通信的一个或

3、多个DeltaV控制器(可选冗余)、每个处理来自现场设备信息的控制器至少有一个I／O子系统、用于系统节点之间通信的控制网络(可选冗余)、一个或多个DehaV工作站、SI．力Ⅱ密狗。装在授权包中的SI一加密狗，插入主工程师站的并行打印机端口或通用串行总线(USB)的连接器。它为每个DeltaV系统提供唯一的识别符，允许把修改下装到系统中。在联机之前，可以使用开发SI_力Ⅱ密狗管理和组态DeltaV系统。1．2软件DehaV系统软件包括许多应用程序，可以组态、操作、归档和优化流程。主要的应用程序分为工程工具和操作员工具，先进控制、安装和在线帮助可使用附加的工具。主要的工程工具包括组态助手、

4、DeltaVEx—plorer、控制工作室和配方工作室。其他包括用户管理器、数据库管理员、FlexLock和系统参数选择。操作员工具用于过程控制系统的日常操作。主要的操作员工具是DehaVOperate运行、过程历史视图、诊断和批量操作员界面。DeltaV登录用于登录或注销DehaV系统，以及修改DehaV系统密码。1．3功能块1．3．1PID功能块PID功能块将所有必要的逻辑联合起来，实现模拟量输入通道处理，即非线性控制(包含平方误差和锯齿增益)的比例一积分一微分(PID)控制和模拟量输出通道处理。1．3．2计算／逻辑功能块LSCALC功能块能求解任意表达式，确定功能块的输出；可使用

5、表达式中的数学函数、逻辑算子、常数和参数引用；在计算／逻辑功能块中设有模式和报警检测。、1．3．3传递功能块传递功能块从两个模拟量输入信号中选择一个，并在一定时间之后传递到输出。从一个输入到另一个输入的传递通过线性斜坡而变得平滑。传递功能块支持信号状态传播，功能块设有模式或者报警检测。收稿日期：2012-04-25第lO期．；闫冬梅等．DeltaVDCS系统在锅炉汽包水位控制中的应用2锅炉汽包水位控制锅炉正常运行时，汽包液位是一个重要的监视参数，它反映了锅炉负荷与给水的动平衡关系。液位过高会影响汽水分离的效果，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，容易使水全部汽化导致

6、烧坏锅炉甚至爆炸。因此及时、准确地把水位控制在允许的范围之内，并能适应各种工况的运行，是保证机炉安全运行的重要条件。锅炉汽包水位的控制包括单冲量控制和三冲量控制。2．1单冲量控制启动阶段，当锅炉负荷较小、产气量在30％以下时，主要采用单冲量控制(图1)，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、OlP09，汽包水位01L03、01I／)4，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

7、使汽包水位等于设定值，当汽包压力、水位、主蒸汽温度、流量或给水流量任意一个出现报警时，副给水控制器将退出自动控制状态，强制进行手动控制，以保证锅炉的安全运行。图1单冲量控制原理2．2三冲量控制负荷继续升高，产气量达到一定程度时，仅用单冲量调节器，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％后，将采用三冲量控制方案。汽包水位经二选一