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基于DCS的输煤控制系统
摘要1
1.引言1
系统简介2
控制站(CS)2
操作员工作站(OS)3
工程师站(ES)3
3.输煤系统总体工艺流程3
储煤系统4
上煤系统5
配煤系统6
4.输煤设备控制方式6
输煤控制系统I/O设备8
输煤系统硬件结构9
人机界面与10列表13
5.总结14
6.参考文摘15
基于DCS的输煤控制系统
摘要
输煤系统通过采用成熟的DCS技术,确保输煤系统可靠、稳定地运行,并且具备良好的系统扩展功能。
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、管理和分散控制的一捉新型控制技术。
Abstract:
theconveyingsystembyusingmatureDCStechnologytoensureconveyingsystemreliable,stableoperationandgoodsystematicfunctionexpansion.DCSsystemisalsocalleddistributedcontrolsystem,itsessenceiscomputertechnologytotheproductionprocessforcentralizedmonitoring,operation,managementanddecentralizationcontrollingacatchnewcontroltechnology.
1.引言
LI前,输煤系统使用的DCS覆盖了数据釆集和处理系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS),输煤工业电视、皮带秤和入炉原煤釆样系统等。
通过采用成熟的DCS技术,确保输煤系统可靠、稳定地运行,并且具备良好的系统扩展功能。
输煤程控改造后实现系统集中控制,运行人员在控制室内能对整个系统进行监控,实现全系统设备的启、停和自动程序控制功能。
皮带秤和入炉原煤采样系统纳入DCS,所有运行参数、报警信息以及设备运行状态可定时或随时打印,可根据实际需要打印生产统计报表和运行定期报表。
系统简介
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、管理和分散控制的一捉新型控制技术。
其功能特点是:
通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。
作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统,它以多层计算机网络为依托,将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起,实现各部分信息的共享的协调工作,共同完成控制、管理及决策功能。
控制站(CS)
控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元,完成整个丄业过程的实时监控功能。
控制站可冗余配置,灵活,合理。
在同一系统中,任何信号均可按冗余或不冗余连接。
对于系统中重要的公用部件,采用100%冗余,如主控制卡,数据转发卡和电源箱。
控制站特点:
1)卡件任意冗余配置
2)回路控制和逻辑控制
3)信号隔离I/O
4)冗余电源供电
5)带电插拔卡件
6)低功耗技术
操作员工作站(OS)
操作站是由工业PC机,CRT,键盘,鼠标,打印机等组成的人际系统,是操作人员完成过程监控管理任务的环境。
高性能工控机,卓越的流程图机能,多窗口画面显示功能可以方便地实现生产过程信息的集中显示,集中操作和集中管理。
工程师站(ES)
工程师站是为专业工程技术人员设汁的,内装有相应的组态平台和系统维护工具。
通过系统组态软件平台生成适合于生产工艺要求的应用系统,具体同能包括:
系统生成数据库机构定义,操作组态,流程图画面组态,报表程序编制等。
而是用系统的维护工具软件实现过程控制网络调试,故障诊断,信号调校等。
过程控制网ScnetII
过程控制网络实现工程师站、操作站、控制站的链接,完成信息、控制命令等传输,双重化让冗余设计,使得信息传输安全,高速。
3.输煤系统总体工艺流程
图1输煤系统总体工艺流程图
原煤通过翻车机到达皮带0,皮带0将原煤运输到煤场,通过斗轮机的煤块乂经过皮带1的运输,同时经除铁器0除铁之后到达滚油塞或者碎煤机,煤块被粉碎,除铁器2对煤粉再次除铁,到达皮带机2,在经过除尘之后到达煤仓。
输煤流程具有程序性特点。
系统启动时,按照逆煤流方向逐台进行;系统停止时,按照顺煤流方向逐台进行。
考虑到电厂的输煤控制对象较分散,在离控制室较远的皮带和煤仓附近设置远程I/O站。
整个系统分为四个子系统。
储煤系统
一个煤场、两台DQ8O3O型斗轮堆取料机、1号甲乙皮带机(与地面平行的皮带,头尾部两台电动机,可正反方向运行)及推土机、装载机等主要承担汽车进煤、火车进煤的堆放及取用。
斗轮堆取料机主要山斗轮机构、上部金属结构、悬臂胶带机、尾车、变幅机构、回转机构、中部料斗、门座、行走机构、平台扶梯、操作室、润滑及液压系统、滑线、受电装置及电气系统等组成,是高效连续堆取散状物料的理想设备。
上煤系统
上煤系统由2号皮带机、滚油筛、碎煤机、除铁器、除尘器、各转运站、电动三通挡板及燃煤计量设施、排污泵等组成。
实现燃煤从煤场到煤仓的运输。
滚油筛对进入碎煤机的原煤进行初级分离,散料走旁路,块煤进碎煤机。
筛碎设备为双路布置并设有旁路通道,便于灵活运行。
除铁器布置在碎煤机设备的前后皮带段,可以减少对设备的损坏。
除尘器分为喷淋式、水激式或水浴式除尘器,除去设备运行中皮带尾部落煤筒和原煤仓的煤粉扬尘,改善设备运行环境,减少粉尘污染。
各输煤栈桥有水冲洗设备,煤场及各皮带配有喷水装置,以调节燃煤水分,抑制扬尘。
如下上煤路线:
(1)#0甲皮带一#5甲皮带一#7甲、乙皮带一犁煤器一煤仓。
⑵推煤机一#0乙侧皮带(#1、#2轮斗机)一#8甲侧皮带一#2屮侧皮带一片1碎煤机一给料带反转一#3皮带一#5中、乙侧皮带一#7屮、乙侧皮带一犁煤器一煤仓。
(3)翻车机#1、#2给料带一片1屮、乙皮带一#2屮侧皮带一#1碎煤机一给料带反转一#3皮带一#5甲、乙侧皮带一#7甲、乙侧皮带一犁煤器一煤仓。
山上面的路线可知,系统的上煤路线较复杂,所以我们釆用了首先选择上煤终点,按山后向前的顺序选择上煤路线,直到选择上煤起点。
另外,我们也给出了儿条最优的上煤路线,供用户进行方便快速的选择。
配煤系统
III2号皮带机及其上面的电动犁煤器为原煤仓配煤,分为就地和程控手动配煤、程控自动配煤两种方式,自动配煤山煤位高低信号控制,分为顺序配煤、低煤位配煤、强制配煤、余煤配煤儿部分。
各煤场、皮带头部、尾部和原煤仓犁煤器上方均有摄像头,方便运行人员监控设备。
4.输煤设备控制方式
该系统采用HOLLiAS-MACS系统进行编程与控制。
HOLLiAS-MACS系统是山以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据服务器组成的综合自动化系统,完成大型、中型分布式控制系统(DCS)、大型数据采集监控系统(SCADA)功能。
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图2HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构
HOLLiAS-MACS系统硬件有工程师站、操作站、现场控制站(包括主控单元设备和I/O单元设备)、通讯控制站、系统服务器、系统网络、监控网络、控制网络等组成。
HOLLiAS-MACS系统软件包括:
工程师组态软件;操作员站在线软件;现场控制器运行软件;服务器软件等。
和利时公司在成功地开发并应用了HS-DCS-1OOO系统和HS2000系统之后,在系统地总结了各行业用户的意见和建议,充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术等最新发展动态的情况先,基于当今最先进的技术,采用成熟的先进控制算法,推出了公司的笫四代DCS系统HOLLiAS-MACS系统。
输煤控制系统I/O设备
输煤系统I/O设备,多为开关量设备,因此系统设备的I/O节点多为开关量输入与开关量输出节点。
不需要复杂的控制指令,便可以实现输煤系统的程控运行。
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图3输煤系统DI节点
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图4输煤系统DO节点
输煤系统硬件结构
根据输煤系统I/O节点,设计输煤系统的硬件结构框图,采用30个操作员站,采用双机冗余体制,保证系统的安全可靠运行。
图5输煤系统设备组态
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图6对数据库进行基本编译
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图7输煤系统控制组态
图8对数据库进行联编
图9实现数据库下装
人机界面与10列表
界面上主要实现了控制方式设置和流程选择菜单,运煤工艺流程图,实时运煤系统运行图,设备状态显示图,历史数据显示画面,故障报警一览表,皮带机的运行显示,煤仓煤位的显示,各皮带、碎煤机、轮斗机电机电流的显示,整个输煤系统的各个需要监视的部分均能在操作员站上显示出来,可以很好的防止输煤事故的发生,极大的提高了输煤系统的自动化水平。
图10总体界面框图
表1IO表清单
硬件型号苕
硬件说明心
实际点数
]|UCS主腔单元心
F1U43Q
8路热电阻模拟量输入模块一个心
2
8路热电偶模拟量输入模块一个〜
2
FM148A^
8路大信号模拟量输入模块两个「
10
FM151A^
6路模拟量输出模块一个「
2
FM16LDp
16路融点型开关量输入模块一个a
6
5.总结
经过三周的努力,终于完成了输煤控制系统的设计。
在这次课设的过程中,学到了很多东西。
感谢老师的指导与帮助,使得课设达到了预期的目的。
通过到图书馆査询资料和到网络上搜索教材,加深了对分散控制系统(DCS)的理解,了解了DCS系统在电厂中所发挥的巨大作用。
更坚左了自己要好好掌握DCS系统的决心,由于DCS具有可靠性高、系统配置灵活、使用维护方便等特点,保障了设备安全、提高了机组经济性、减轻了劳动强度、改善了劳动条件,而且为先进控制方法在热工过程控制的应用提供了便利的条件。
课设的过程中,在老师的指导下,学习并掌握了HOLLiAS-MACS系统的基本操作,但自己的掌握还很疏浅,需要进一步加强。
从这次的课程设计中,我深深的意识到将自己所学知识与现场实际联系起来,灵活运用的重要性。
在今后的学习中,我会牢牢记住这一点。
6.参考文摘
[1]白焰,《分散控制系统》,北京:
中国电力出版社,2000年
[2]李建强,《输煤系统和设备》,北京:
中国电力出版社,2008年
[3]王建国,《给粉系统分析》,北京:
中国电力出版社,2000年
[4]浙大中控.JX-300X集散控制系统培训教材(第二册).[M]杭州48
[5]历玉鸣.化工仪表及自动化.[M].北京:
化学工业出版社.1999:
185,214
[6]姚锡禄.现场总线控制技术.[M].北京:
高等教育出版社.2006:
56-5&
[7]孙增昕.只能控制理论与技术.[M].北京:
清华大学出版社,1997
[8]陆德民、张震基.石油化工自动化控制设计手册.[M].北京:
化学工业出版
社
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