2023年基于DCS输煤控制系统.docx

基于DCS输煤控制系统 基于DCS的输煤控制系统 目录 1 1.引言 1 2.DCS系统简介 2 2.1控制站(CS) 2 2.2操作员工作站〔OS〕2 2.3工程师站〔ES〕3 3.输煤系统总体工艺流程 3 3.1储煤系统 4 3.2上煤系统 4 3.3配煤系统 4 4.输煤设备控制方式 5 4.1 输煤控制系统I/O设备 6 4.2 输煤系统硬件结构 7 4.3 人机界面 9 5. 总结 10 6. 参考文摘 11 基于DCS的输煤控制系统 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: the conveying system by using mature DCS technology to ensure conveying system reliable, stable operation and good systematic function expansion. DCS system is also called distributed control system, its essence is computer technology to the production process for centralized monitoring, operation, management and decentralization controlling a catch new control technology. 1.引言 目前，输煤系统使用的DCS覆盖了数据采集和处理系统〔DAS〕、模拟量控制系统〔MCS〕，输煤工业电视、皮带秤和入炉原煤采样系统等。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。 2.DCS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、安装简单标准化、调试方便、运行平安可靠等。 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，实现各局部信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。 2.1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，完成整个工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 2.2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。 2.3工程师站〔ES〕工程师站是为专业工程技术人员设计的，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Scnet II 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，使得信息传输平安，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，通过斗轮机的煤块又经过皮带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。 3.1储煤系统 一个煤场、两台DQ8030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、装载机等主要承当汽车进煤、火车进煤的堆放及取用。斗轮堆取料机主要由斗轮机构、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。 3.2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别离，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→#5甲皮带→#7甲、乙皮带→犁煤器→煤仓。          (2) 推煤机→#0乙侧皮带(#1、#2轮斗机)→#8甲侧皮带→#2甲侧皮带→#1碎煤机→给料带反转→#3皮带→#5甲、乙侧皮带→#7甲、乙侧皮带→犁煤器→煤仓。          (3) 翻车机#1、#2给料带→#1甲、乙皮带→#2甲侧皮带→#1碎煤机→给料带反转→#3皮带→#5甲、乙侧皮带→#7甲、乙侧皮带→犁煤器→煤仓。          由上面的路线可知，系统的上煤路线较复杂，所以我们采用了首先选择上煤终点，按由后向前的顺序选择上煤路线，直到选择上煤起点。另外，我们也给出了几条最优的上煤路线，供用户进行方便快速的选择。 3.3配煤系统 由2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，自动配煤由煤位上下信号控制，分为顺序配煤、低煤位配煤、强制配煤、余煤配煤几局部。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系统是由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、数据效劳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。 图2 HOLLiAS-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、系统效劳器、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；效劳器软件等。 和利时公司在成功地开发并应用了HS-DCS-1000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开展动态的情况先，基于当今最先进的技术，采用成熟的先进控制算法，推出了公司的第四代DCS系统HOLLiAS-MACS系统。 4.1 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。 图3 输煤系统DI节点 图4 输煤系统DO节点 4.2 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，保证系统的平安可靠运行。 图5 输煤系统设备组态 图6 对数据库进行根本编译 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 4.3 人机界面与IO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局部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1 IO表清单 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，使得课设到达了预期的目的。通过到图书馆查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。更坚决了自己要好好掌握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，保障了设备平安、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系统的根本操作，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，2023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 2004.3/48 [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.2022:56-58, [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 2000.434-441