JX-300XP DCS控制系統(tǒng)在大型水泥純低溫余熱電站的應用
1.引言
浙江紅獅水泥股份有限公司2×7.5MW純低溫余熱電站由2×2500t/d線的4臺余熱鍋爐、1×5000t/d線的2臺余熱鍋爐和2臺7.5MW汽輪發(fā)電機組等設備組成，其DCS控制系統(tǒng)采用浙江中控技術有限公司JX-300XP系統(tǒng)來實現(xiàn)，并由浙江中控承擔DCS系統(tǒng)的設計和調(diào)試工作，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、遠程通訊、自動控制、集中操作等功能要求。
2．WebField JX-300XP DCS
JX-300XP DCS的基本組成包括工程師站（ES）、操作站（OS）、控制站（CS）和通訊網(wǎng)絡SCnet II。在通訊網(wǎng)絡上掛接通信接口單元(CIU)可實現(xiàn)JX-300XP DCS 與PLC等數(shù)字設備的連接；通過多功能計算站（MFS）和相應的應用軟件AdvanTrol-PIMS可實現(xiàn)與企業(yè)管理計算機網(wǎng)的信息交換，從而實現(xiàn)整個企業(yè)生產(chǎn)過程的管理、控制全集成綜合自動化。JX-300XP DCS覆蓋了大型集散控制系統(tǒng)的安全性、冗余功能、網(wǎng)絡擴展功能、集成的用戶界面及信息存取功能，系統(tǒng)規(guī)模變換靈活，可以實現(xiàn)從一個單元的過程控制，到全廠范圍的自動化集成。
JX-300XP DCS控制網(wǎng)絡SCnet II連接工程師站、操作站、控制站和通訊處理單元。通訊網(wǎng)絡采用總線形或星形拓撲結構，遵循開放的TCP/IP協(xié)議和IEEE802.3標準。SCnet II采用1：1冗余的工業(yè)以太網(wǎng)，TCP/IP的傳輸協(xié)議輔以實時的網(wǎng)絡故障診斷。其特點是可靠性高、糾錯能力強、通信效率高。SCnet II真正實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的開放性和互聯(lián)性。通過配置交換器（SWITCH），操作站之間的網(wǎng)絡速度達100Mdps，而且可以接多個SCnet II子網(wǎng)，形成一種組合結構。
3．DCS控制系統(tǒng)總體設計
根據(jù)天津水泥工業(yè)設計院的設計方案，該項目分成以下工段：一線窯頭和窯尾余熱鍋爐，二線窯頭和窯尾余熱鍋爐，三線窯頭和窯尾余熱鍋爐，化學水處理系統(tǒng)，冷卻水處理系統(tǒng)，1#汽機發(fā)電機油處理系統(tǒng)，2#汽機發(fā)電機油處理系統(tǒng)。根據(jù)此方案，DCS系統(tǒng)配置兩個現(xiàn)場控制站：1#站控制本地連接1#汽機發(fā)電機油處理系統(tǒng)I/O信號，控制站下接四個遠程I/O機柜，分別連接一線窯頭、窯尾、二線窯頭、窯尾余熱鍋爐I/O信號；2#站控制本地連接2#汽機發(fā)電機油處理系統(tǒng)、化學水處理系統(tǒng)、冷卻水處理系統(tǒng)I/O信號，控制站下接二個遠程I/O機柜，分別連接三線窯頭和窯尾余熱鍋爐I/O信號。
1．根據(jù)DCS系統(tǒng)的控制站配置原則，采用入圖1系統(tǒng)配置：
|
信號類型 |
公用控制站 |
1#窯尾遠程站(SP) |
1#窯頭遠程站(AQC) |
2#窯尾遠程站(SP) |
2#窯頭遠程站(AQC) |
3#窯尾遠程站(SP) |
3#窯頭遠程站(AQC) | |
|
AI |
4～20mA |
110 |
13 |
15 |
13 |
15 |
15 |
20 |
|
RTD |
Pt100 |
66 |
2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
3 |
|
TT |
K |
0 |
4 |
5 |
4 |
5 |
8 |
5 |
|
AO |
4~20mA |
17 |
0 |
2 |
0 |
2 |
0 |
2 |
|
DI |
無源干觸點 |
440 |
19 |
25 |
19 |
25 |
19 |
25 |
|
DO |
無源干觸點 |
191 |
7 |
10 |
7 |
10 |
7 |
10 |
|
合計 |
824 |
45 |
60 |
45 |
60 |
51 |
65 | |
4．DCS系統(tǒng)操作界面
1.DCS操作主畫面如下:
圖2.窯頭和窯尾余熱鍋爐
圖3.汽機和發(fā)電機
圖4.化學水和冷卻水
圖5.汽機油系統(tǒng)
2.DCS控制方案
2.1電機的控制方案
主要是通過基本模塊來實現(xiàn)控制,常用到的電機控制模塊主要有以幾種:MOTOR(普通電機模塊), ZF_MOTOR(正反轉帶限位模塊),PAT(模擬量反饋開關量驅(qū)動調(diào)節(jié)閥模塊), MOTOR-B(變頻電機模塊)。
MOTOR模塊控制設備有：普通的電機,鏈運機，振打機等。
MOTOR_ZF模塊控制的主要設備有：循環(huán)水泵出口閥等。
PAT模塊控制的主要設備有：窯頭和窯尾余熱鍋爐進出口調(diào)節(jié)閥等。
MOTOR-B模塊控制的主要設備有：循環(huán)水泵, 鍋爐給水泵等。
2.2 汽機DEH505的控制方案
主要是通過電液505驅(qū)動模塊來實現(xiàn)汽機開停機聯(lián)鎖解所控制。
2.3回路的控制方案
采用單回路,主要有:汽包水位的自動控制,鍋爐給水壓力控制等。
4.結束語
通過項目各方的共同努力和緊密配合, 浙江紅獅水泥股份有限公司2×7.5MW純低溫余熱電站DCS系統(tǒng)自2007年1月正式投入運行,JX-300XP系統(tǒng)穩(wěn)定,控制效果良好,各項工藝技術指標均正常,發(fā)電質(zhì)量穩(wěn)定,為業(yè)主帶來了很好的經(jīng)濟和社會效益。
迄今為止，中控已憑借完善的解決方案和豐富的工程實施經(jīng)驗成功實施了近百個水泥余熱發(fā)電項目，客戶廣泛分布于浙江、江蘇、江西、安徽、湖南、河南、山西、四川、福建等省。中控期待為更多企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和完善的服務，幫助企業(yè)提升經(jīng)濟效益與社會效益。
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