蒸汽锅炉控制系统技术方案(2)

1.4.1 数据通讯系统使用的用户数据协议。

1.4.2 系统某一输入变化到显示该输入变化的平均响应时间不超过1秒，以及从操作键入到相应输出变化的平均响应时间不超过1秒。

1.4.3 系统采用标准RS-485通讯接口、PPI总线通过通讯模块与现场各操作站连接进行实时数据交换。

1.4.4 系统提供PROFIBUS总线链路的高速数据通路，通讯速度可达12Mbps。系统可以与上位机连接实现远程监控，从而让锅炉控制技术真正实现网络化。 1.5 主要技术指标汇总 1.5.1 工作环境指标

电源电压：220VAC， 允许范围：210~232VAC 电源频率：50Hz， 允许范围：47~53 Hz 温度：5～35℃

湿度：5%～85% 无冷凝水 1.5.2 系统性能指标 1.5.2.1 系统精度

模拟量输入信号：±0.1% 模拟量输出信号：±0.2% 1.5.2.2 实时性

数据采集

模拟量输入采集周期：0.1s～0.5s 普通开关量采集周期：0.1s

控制和系统保护

模拟量输入：10次/s 普通开关量：1000次/s 模拟控制回路执行周期：40μs 开关量控制回路执行周期：≯100ms

人机接口响应时间

触摸屏响应时间：≤1s

触摸屏数据刷新时间：250ms

系统抗干扰性

隔离电压：1000VAC（峰峰值） I/O通道共模电压：1000VAC

共模抑制比：≥120dB 差模电压：≥60V

差模抑制比：≥60dB

可靠性指标

系统可利用率

≥99.9%

系统平均无故障时间间隔（MTBF） ≥15000小时

锅炉运行画面 2.0 数据采集系统（DAS）功能说明

数据采集系统（DAS）主要负责采集和处理有关的测量信号及状态信号，同时以多种形式提供给操作和管理人员，以便操作人员及时了解有关的运行信息，实现安全经济运行。一旦发生任何异常情况，及时报警并提供有关分析数据。

由于系统采用的组态软件均为中文，支持汉字显示、汉字数据库，所以具有强大的图形功能和广泛的开放性，同时易于掌握。 2.1 DAS包括下列功能：

显示操作：包括流程图显示、操作显示、曲线显示、报警显示、实时数据显示等。 报表记录：包括报警故障记录、操作事件记录等。 2.2 显示和操作

2.2.1 每个人机界面均能显示数字、汉字和图象信息，操作人员可通过触摸方式（触摸屏）

对锅炉运行全过程的操作和监视。

2.2.2 每幅画面都能以文字或图形的形式显示过程变量的实时数据和运行设备的状态，数

据刷新速度为每秒更新一次。文字、图形、颜色可随过程状态的变化而变化。 2.2.3 系统内的所有过程点均可显示，包括模拟量输入和输出、数字量输入和输出、中间

变量、计算值等均由其他系统通过数据通讯传来的各类信号。

对显示的每一个过程点，可显示其数值、工程单位、高低限值、故障报警等内容。 每个数据点可有下列报警功能： 1．对于模拟量： 上上限报警 上限报警 下限报警 下下限报警 2．对于开关量： 开关量正跳变报警 开关量负跳变报警

以上的报警功能均在组态是予以选择。

2.2.4 对运行工况的画面可选择弹出画面、滚动画面等多种显示方式，以便操作人员能全面监视，快速识别和正确进行操作。

2.2.5 根据用户提供的运行工况要求，提供用户画面。画面的数量最多可达255幅。运行人员可通过触摸（操作员站）对画面中的任何被控装置进行手动控制。

2.2.6 在画面组织结构上采用多层次结构，显示的层次数根据工艺过程和运行要求来确定，运行人员可以采用翻页或关联的方法，切换到其他画面，以获得操作所必需的细节和对特定的工况进行分析。多层次显示包括概貌显示、功能显示和细节显示。 2.3 标准画面显示

标准画面包括报警显示、报警参数设定画面显示、报警记录显示等。 2.3.1 报警显示

系统能通过接点状态的变化，或者参照预先存储的参考值，对模拟量输入、计算点、变化速率、其他变换值进行比较，分辨出状态的异常、正常或状态的变化。若确认某一点越过预先设置的限值，人机界面应显示报警画面，并发出声光信号（外接蜂鸣器及闪光报

警器）

2.3.2 在设备停运及检修时，设有模拟量和数字量信号的“报警闭锁”功能，以减少不必要的报警。操作人员可启动或解除这项功能。“报警闭锁”功能不影响对该变量的扫描采集。 2.3.3 报警参数设定

在人机界面（触摸屏）上，通过击键可对锅炉的一些参数设定值，如蒸汽压力上限值、排烟温度上限值等。操作人员可采用触摸方式或用键盘输入各个数值。 2.3.4 报警及报警、事件记录显示

在人机界面（触摸屏）上，通过击键即能调用报警记录，显示包括：报警状态、报警发生、确认、离开的时间等描述报警的内容。事件记录是记录操作人员在系统中进行的所有操作项目及每次操作的精确时间。通过对操作人员行为的准确记录，可便于分析运行人员的操作意图，分析事故的原因。记录以表格的形式显示，包括：事件发生的日期、时间、内容等信息。记录最多可保存1000条报警，并可通过滚动条进行前后的翻阅。

参数设置画面

3.0 锅炉燃烧控制系统

3.1 燃烧控制

为了提高锅炉的运行效率，在控制系统设计上就必须同时考虑保证连续运行和提高锅炉效率两方面的问题。因此，控制系统应包括负荷控制和燃烧控制两个相互联系的子系统。 3.2 燃料控制器

锅炉的燃料供给通过调节控制箱的炉排调速仪表来实现，操作员通过观察触摸屏上的

蒸汽流量大小来控制炉排电机的运转速度。由于电机机械强度的限制，所以炉排电机不能长时间全速运转。 3.3 鼓风量控制器

鼓风量的控制是开环控制，由风煤比系统根据煤质和负荷的情况，通过静态模型修正计算出一个最佳风煤比传送给鼓风量控制器，由鼓风量控制器根据锅炉的负荷确定鼓风量，进而控制鼓风机的转速。 3.4 炉膛压力控制

锅炉的安全运行要求保持一定的炉膛负压。由于炉内压力变化是一个快速环节，因此炉膛负压控制器采用PID控制器，控制引风电机的转速，将炉膛负压控制在给定值附近。 3.5 锅炉给水控制

因锅炉采用母管供水，故本系统中锅炉给水采用电动调节阀控制。锅炉水位信号通过水位差压变送器传给PLC和给水流量信号、蒸汽流量信号一起进行三冲量PID运算，PLC将PID运算结果以4~20mA形式输出，控制电动调节阀门的开度，将锅炉水位控制在一定的范围内。

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