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      沈陽經濟技術開發區昆明湖街25號

      024-25360005

      在熱源廠輔助系統中采用AB系列PLC,實現了對熱源廠鍋爐輔助系統工藝過程及生產設備的監測與自動控制。完全能滿足熱源廠輔助系統設備安全、高效運行的要求,為用戶提供了一種低成本、高可靠性的控制方案。

      系統組成

      熱源廠輔助系統由煤倉輸煤系統、棧橋輸煤系統、鍋爐除渣系統組成,分別用于各部分的集中控制﹑監視和管理,并接入熱源廠鍋爐DCS控制系統中,以實現“集中監視,分散控制”的整體布局。

      各現場PLC控制站由程控柜、操作員站和后備操縱臺組成,程控柜內使用和利時公司LK系列PLC。各PLC控制站與操作員站之間通過高速工業以太網進行數據通訊。

      工藝控制功能

      煤倉輸煤系統:煤倉輸煤系統負責采集膠帶輸送機及卸料器等設備的狀態信號及數據信號并對以上設備發送控制信號;實時監視并控制膠帶輸送系機的工作狀態;順序控制設備啟停。

      棧橋輸煤系統:棧橋輸煤系統負責采集膠帶輸送機、電子皮帶秤、碎煤機、概率篩、螺旋給煤機等設備的變頻器的狀態信號及數據信號并對以上設備發送控制信號;實時監視并控制物料輸送系統中各膠帶輸送機的工作狀態。

      鍋爐除渣系統:鍋爐除渣系統負責采集庫頂除塵器、斗式提升機、斗鏈除渣機、冷渣器等設備的狀態信號及數據信號并對以上設備發送控制信號;實時監視并控制冷渣器的工作狀態。 

       

      脫硫系統控制技術方案

      1 控制方案

      本工程的控制分三層實現,即中央控制層、就地控制層和基本控制層。

      1.1 中央控制層

      中央控制層提供系統的宏觀調度,協調各下屬設備的運行,處理局部的停機事故和緊急狀態,維持系統的整體協調。中央控制的操作界面是中控室的監控操作臺。

      1.2 就地控制層

       就地控制的優先級高于中央控制,利用PLC的邏輯控制功能,提供設備的自動、遠程控制及關聯設備的聯動、聯鎖控制。

      1.3 基本控制

          基本控制具有最高的控制優先級,當控制方式手柄處于“手動操作”時,PLC的控制被屏蔽?,F場設備均可以在配電屏或現場操作箱上實現手動操作與檢查。中央 控制系統由監控計算機及PLC構成中央控制系統。該系統集控制、數據采集功能為一體,完成整個脫硫系統的過程控制、工藝流程顯示、在線參數歷史趨勢記錄, 設備運行狀態的監測及故障報警。PC控制站與PLC控制接口的連接采用工業以太網 ,通信速率 10Mbps。

      SCADA工作站的基本功能采用AB_PLC配套的且開放性良好的RSView組態系統,及集成化、組件化的人機接口產品,用來監控自動化設備和過 程,采用標準的Windows2000/Windows NT平臺,完善的Internet 功能,可建立工程級或系統級安全措施,支持ODBC標準數據庫,采用開放性技術,有較好的系統擴展性。系統設有過程變化曲線、參數時序曲線、計量累積曲 線、流量、液位變化過程曲線、歷史趨勢曲線,事故報警,歷史記錄查尋打印功能。

      中央控制室主機可以通過鍵盤起動和停止現場控制站的設備,用現場控制箱按鈕手動起動和停止前,將現場轉換開關處于“手動操作”,發出手動信號,這時自動系統將停止,PLC控制被屏蔽。

      為提高控制的可靠性,在自動控制狀態下采用冗余控制,即在PLC控制時,操作員在現場可方便切換到現場手動而不停機的無斷點控制,可大大提高設備運行的可靠性和穩定性。

      2自控系統網絡架構

      脫硝系統控制技術方案

      1 煙氣脫硝工藝總體結構

      1.1 系統結構

      鍋爐煙氣中含有氮氧化物,直接排放到大氣中會生成酸性物質,影響環境衛生。為了實現節能環保的要求,鍋爐煙氣中的氮氧化物需要做凈化處理。煙氣脫硝工程即利用氨氣與煙氣中的氮氧化物在特定條件下進行化學反應,最終反應生成水,達到煙氣凈化的目的。

      脫硝工藝包括:尿素溶解系統、尿素熱解系統、機組噴氨系統、壓縮空氣系統的組成。

      1.2 電氣部分

      尿素溶解系統:溶解泵、廢水泵、溶解罐攪拌器、溶解罐電加熱器、溶液循環泵

      熱解系統:稀釋風機、稀釋風電加熱器

      噴氨系統:聲波吹灰器

      1.3 儀表部分

      壓力變送器、熱電阻、密度計、調節閥、電磁閥、流量計、煙氣分析儀等。

      1.4 自控部分

      DCS控制柜、工控機、打印機、光電轉換器、交換機等。

      2 脫硝自動控制方案

      2.1 脫硝自控設計概述

      脫硝自控設計的依據主要是脫硝工藝控制要求,并且按照供熱廠實際情況進行適當調整。主要完成的計算和控制有:氨/尿素需求量計算、尿素溶液噴射裝置 調節控制、熱解室溫度控制、稀釋風機及電加熱器控制、聲波吹灰器等相關輔助設備控制、與供熱廠其它系統的數據交換。取自脫硝系統外部的信號有:鍋爐燃煤量 或鍋爐負荷或鍋爐總風量(用于換算煙道煙氣流量)、MFT等等。

      由于脫硝系統的設備起停過程需要按照一定的工藝順序進行,自控系統設計了一套熱解系統順控程序、聲波吹灰順控程序等,以簡化操作過程。

      此外,自控系統設計了稀釋風機及電加熱器和溶液噴射裝置的故障邏輯等輔助邏輯。

      上位機畫面功能:數據采集和顯示、設備運行狀態顯示與操作、報警功能、歷史數據記錄、重要參數歷史趨勢曲線。

      2.2 脫硝自控系統架構

      選用性價比很高的AB CompactLogix系列plc作為下位機,Rsview32作為上位機的監控軟件。

      2.3 脫硝自控邏輯說明

      2.3.1 尿素制備系統

      完成尿素溶液的溶解和輸送過程。自控系統須實現:溶解罐溫度調節、攪拌器啟??刂?、溶解罐液位調節、溶液性能自動判斷與輸送等。

      2.3.2 尿素熱解系統

      熱解系統(Decomposition Chamber System,簡稱DC系統)用于產生脫硝反應所需要的氨。尿素經過DC系統分解產生氨氣,經過稀釋空氣稀釋后再噴入SCR反應器,與煙氣中的氮氧化物進行反應,實現脫硝反應。

      自控系統實現:熱解系統程控起動邏輯、程控停止邏輯、氨/尿素需求量計算、尿素溶液噴射裝置調節控制、熱解室溫度控制、稀釋風機及電加熱器控制。

      2.4 脫硝系統上位機畫面

      圖1 尿素制備區

      圖2 熱解系統

      圖3 反應器系統

      圖4 歷史趨勢

      1 概述

      輸煤是熱源廠生產的第一個重要環節,輸煤系統的好壞直接影響到熱源廠的正常運行。輸煤系統具有線路長、設備多的特點,造成了系統I/O點分散程度大,控制相對復雜。

      2 輸煤控制系統

      2.1 輸煤系統工藝流程

      輸煤生產過程連續性很強,工藝流程見圖1。

      圖1 輸煤系統工藝流程 

      2.2 輸煤控制系統組成

      控制方式有自動控制、機旁控制兩種方式。其中,自動控制的功能是按工藝要求完成整個系統的聯鎖控制;機旁控制為單機操作方式,僅在調試和設備檢修時使用。各輸送設備電動機均可在上位機和就地機旁箱手動操作,并采用現場優先的原則。

      2.3 系統硬件配置

      系統硬件結構如圖2所示。

      硬件環境:操作員站采用戴爾工控PC機,主頻雙核2.0G,2G內存,160G硬盤,22寸寬屏顯示器。輸煤控制系統采用技術先進的美國 CompactLogix控制平臺,其特點為無縫連接、快速傳輸、可組態、工業化、集成化、結構緊湊。通過以太網+光電轉換器+光纖方式與主控室連接,實 現集中監控。

      2.4 控制功能

      2.4.1 遠程監控

      對生產過程相關靜態或動態數據,由主控室集中操作,集中監控。運輸設備既可以在自動控制方式下實現任意組合聯鎖,也可以在手動方式下獨立操作控制,主控室PC監控機同樣具有此功能且互為熱備。

      2.4.2 聯鎖控制

      系統設備運行狀態、位置等所有相關信息(如:煤倉料位等),都可通過自動化網絡自動識別,并將聯鎖信息傳遞至電氣系統,實現設備聯鎖控制。

      2.4.3 參數調整

      主要工藝參數變化趨勢可根據生產條件自動調節和整定,以滿足控制要求。

      2.4.4 故障診斷與報警處理

      系統硬件、應用軟件,以及網絡軟件都具有強大的故障自診斷報警功能。當某設備運行故障或某參數異常時,控制中心監控畫面立即報警閃爍,操作人員即可根據報警點分析和維護。自動模式時,系統還可在線分析報警設備,自動處理故障,并上位機顯示。

      2.4.5 權限管理

      網絡系統設置了操作人員或系統管理員在不同的安全應用層操作權限和管理權限,進入網絡時,必須登錄, 從而保證系統安全正常運行,防止越權。

      2.4.6 網絡配置

      通過網絡配置實現主控站與遠程站之間信息通訊,多界面顯示現場設備信息,隨時數據查詢或打印。

      2.5 軟件設計

      上位機監控編程軟件采用RSView32,下位機控制編程軟件采用RSLogix5000。

      1.RSLogix5000RSLogix5000作為控制軟件,與現場智能儀表共同完成數據監測層、數據處理層的工作。具有通用的用戶界面和特性設置;靈活、易操作的編程器;通用的梯形圖指令集;I/O組態;可靠的通訊功能。

      2.RSView32RSView32作為監控軟件,用于監視和控制自動化設備和過程,實現流程圖與棒形圖、實時趨勢圖等動態數據交換、過程顯示和 操作控制。該監控軟件采用開放性技術,集成組件式人機接口,可與其它軟件交替使用,支持OPC(目標嵌入與連接)標準,支持多種標準圖形格式。子界面有受 煤流程操作,堆煤流程操作,上槽流程操作,備煤流程操作,除塵流程操作等畫面。

      3.RSLinx通訊軟件RSLinx是完整的32位通訊卡,可與RSLogix5000、 RSView32兼容,能夠監控計算機設定多個獨立的參數,提供現場數據到DDE(動態數據交換)客戶應用。

      現場數據源的采集有三種方式:RSView變量表達式、PLC內存數據、DDE方式獲取其它應用程序的數據。其中,PLC內存數據、DDE數據可直接控制畫面顯示和操作,DDE方式交換數據時,RSView32既可作為Client客戶端,也可以作Server服務端。

      圖3 工藝系統界面

      3 運行總結

      自2009年項目投入運行至今,計算機控制系統運行穩定、可靠,故障率低。該系統維護簡單、操作方便,為熱源廠的安全穩定生產提供了可靠保障。

      集科研、設計開發、加工制造、安裝調試、營銷、服務于一體已成功地為電廠、石化、冶金、環保、供熱、釀造等行業提供信息化管理系統、工業過程自動化控制系統和各種高低壓成套設備。

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