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基于PCS7 和Profibus-DP 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2012-05-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 一 系統(tǒng)概述

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/160660.htm

  隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,城市化步伐速度也日益加快,城市生活垃圾和工業(yè)垃圾處理問題正變得 日益突出。每年全國(guó)城市垃圾清運(yùn)量達(dá)數(shù)億噸,在各大城市中,垃圾包圍城市的現(xiàn)象非常普遍。垃圾已對(duì)大氣環(huán)境及地表和地下水及江河、湖泊等造成了嚴(yán)重污染,生態(tài)環(huán)境正在遭到嚴(yán)重破壞。因此,結(jié)合城市具體情況,對(duì)垃圾的處理和處理系統(tǒng)及其控制策略等相關(guān)問題進(jìn)行探討,找出處理效果好、經(jīng)濟(jì)上可行的處理方案已成為目前城市垃圾處理問題研究的熱點(diǎn)之一。

  焚燒處理垃圾的主要優(yōu)點(diǎn)是垃圾減量最大,無害化比較徹底。如焚燒垃圾發(fā)電是現(xiàn)有垃圾處理方法中占地較小,效果較好的方法。另外,建立垃圾焚燒發(fā)電廠,可解決垃圾滲瀝液引起的污染地下水問題,垃圾焚燒后的廢渣進(jìn)入制磚廠,既減少了對(duì)環(huán)境的污染,還可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。城市生活垃圾、工業(yè)垃圾、淤泥和廢橡膠輪胎等垃圾焚燒處理,利用垃圾焚燒的余熱發(fā)電,變廢為寶,將是今后環(huán)保的一個(gè)重要發(fā)展方向。

  垃圾焚燒工作原理:垃圾經(jīng)自動(dòng)給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥,然后送入爐排,爐排在脈沖空氣動(dòng)力裝置的推動(dòng)下拋動(dòng)垃圾,垃圾與爐排片上的均勻氣孔噴出的助燃空氣混合燃燒,燃燒產(chǎn)生的熱量進(jìn)入余熱鍋爐,將鍋爐給水加熱到壓力約4Mpa,溫度400℃左右的蒸汽,再推動(dòng)汽機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。由主燃燒室揮發(fā)和裂解出來的煙氣進(jìn)入第二、三級(jí)燃燒室,進(jìn)行進(jìn)一步燃燒,使煙氣的溫度高達(dá)1000℃,煙氣在此稍作停留,使有毒煙氣迅速分解,后經(jīng)煙氣處理設(shè)備和除塵設(shè)備處理合格后排入大氣。

  垃圾焚燒發(fā)電廠主要技術(shù)參數(shù):焚化爐鍋爐2 臺(tái),垃圾處理量350t/天,蒸汽量 35t/h,過熱汽壓4.0Mpa,過熱汽溫400℃,爐膛溫度980℃,給水溫度145℃ 。

  汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組一套,主蒸汽壓力3.9Mpa,主蒸汽溫度390℃,發(fā)電功率12MW。

  二 系統(tǒng)要求

  1. 提供完善的垃圾焚燒、余熱發(fā)電DCS ;

  2. 采用全冗余配置,保證系統(tǒng)高效、可靠、安全;

  3. 監(jiān)控功能友好易用,漢化操作界面;

  4. 提供方便易學(xué)的功能組態(tài),和專用功能塊和圖庫,方便系統(tǒng)功能擴(kuò)展或修改。

  三 系統(tǒng)配置與功能實(shí)現(xiàn)

  該采用西門子最先進(jìn)的過程控制系統(tǒng) 技術(shù),控制系統(tǒng)不僅要承擔(dān)起全廠的生產(chǎn)過程控制,還要根據(jù)垃圾成分的變化快速調(diào)整控制程序,以保證焚燒工藝的安全性,使其不再產(chǎn)生二次污染。 的通訊速率可達(dá)12Mbps,S7-414H 雙機(jī)熱備系統(tǒng)和ET200M 分布式I/O 組成的 網(wǎng)構(gòu)成切換結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)故障時(shí)的無擾自動(dòng)切換。上位機(jī)采用WinCC V6.0 組態(tài)軟件進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)。該廠的垃圾焚燒工藝引進(jìn)加拿大RICHWAY 公司專利技術(shù),采用四級(jí)脈沖爐排,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際環(huán)保要求。

  控制系統(tǒng)提供的主要回路控制功能有:爐膛壓力控制、干燥爐排溫度控制、再循環(huán)煙氣溫度控制、鍋爐汽包水位控制、過熱蒸汽溫度控制、熱井水位控制、除氧器水位控制。

  

控制系統(tǒng) www.elecfans.com


  1.操作員站(OS 站)和工程師站(ES 站)

  DCS 系統(tǒng)配置4 套獨(dú)立的操作員站(OS 站),其中兩臺(tái)焚燒爐配兩個(gè)OS 站,汽機(jī)和輔機(jī)控制配兩個(gè)OS 站。每套OS 均采用成熟、可靠的DELL 商用計(jì)算機(jī)。OS 站為操作員提供圖形、列表、操作、歷史數(shù)據(jù)再現(xiàn)等,可在打印機(jī)上輸出。運(yùn)行Windows 2000 多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下的 OS 站應(yīng)用軟件。所有OS 站均為全能值班配置,圖像、操作、數(shù)據(jù)一致,實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電的運(yùn)行操作。

  系統(tǒng)配置1 套工程師站(ES 站),采用成熟、可靠的DELL 商用電腦。ES站主要完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、控制塊、圖形、趨勢(shì)、報(bào)表等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的生成和下裝,完成對(duì)系統(tǒng)的詳細(xì)自診斷和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的列表和后備。運(yùn)行Windows 2000多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下的 ES站應(yīng)用軟件。

  可由專業(yè)人員通過工程師站對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)、維護(hù)。專業(yè)工程師在授權(quán)的情況下,可以在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線或離線修改。同時(shí),所有運(yùn)行情況和控制邏輯均可在工程師站上查看,增加了用戶對(duì)系統(tǒng)掌握的程度,以及系統(tǒng)軟件、硬件的透明度。當(dāng)不需組態(tài)時(shí),可運(yùn)行與操作員站完全相同的軟件。整個(gè)系統(tǒng)配置2 臺(tái)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī),用于記錄打印和CRT 圖象拷貝。打印機(jī)選用DELL 網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)。

  2.冗余的CPU414H 中央控制單元

  本自控系統(tǒng)控制站的中央控制器采用冗余,它由2 套AS-400 型中央控制器組成。它們預(yù)裝有冗余軟件,并通過一個(gè)通訊接口實(shí)現(xiàn)相互連接。在系統(tǒng)正常的運(yùn)行中,當(dāng)某個(gè)中央控制器出現(xiàn)故障時(shí),另一個(gè)中央控制器能自動(dòng)接管所有的工作,保證了系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行。因此系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制站的AS-400 中央控制器具有很好的冗余性能。AS 的中央處理器采用S7-400 系列工業(yè)控制器中S-414 以上的CPU,專為過程控制應(yīng)用,CPU 芯片的底層程序采用類PASCAL語言編寫,為CFC,SFC等過程控制語言提供

  平臺(tái)。中央控制器中預(yù)裝有冗余軟件,用戶在組態(tài)時(shí)可完全忽略其冗余特性,象對(duì)非冗余系統(tǒng)組態(tài)一樣只需輸入用戶程序。

  3.遠(yuǎn)程I/O 站

  每個(gè)分布式I/O 站的有源背板總線上插有2 個(gè)IM153-2 通訊接口模塊 ,分別通過2 條獨(dú)立的PROFIBUS-DP 現(xiàn)場(chǎng)總線與AS-400 中央控制站進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,當(dāng)其中某一個(gè)IM153-2 通訊接口模塊發(fā)生故障時(shí), 系統(tǒng)能自動(dòng)地切換到另一個(gè)IM153-2 通訊接口模塊,并可帶電熱插拔更換故障的通訊接口模塊,不會(huì)影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。


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