| [ Pcs7在220T/H循环硫化床锅炉中的应用 ] |
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作者：杨杰 刘兆全 谢江涛 朱灵博 (2004-2-6 15:42:05)
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山东晨鸣集团是集制浆造纸于一体的大型企业集团，是全国造纸行业第一家A 、B 股上市公司，下属多家企业，年商品浆及纸品生产能力60 万吨。并且于去年已经通过ISO14001 环保体系认证。本项目应用客户是位于山东寿光的15 万吨高级铜版纸工程自备热电站。
本项目中控制系统设计包括两台220T/H 循环流化床锅炉及其辅助设备以及一台50MW 双抽凝汽式汽轮发电机组及其辅助设备、除氧给水、减温减压器等系统。我公司选用了PCS7 控制理念，成功地实现了PCS7 系统在纸业自备电厂中的应用，为我公司积累了丰富的经验，现记录如下。
一 工艺系统介绍
本项目符合标准的电站工艺，工艺流程图如图所示。
本机组基本运行方式为两炉一机母管制、定压运行（同时存在单台炉机运行的工况）。正常时，减温减压器不投入运行；当汽机故障时，减温减压器投入运行，保证热用户汽源的稳定。SIEMENS PCS7 PS 过程控制系统包括模拟量控制（MCS ）、顺序控制（SCS ）、数据采集和处理（DAS ）、燃烧器管理系统（FSSS ）、汽机跳闸保护（ETS ）等功能，以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。
锅炉、汽机和主要辅机可设置保护系统，当检测到危险工况或关键的过程变量超过允许值时使系统及辅机跳闸，采用冗余和分散的跳闸原则以获得防止系统拒动和误动的充分保证。
二系统配置介绍
1 ．硬件部分
系统的控制和保护功能不会因冗余切换而丢失或延迟。冗余处理器模件的切换时间和数据更新周期见技术参数表。
控制器（AS417-4H ）性能指标：
工作内存：4—20MB
最小扫描周期：5ms
位处理时间：0.1 µs
字处理时间：0.1 µs
定点运算时间：0.1 µs
浮点运算时间：0.48 µs
切换时间：3ms
DI/O 容量：12K 通道
AI/O 容量：8K 通道
过程输入输出接口能力：96 个ET200M ，传输速率12Mbit/s
工业以太网络通讯处理器CP443 －1 ：传输速率：100Mbit/s
2 ．软件部分
系统编程软件：具备定点和浮点数学运算、逻辑运算、模拟量输入处理工程量转换、温度分度处理、数值高低选功能、数值线性化功能、常规PID 回路控制功能、PID 参数自整定功能、高级控制算法功能。
3 ．信号类型有：AI 、AO 、DI 、DO 电阻（RTD ）输入¡Ã热电偶（T/C ）输入脉冲量输入。信号处理系统功能：AI ：918 路；AO ：147 路；DI ：967 点；DO ：657 点；与DEH 通讯的共有48 点。
4 ．操作员站的基本功能如下：
— 监视系统内每一个模拟量和数字量
— 显示并确认报警
— 显示操作指导
— 建立趋势画面并获得趋势信息
— 打印报表
—控制驱动装置
—自动和手动控制方式的选择（软M/A 站）
—调整过程设定值和偏置等
5 ．网络结构
系统的网络结构如下图所示：
三 控制系统的特点
1 ．为了保证系统的稳定运行，我们采用的系统软件平台为英文WINDOWS NT4.0系统。
2 ．采用了应用于电站控制的PS 软件包，组态方便合理，节省了大量的时间和人力并且易于扩展。
3 ．在OS 上应用了客户机－服务器系统
4 ．冗余功能
1) 硬件冗余；控制器冗余系统可以实现双控制冗余切换的功能，当主控的CPU 出现故障时，另一CPU 自动地接替主控CPU 的工作，切换时间为毫秒级。
2) 通讯冗余功能；在本项目中采用了符合PROFIBUS －DP 协议的
ET200MI/O 站冗余通讯接口和电缆，实现了与双CPU 的冗余通讯。
3) 电源冗余；在给CPU 和模件供电中采用了电源冗余配置。
5 ．过程控制系统的监视、报警和自诊断功能高度集中在CRT 上和在打印机上打印，控制系统可在功能和物理上进行分散。
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