燃?xì)庹羝仩t燃燒器控制系統(tǒng)

1、燃?xì)庹羝仩t燃燒器控制系統(tǒng)方案、FL、1一、方案設(shè)計(jì)1、方案設(shè)計(jì)思路冗余，指重復(fù)配置系統(tǒng)的一些部件，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，冗余配置的部件介入 并承擔(dān)故障部件的工作，由此減少系統(tǒng)的故障時(shí)間，自動(dòng)備援，即當(dāng)某一設(shè)備發(fā)生 損壞時(shí)，它可以自動(dòng)作為后備式設(shè)備替代該設(shè)備冗余系統(tǒng)配件主要有：電源:高端服務(wù)器產(chǎn)品中普遍采用雙電源系統(tǒng)，這兩個(gè)電源是負(fù)載均衡的，即在 系統(tǒng)工作時(shí)它們都為系統(tǒng)提供電力，當(dāng)一個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)電源就承擔(dān) 所有的負(fù)載。實(shí)現(xiàn)了 AC、DC的全冗余。存儲(chǔ)子系統(tǒng)：存儲(chǔ)子系統(tǒng)是整個(gè)服務(wù)器 系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的地方。以下幾種方法可以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的冗余。磁盤鏡 像:將相同的數(shù)據(jù)分別寫入兩個(gè)磁盤中：

2、磁盤雙聯(lián)：為鏡像磁盤增加了一個(gè)I/O控制器，就形成了磁盤雙聯(lián)，使總線爭(zhēng)用情 況得到改善。顧名思義，它由幾個(gè)磁盤組成,通過(guò)一個(gè)控制器協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)機(jī)制使單 個(gè)數(shù)據(jù)流依次寫入這幾個(gè)磁盤中。RAID3系統(tǒng)由5個(gè)磁盤構(gòu)成，其中4個(gè)磁盤存 儲(chǔ)數(shù)據(jù)，1個(gè)磁盤存儲(chǔ)校驗(yàn)信息。如果一個(gè)磁盤發(fā)生故障，可以在線更換故障盤， 并通過(guò)另3個(gè)磁盤和校驗(yàn)盤重新創(chuàng)建新盤上的數(shù)據(jù)。RAID5將校驗(yàn)信息分布在5 個(gè)磁盤上，這樣可更換任一磁盤,其余與RAID3相同。I/O卡:對(duì)服務(wù)器來(lái)說(shuō)，主要指網(wǎng)卡和硬盤控制卡的冗余。網(wǎng)卡冗余是在服務(wù)器 中插上雙網(wǎng)卡。冗余網(wǎng)卡技術(shù)原為大型機(jī)及中型機(jī)上的技術(shù),現(xiàn)在也逐漸被PC 服務(wù)器所擁有。PC服務(wù)器如M

3、icron公司的NetFRAME9200最多實(shí)現(xiàn)4個(gè)網(wǎng)卡的 冗余，這4個(gè)網(wǎng)卡各承擔(dān)25%的網(wǎng)絡(luò)流量。康柏公司的所有 ProSignia/Proliant服務(wù)器都具有容錯(cuò)冗余雙網(wǎng)卡。PCI總線:代表Micron公司最高技術(shù)水平的產(chǎn)品NetFRAME 9200采用三重對(duì) 等PCI技術(shù)，優(yōu)化PCI總線的帶寬，提升硬盤、網(wǎng)卡等高速設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速度。CPU:系統(tǒng)中主處理器并不會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，但對(duì)稱多處理器（SMP ）能讓多個(gè) CPU分擔(dān)工作以提供某種程度的容錯(cuò)。ABB AC500高可靠性冗余方案性能為關(guān)鍵要素多數(shù)的停工是人為的錯(cuò)誤或者設(shè)備的故障所導(dǎo)致的，如果采用正確的解決辦 法，可以避免這些錯(cuò)誤和故障

4、的發(fā)生。通過(guò)使用冗余配置可以消除整個(gè)系統(tǒng) 故 障的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。該冗余方案做到了電源冗余、CPU冗余、總線冗余，從而使系統(tǒng)達(dá)到了最大可 能的可靠性。高可靠性冗余解決方案可以向您提供什么？更高的資源利用率，通過(guò)使用雙CPU和冗余的CS31通訊總線，可以減少因硬件 或軟件故障所引起的停機(jī)時(shí)間。更高的可靠性，為您降低因自動(dòng)化系統(tǒng)故障而引起的次品風(fēng)險(xiǎn)。更高的成本效益和系統(tǒng)的易維護(hù)性。因使用專門的冗余接口模塊CI590-CS31- HA和專用冗余功能庫(kù)，實(shí)現(xiàn)雙CPU切換。冗余方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示意如下：CI590-CS31-HA2、實(shí)現(xiàn)途徑AC500高可靠性冗余方案什么情況下可以實(shí)現(xiàn)冗余？

5、供電單元故障 CPU硬件故障 CPU硬件停止運(yùn)行 CPU底板故障 CS31主站接口故障 硬件配置或軟件錯(cuò)誤引起的CPU故障 連接冗余接口模塊CI590-CS31-HA總線的電纜短路或斷路故障 冗余接口模塊CI590-CS31-HA硬件故障本控制系統(tǒng)采用控制分散、管理集中的控制方式，符合現(xiàn)代控制系統(tǒng)安全 可靠、信息管理方便的原則；采用西門子CPU226作為下位控制模塊，可以將燃 燒器負(fù)荷調(diào)節(jié)器和程序控制器有機(jī)地結(jié)合在一起，所有信號(hào)都可以集中到 CPU226 上來(lái)，并可以接受鍋爐DCS控制系統(tǒng)的指令，管理上非常方便，而實(shí)際 的控制又是由燃燒器負(fù)荷調(diào)節(jié)器和程序控制器來(lái)完成的，不會(huì)影響正常的控制 功能

6、；同時(shí)，CPU226又可以作為與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊通道，實(shí)現(xiàn)人機(jī) 界面的集中管理，整個(gè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。就地控制柜的操作方式簡(jiǎn)潔明了，狀態(tài)信息和報(bào)警信息全面，可以使操作人員對(duì)出 現(xiàn)的異常情況迅速作出反應(yīng)，而兩層設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)可以充分保證系統(tǒng)的安全 可靠，不論操作人員是在控制室內(nèi)或是在控制現(xiàn)場(chǎng)，都能夠迅速發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn) 題，提高了整個(gè)燃燒系統(tǒng)的應(yīng)急能力。此外，我們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考 慮了重要過(guò)程參數(shù)的I/O冗余，基本保持在10%左右，這樣，一旦發(fā)生下位控 制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)位故障，也能夠迅速解決問(wèn)題，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而提 高了系統(tǒng)的安全可靠性。觸摸式的人機(jī)交

7、互界面，操作簡(jiǎn)潔明了，而且功能齊全，使操作人員輕松掌握燃燒器的運(yùn)行狀態(tài)；控制柜中的下位控制模塊采用ABB-500系列PLC作為控制 模塊和數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)和DCS的數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)原理圖比調(diào)仗程瘠控制樣3、單臺(tái)鍋爐單臺(tái)燃燒器過(guò)程數(shù)據(jù)表（接入ABB-500PLC的數(shù)據(jù)信號(hào)表）序號(hào)數(shù)據(jù)內(nèi)容信號(hào)類型數(shù)量信號(hào)來(lái)源1點(diǎn)火信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入1DCS2正常停爐信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入1DCS3緊急停爐信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入1DCS4燃燒負(fù)荷調(diào)節(jié)信號(hào)模擬量輸入1DCS 4-20mA5氧化鋯氧量信號(hào)模擬量輸入1DCS 4-20mA6爐膛壓力信號(hào)模擬量輸入1DCS 4-20mA7停爐信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸出1DCS8燃燒器控制柜報(bào)警信號(hào)

8、開(kāi)關(guān)量輸出1DCS9燃?xì)鈮毫Ω?低開(kāi)關(guān)量輸入1就地10空氣壓力高/低開(kāi)關(guān)量輸入1就地11風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入1就地12火焰檢測(cè)信號(hào)模擬量輸入1就地4-20mA13燃燒器點(diǎn)火信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入1就地14燃燒器吹掃信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入1就地15燃燒器復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)量輸入1就地16風(fēng)量信號(hào)模擬量輸出1風(fēng)門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4-20mA17燃料氣量信號(hào)模擬量輸出1風(fēng)門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4-20mA18手/自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)量輸出1就地19負(fù)荷反饋信號(hào)模擬量輸入1420mA20合計(jì)模擬量輸入：6個(gè)；模擬量輸出：4個(gè) 開(kāi)關(guān)量輸入：17個(gè)；開(kāi)關(guān)量輸出：5個(gè)二、燃燒系統(tǒng)1、比例調(diào)節(jié)運(yùn)行：比例調(diào)節(jié)燃燒器用于因鍋爐負(fù)荷經(jīng)常波動(dòng)的特殊要求下熱功率必須

9、不斷變化的 場(chǎng)合，這種運(yùn)行方式通過(guò)裝配帶自動(dòng) 熱功調(diào)節(jié)器）的DSPGC漸進(jìn)兩級(jí)）而 實(shí)現(xiàn)，后者藉助傳感器（溫度或壓力）和現(xiàn)場(chǎng)匹配器（調(diào)節(jié)器中）控制調(diào)節(jié) 伺 服電動(dòng)機(jī)達(dá)到增加或減少熱功率輸出的目的。調(diào)節(jié)器是PIDC比例、積分、 微分）型。熱功率水平只能在 燃燒器的最大和最小限定值內(nèi)變化。 比例 調(diào)節(jié)是使用伺服電動(dòng)機(jī)，允許在整個(gè)比例調(diào)節(jié)范圍內(nèi)隨時(shí)教正空氣/燃料的 比 例而實(shí)現(xiàn)。2、燃燒器是比例調(diào)節(jié)燃燒器，調(diào)節(jié)比1： 4。該燃燒器程控器、風(fēng)門執(zhí)行器、火焰檢測(cè)器等均采用國(guó)際著名品牌，確保燃燒 器性能優(yōu)良，安全性能確保，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。本燃燒器通過(guò)程序控制器的控制具有自動(dòng)控制，爐膛自動(dòng)吹掃，自動(dòng)點(diǎn)火，負(fù) 荷自

10、動(dòng)調(diào)節(jié)。3、控制系統(tǒng)原理：在滿足燃燒的必要條件時(shí)，按開(kāi)機(jī)鍵：A、當(dāng)鍋爐蒸汽壓力低于設(shè)定的壓力下限值時(shí)，控制系統(tǒng)開(kāi)啟燃燒器電源，燃燒 器啟動(dòng)點(diǎn)火程序：檢漏，前吹掃，點(diǎn)火，點(diǎn)火成功后，燃燒負(fù)荷比例調(diào)節(jié)儀根 據(jù)當(dāng)前壓力和設(shè)定壓力控制燃燒機(jī)的大、小火，此時(shí)由蒸汽壓力直接調(diào)節(jié)燃燒 負(fù)荷量。B、鍋爐蒸汽壓力高于或等于設(shè)定的壓力上限值時(shí)，控制系統(tǒng)輸出停止燃燒信號(hào)。 燃燒器進(jìn)入燃燒負(fù)荷比例調(diào)節(jié)關(guān)閉狀態(tài)，直到停止燃燒。無(wú)故障存在 按開(kāi)機(jī)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)1.5分鐘后 啟動(dòng)燃燒點(diǎn)火程序蒸汽壓力變送器燃燒負(fù)荷比例調(diào)節(jié) 停燃燒機(jī)按關(guān)機(jī)或有故障存在停止燃燒程序 三、鍋爐的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)鍋爐的保護(hù)系統(tǒng)是鍋爐控制系統(tǒng)的重要組成部分。

11、其保護(hù)內(nèi)容取決于鍋爐設(shè) 備本身的結(jié)構(gòu)、容量、技術(shù)特性和運(yùn)行方式。一般設(shè)有汽壓保護(hù)、汽包水位 保護(hù)、鍋爐滅火保護(hù)、連鎖保護(hù)和緊急停爐保護(hù)等。1、鍋爐保護(hù)聯(lián)鎖停爐鍋爐設(shè)緊急停爐按鈕。停爐保護(hù)包括：汽包水位超高和超低；爐膛壓力超 高；汽包壓力超高；煤氣壓力超低；爐膛熄火。當(dāng)火焰檢測(cè)器開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，緊急關(guān)閉煤氣切斷閥。鍋爐安全聯(lián)鎖功能鍋爐安全保護(hù)系統(tǒng)，以高精度的數(shù)據(jù)采集和邏輯判斷，進(jìn)行鍋爐和輔機(jī)的 聯(lián)鎖保護(hù)和緊急停機(jī)，確保鍋爐運(yùn)行的安全。具體保護(hù)程序：a）鍋爐內(nèi)水溫過(guò)高、水壓過(guò)高超過(guò)規(guī)定值，自動(dòng)切斷燃料。b）循環(huán)泵停止自動(dòng)切斷燃料。c）燃?xì)鈮毫^(guò)低自動(dòng)切斷燃料。d）點(diǎn)火過(guò)程中點(diǎn)火失敗停機(jī)保護(hù)。e）運(yùn)行過(guò)

12、程中燃燒機(jī)熄火停機(jī)保護(hù)。f）燃燒過(guò)程中空氣量不足、缺氧停機(jī)保護(hù)。g）燃燒過(guò)程中排煙溫度超溫停機(jī)保護(hù)。h）電機(jī)的過(guò)載、欠壓、缺相等停機(jī)保護(hù)。i）風(fēng)壓保護(hù)。j）停電保護(hù)。2、報(bào)警聯(lián)鎖：A、汽包水位極低報(bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送風(fēng)機(jī)）B、汽包壓力超高報(bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送風(fēng)機(jī)）C、燃?xì)鈮毫Ω?、低?bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送風(fēng)機(jī)）D、爐膛熄火報(bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送風(fēng)機(jī)）E、燃?xì)庑孤﹫?bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送風(fēng)機(jī)）F、燃燒機(jī)故障報(bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送風(fēng)機(jī)）G、給水母管壓力低報(bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送風(fēng)機(jī)）H、送風(fēng)機(jī)、故障報(bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送風(fēng)機(jī)）I、排煙溫度過(guò)高報(bào)警聯(lián)鎖停爐（停燃燒機(jī)、送

13、風(fēng)機(jī)）J、汽包水位高報(bào)警K、汽包水位低報(bào)警L、蒸汽壓力高報(bào)警3、顯示及控制模式：采用PLC可編程控制器作為控制核心，彩色觸摸屏作為人機(jī)操作界面，構(gòu)成鍋 爐房控制系統(tǒng)；通過(guò)RS485通訊接口，將每臺(tái)鍋爐運(yùn)行信號(hào)、故障信號(hào)傳送到 觸摸屏，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和啟停。顯示方式：彩色觸摸屏，全中文顯示；中央控制器：ABBPLC；蒸氣壓力控制：壓力控制器及負(fù)荷比例調(diào)節(jié)儀控制；水位調(diào)節(jié)：平衡容器+智能差壓變送器+變頻器；給水方式：變頻連續(xù)自動(dòng)給水；控制方式：自動(dòng)和手動(dòng)；操作方式：彩色觸摸屏上觸摸操作?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：4、主要功能控制系統(tǒng)具有自動(dòng)、手動(dòng)、信息及故障處理幾大功能。自動(dòng)控制：燃燒自控根據(jù)要求，在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，首先要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。通過(guò)工作壓力及報(bào)警壓力參 數(shù)的設(shè)置。在滿足燃燒的必要條件時(shí)，按開(kāi)機(jī)鍵：A、當(dāng)汽包壓力低于設(shè)定的壓力下限時(shí)，控制系統(tǒng)開(kāi)啟燃燒器，燃燒器啟動(dòng)控制 程序，點(diǎn)火成功后，進(jìn)入燃燒負(fù)荷比例調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時(shí)由汽包壓力直接調(diào)節(jié)燃燒負(fù)荷量。ABB-500UPLCB、汽包壓力高于或等于設(shè)定的壓力上限時(shí)，控制系統(tǒng)輸出停止燃燒信號(hào)。燃燒 器進(jìn)入燃燒負(fù)荷比例調(diào)節(jié)關(guān)閉狀態(tài)，直到停止燃燒。水位自控：水位自動(dòng)調(diào)節(jié)：當(dāng)鍋爐水位低于設(shè)定水位時(shí)，變頻器頻率增加，給水泵轉(zhuǎn)速 增 加