20T燃?xì)庹羝仩tPLC連續(xù)給水控制方案

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)20T燃?xì)庹羝仩tPLC控制系統(tǒng)方案北京泰普瑞得一、方案設(shè)計(jì)說明：1.1、主要控制對(duì)象和設(shè)備控制一臺(tái)20T蒸汽鍋爐，包括：a)一體式燃?xì)馊紵?臺(tái)(燃燒機(jī)程控盒及風(fēng)機(jī)強(qiáng)電驅(qū)動(dòng)內(nèi)置于控制柜內(nèi))，B)給補(bǔ)泵1臺(tái)，功率30KW/臺(tái)。c)單沖量連續(xù)給水。（變頻）由上述設(shè)備組成的給水及蒸汽負(fù)荷調(diào)節(jié)輸出系統(tǒng)。1.2.控制系統(tǒng)組成及其特點(diǎn)該控制系統(tǒng)是根據(jù)燃?xì)狻⑷加驼羝仩t操作規(guī)程及控制要求設(shè)計(jì)的，具有對(duì)燃?xì)?、燃油蒸汽鍋爐進(jìn)行全自動(dòng)智能控制及故障保護(hù)等功能。主要控制對(duì)象為燃燒器、風(fēng)機(jī)、給水泵、循環(huán)泵。系統(tǒng)采用SIEMENS公司10吋彩色顯示觸摸屏作為顯示和操作平臺(tái)，以SIEMENS226PLC作為信息處理和中央控制單元；同時(shí)預(yù)留了標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，可與中央機(jī)房連網(wǎng)實(shí)現(xiàn)樓宇自控及遠(yuǎn)程監(jiān)控，需要時(shí)可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)組聯(lián)網(wǎng)。控制模塊采用世界著名工業(yè)控制品牌器件，同時(shí)嵌入本公司精心設(shè)計(jì)的工業(yè)控制軟件和控制外圍的工藝結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)軟件不僅實(shí)現(xiàn)了燃?xì)鉄崴仩t的手/自動(dòng)控制、工況監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)記錄、實(shí)時(shí)趨勢(shì)等一般的監(jiān)控要求，還增加了本公司針對(duì)近幾年鍋爐事故進(jìn)行仔細(xì)分析和研究的成果，具備了豐富的故障檢測(cè)、故障報(bào)警、故障處理等功能，最大限度的保證了鍋爐安全可靠的運(yùn)行。同時(shí)，本公司對(duì)控制柜進(jìn)行了專業(yè)的造型設(shè)計(jì)、數(shù)控制造、使得控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部造型更符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要求和人體工程學(xué)，使得鍋爐控制更加完美根據(jù)燃?xì)鉄崴仩t的運(yùn)行特點(diǎn)，鍋爐控制系統(tǒng)控制采用小型分布式控制系統(tǒng)，由觸摸屏、鍋爐現(xiàn)場(chǎng)控制柜（包含PLC、及二次儀表）、一次儀表等組成。一次儀表采集的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送入PLC的信號(hào)模塊，由現(xiàn)場(chǎng)控制柜（PLC）經(jīng)智能邏輯運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)燃燒、給水及相關(guān)設(shè)備；系統(tǒng)一方面接收一次儀表上傳的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示及報(bào)表和記錄生成，另一方面，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行以保證整個(gè)鍋爐控制系統(tǒng)絕對(duì)安全可靠。1、觸摸屏：I／O數(shù)據(jù)處理、回路控制和順序控制、完成面向過程的全部監(jiān)測(cè)。包括溫度、壓力、流量、水位的顯示，各種閥門的開/關(guān)、各種電機(jī)的起、停等順序控制，相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控及連鎖保護(hù)等。具有RS232／RS485通訊接口。2、現(xiàn)場(chǎng)控制柜：現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及簡(jiǎn)單處理、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng),具有RS232／RS485通訊接口。2.1硬件：控制柜采用SIEMENSsmart1000彩色觸摸屏?，F(xiàn)場(chǎng)控制柜使用SIEMENSS7-200PLC具有輸入輸出光電隔離、停電保護(hù)、自診斷等功能，所以抗干擾能力強(qiáng)，能置于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，故障率低。3.3.軟件技術(shù)：主控單元的回路控制功能包括各類控制算法，功能模塊包含用戶所需各種功能模塊。鍋爐控制系統(tǒng)由若干個(gè)子系統(tǒng)組成，這些系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行；并具有前饋特征，使鍋爐能靈敏、安全、快速與穩(wěn)定的運(yùn)行。3.4.它的主要特點(diǎn)有：采用西門子公司的工業(yè)PLC模塊S7-200作為核心控制器；顯示采用SIEMENS10寸中文彩色觸摸屏，全中文圖文菜單操作界面，多窗口畫面系統(tǒng)工況顯示；故障自動(dòng)識(shí)別、直觀指示與處理；數(shù)據(jù)分析、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢方便；具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485接口，采用MODEBUS485協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)與樓宇自控或DCS的連接，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鍋爐的群控功能。二、鍋爐系統(tǒng)控制示意原理圖2、1鍋爐系統(tǒng)控制原理圖一次儀表輸入信號(hào)一次儀表輸入信號(hào)鍋爐壓力高(DI)信號(hào)（AI)4--20MA蒸汽壓力（AI）：4-20MA;備用備用鍋爐壓力低信號(hào)（AI)鍋爐壓力高(DI)信號(hào)（AI)4--20MA蒸汽壓力（AI）：4-20MA;備用備用鍋爐壓力低信號(hào)（AI)4--20MA備用排煙溫度信號(hào)(AI):4-20MA;備用;信信號(hào)反饋燃燒負(fù)荷狀態(tài)西門子CPU-224XP燃燒負(fù)荷狀態(tài)西門子CPU-224XPRS232運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)燃?xì)鈮毫Ξ惓Ｈ細(xì)鈮毫Ξ惓S-485RS-485燃燒故障信號(hào)燃燒故障信號(hào)燃燒小負(fù)荷控制燃燒器啟停控制補(bǔ)水泵控制燃燒器電源燃燒大負(fù)荷控制燃燒小負(fù)荷控制燃燒器啟?？刂蒲a(bǔ)水泵控制燃燒器電源燃燒大負(fù)荷控制 輸出控制信號(hào)輸出控制信號(hào)2、2控制器硬件組成2、2、1核心控制器在本項(xiàng)目中，我方采用德國(guó)西門子公司S7-200系列中的CPU-224XP作為核心控制器。CPU-224XP具有以下特點(diǎn)：模塊化小型類PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用；CPU帶一個(gè)RS232/485通訊口；各種功能模塊（AI/AO/DI/DO）可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)；由于簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)，使得應(yīng)用十分靈活；方便用戶和簡(jiǎn)易的無風(fēng)扇設(shè)計(jì)；當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展；由于大范圍的集成功能使得它功能非常強(qiáng)勁；2、2、2熱電阻變送器選用的鎧裝式熱電阻變送器，WR系列工業(yè)用熱電阻作為溫度測(cè)量傳感器,通常與溫度變送器、調(diào)節(jié)器及顯示儀表等配套使用,組成過程控制系統(tǒng),用以直接測(cè)量或控制各種生產(chǎn)過程中0-500℃范圍內(nèi)的流體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面等溫度。輸出信號(hào)為4-20MA信號(hào)。三、控制柜示意圖、機(jī)箱尺寸高1050mm*寬600mm*厚350mm控制功能簡(jiǎn)述⑴故障切換功能：一臺(tái)給水泵發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換至另一臺(tái)泵，當(dāng)兩臺(tái)泵都發(fā)生故障時(shí)報(bào)警停爐保護(hù)。⑵采用壓力變送檢測(cè)鍋爐蒸汽壓力，設(shè)定值在控制器上設(shè)定⑶爐膛吹掃程序（控制燃燒器實(shí)現(xiàn)）⑷自動(dòng)點(diǎn)火程序（控制燃燒器實(shí)現(xiàn)）⑹菜單加密功能：進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、查看故障記錄、手動(dòng)操作燃燒器等時(shí)需相關(guān)權(quán)限人員輸入相應(yīng)密碼方可操作。⑺具有自動(dòng)、軟手動(dòng)切換功能⑻具有RS232或RS485通訊接口，可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)或樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通訊（增加功能）2)鍋爐調(diào)節(jié)功能⑴鍋爐負(fù)荷的自動(dòng)、手動(dòng)調(diào)節(jié)⑵燃?xì)馀c風(fēng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)⑶水位控制：a、鍋爐報(bào)警水位檢測(cè)及鍋爐給水泵控制采用三支水位電極檢測(cè)鍋爐水位，分別為：水位極限低報(bào)警。低水位報(bào)警及超高水位報(bào)警電極b、采用連續(xù)給水：連續(xù)采集鍋爐水位，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電流信號(hào)輸給單沖量給水調(diào)節(jié)儀，由調(diào)節(jié)儀按設(shè)定值控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連續(xù)給水，水位PID控制如下圖所示：3)狀態(tài)與參數(shù)顯示功能⑴蒸汽壓力數(shù)碼連續(xù)顯示⑵鍋爐水位狀態(tài)顯示及水位連續(xù)光柱顯示 ⑶排煙溫度顯示⑷燃燒器故障顯示⑸水泵狀態(tài)動(dòng)態(tài)顯示⑹燃燒器狀態(tài)動(dòng)態(tài)顯示五、安全保護(hù)1）熄火保護(hù)程序2）自動(dòng)火焰探測(cè)、保護(hù)程序3）電機(jī)過載、短路保護(hù)4）緊急停爐功能5）鍋爐超壓停爐、聯(lián)鎖保護(hù)6）極低水位停爐和聯(lián)鎖保護(hù)7）排煙溫度超高保護(hù)8）鍋爐超溫保護(hù)9）溫度傳感器故障保護(hù)10）故障顯示報(bào)警、故障停爐自鎖、人工復(fù)位功能六、與外部系統(tǒng)的接口（可增）在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)(FA)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BA)、集散控制系統(tǒng)(DCS)等現(xiàn)代智能化信息和控制系統(tǒng)中均要求實(shí)現(xiàn)多種形式的數(shù)字和模擬控制點(diǎn)的集成控制，多種設(shè)備和系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制，各系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的綜合分析和決策，語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻信號(hào)集成通信，組織和建立區(qū)域內(nèi)自動(dòng)化、智能化所需要的各種數(shù)據(jù)庫。通過計(jì)算機(jī)的管理，使系統(tǒng)能夠根據(jù)不同來源的數(shù)據(jù)作出最合理的綜合反應(yīng)。如果鍋爐控制系統(tǒng)不具備與其他信息和控制系統(tǒng)的接口，就會(huì)使鍋爐系統(tǒng)成為區(qū)域中的“信息孤島”，嚴(yán)重制約用戶自動(dòng)信息集成及綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。為此，我們的鍋爐控制系統(tǒng)提供了豐富的符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的各種類型的對(duì)外通信線路和接口。6.1EIARS-232C通信接口RS-232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制定的全雙工串行通信接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）間按位串行傳輸?shù)慕涌谛畔?，合理安排了接口的電氣信?hào)和機(jī)械要求，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。在個(gè)人電腦（PC）中作為標(biāo)準(zhǔn)配置，每一臺(tái)都安裝了符合RS232C規(guī)范的串行通信接口（COM1和COM2）。因此鍋爐控制系統(tǒng)通過RS232C可以十分方便地和PC機(jī)進(jìn)行連接，而不需要進(jìn)行任何信號(hào)轉(zhuǎn)換和中繼。由于RS232C采用單端驅(qū)動(dòng)和非差分接收電路，因而傳輸距離按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定僅為50英尺。我公司通過在大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，控制系統(tǒng)具有優(yōu)秀的電路和軟件設(shè)計(jì)，可以使傳輸距離達(dá)到100米左右，在上位計(jì)算機(jī)安裝在鍋爐房控制室或附近時(shí)基本可以滿足通信傳輸距離的需要。6.2EIARS-485串行總線接口隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展，在自動(dòng)化領(lǐng)域迫切需要一種能適合遠(yuǎn)距離數(shù)字通信的總線接口。為此美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）在RS-232C、RS-422基礎(chǔ)上制定了支持多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離和接收高靈敏度的RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)。與RS-232C標(biāo)準(zhǔn)不同，RS485標(biāo)準(zhǔn)采用了平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收電路，抗共模干能力大大增強(qiáng)，傳輸距離增加到1200米。另外RS-232C接口只允許連接1個(gè)收發(fā)器，只具有進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）通信的單站連接能力；而RS-485在總線上允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器（無中繼時(shí)為32個(gè)收發(fā)器），具有多點(diǎn)通信的多站連接能力,這樣就可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在許多流行的現(xiàn)場(chǎng)總線—Fieldbus（如PROFIBUS、MODBUS）其物理層都是RS485總線。6.3開關(guān)量控制系統(tǒng)也可以使用無源觸點(diǎn)作為與其他控制系統(tǒng)的接口。這樣不必開發(fā)專門的通信協(xié)議，在信息傳輸量較小或與非計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連時(shí)十分方便，也有利于用戶控制采購(gòu)和維護(hù)成本。此時(shí)控制系統(tǒng)的輸入為無源開關(guān)信號(hào)（觸點(diǎn)），控制系統(tǒng)在該觸點(diǎn)上施加的電壓為14VAC，工作電流小于1mA，對(duì)觸點(diǎn)的工作壽命沒有任何影響?？刂葡到y(tǒng)的輸出也是無源開關(guān)信號(hào)（觸點(diǎn)），觸點(diǎn)容量為220VAC，10A。例如，在需要遠(yuǎn)程控制鍋爐的啟停時(shí)，可以在遠(yuǎn)端的控制室里安裝一個(gè)啟動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕（按鈕不需要帶鎖定功能）。用戶按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)鍋爐；用戶按下停止按鈕時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉鍋爐。用戶在遠(yuǎn)端和爐前控制柜都可以操作，互不干擾。通過控制系統(tǒng)提供的“運(yùn)行”和“報(bào)警”輸出觸點(diǎn)，可以在遠(yuǎn)端的控制室里安裝一個(gè)運(yùn)行指示燈和一個(gè)報(bào)警指示燈。把輸出觸點(diǎn)串聯(lián)在指示燈回路中，當(dāng)鍋爐進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，運(yùn)行觸點(diǎn)閉合，指示燈亮；當(dāng)鍋爐出現(xiàn)報(bào)警狀態(tài)時(shí)報(bào)警觸點(diǎn)閉合，指示燈亮。這樣在遠(yuǎn)端的控制室里也可以方便地觀察到鍋爐的實(shí)際運(yùn)行工況。電控柜控制清單7.1.控制柜清單序號(hào)名稱型號(hào)單位數(shù)量器件說明1人機(jī)界面10"彩色觸摸屏只1西門子2主控制模塊CPU224只1西門子3模擬量采集模塊EM-231只3西門子4無線通訊模塊與上位機(jī)通訊臺(tái)1國(guó)產(chǎn)5斷路器DZ47-3P只1正泰6控制回路保險(xiǎn)RT28N-32X只1正泰7開關(guān)電源SN-100-24V只1臺(tái)灣明緯10排煙溫度一體化溫度變送器只1浙江余姚12控制軟件套1仁泰13風(fēng)機(jī)強(qiáng)電星角啟動(dòng)套1正泰15中間繼電器、端子、導(dǎo)線、等輔料正泰15講臺(tái)式控制柜1050*600*350國(guó)產(chǎn)16價(jià)格：25500元采用7寸屏幕可下調(diào)4500說明：燃燒器程控器，檢漏都置于控制柜中。7.2連續(xù)給水配置表序號(hào)測(cè)點(diǎn)名稱器件名稱型號(hào)數(shù)量品牌1超壓保護(hù)壓力控制器KP51只國(guó)產(chǎn)2水位控制水位電極4只國(guó)產(chǎn)3水位報(bào)警水位測(cè)量筒1只國(guó)產(chǎn)4水位測(cè)量單沖量水位調(diào)節(jié)儀XMA56UOVP80*160豎式1臺(tái)香港上潤(rùn)差壓變送器WIDEPLUS-DP3E22B155-5-0Pa(含三閥組)1個(gè)香港上潤(rùn)雙室平衡容器雙側(cè)法蘭1只香港上潤(rùn)變頻器AC1臺(tái)ABB5控制柜變頻柜700*600*4001只國(guó)產(chǎn)6價(jià)格：38500元八、供電電源及使用條件