秦皇岛开发区集中供热 - DCS自控系统“交钥匙”项目

秦皇岛开发区动力公司位于秦皇岛开发区中部,是开发区直属企业,担负着开发区东、西两区的冬季供暖任务,近年来随着热负荷的不断扩大,动力公司在西区扩容新建了百吨锅炉房,建筑面积9000平方米,占地23000多平方米,设计容量4台100吨热水锅炉,一期工程先上2台,该锅炉房目前是国内容量最大、设施一流的锅炉房。

在本工程中,我公司采用了基于现场总线技术的分布式控制系统,其远程I/O站可灵活配置,既可放置于现场集中安装的仪表设备旁,也可集中放置于中控室控制柜中进行集中管理;变频器是系统中主要的执行设备,本系统中有近20台的变频器需要监控,由于锅炉房与电气室位置相对较远,如果采取传统模拟信号传输,不但需要加装电量变送装置而且需要敷设大量的电缆,既增加投资又不利于系统的维护,为保证变频过程控制及数据采集的及时性和准确性,我们采用了PROFIBUS现场总线形式对变频进行过程控制及数据采集。使系统与变频器间的联系由大量的电缆简化为一根标准的PROFIBUS总线,而数据量却是原来数倍,现场总线的应用使系统构成更先进、更经济、更实用。

变频通讯内容为:

(1) 过程控制方面:
通过传动控制字可实现变频的起动、停止、积分发生器的设置以及频率或转矩的设定等。
(2) 数据采集方面:
变频的输出频率、电机电流、输入电压、变频器输出电压、给定信号、实际信号、工作状态等电气量都可以被监控。
(3) 故障诊断方面:
可靠和准确的故障诊断信息可以通过报警和故障字获得,这样可以减少变频的停机时间和停产时间。
(4) 参数管理方面:
可以通过特定的权限来完成变频参数的设定和下载。

本控制系统分为三级网络。一个是现场总线网络(PROFIBUS),用于连接I/O站及变频设备与主控制器;一个为系统操作级网络(工用于连接主控制站与操作员站及工程师站。另一个为生产管理级网(光纤),通过光纤接入厂级局域网,局域网上任一经过授权的计算机都可以监视整套系统的运行情况。

控制室中的操作台采用弧形桌面式操作台,操作员站放在弧形桌面式操作台的桌面上,简洁明快。系统主控柜布置在控制室边缘处扩展方便,控制室整体布局美观大方。系统投运后得到了一致肯定和好评。

系统配置

  • 锅炉类型:燃煤链条热水锅炉
  • 生产单位:红旗锅炉厂
  • 监控对象:2×70MW热水锅炉
  • 工程规模:电气、仪表、自控系统供货、安装总包
  • 控制系统:
    SIEMENS S7-300
  • 控制网络:
    工业以太网、 PROFIBUS总线
  • 管理网络:光纤
  • 变频控制:
    ABB变频器、PROFIBUS总线通讯
  • 操作台:桌式操作台
  • 二次仪表:
  • 现场主控站:1套
  • 远程控制站:3套
  • 操作监控站:2台(兼工程师站)
  • 在线UPS:山特3KVA 0.5H
  • 远程浏览站:n台(光纤接入)

锅炉自动控制功能

  1. 负荷控制
  2. 燃烧控制
  3. 引风控制
  4. 鼓风控制
  5. 炉排控制
  6. 给煤控制
  7. 锅炉循环泵控制
  8. 外网循环泵控制
  9. 补水泵控制
  10. 软水箱液位控制

锅炉热工保护功能

  1. 供水压力低保护
  2. 出水温度高保护

电气保护功能

  1. 鼓、引风联锁保护
  2. 循环泵联锁保护

电流显示功能

  1. 各风机水泵运行电流

过程累计功能

  1. 锅炉供热量累计
  2. 锅炉燃煤量累计
  3. 补水量累计