热电厂DCS方案.docx
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热电厂DCS方案
襄樊市热电厂热力除氧器及锅炉给水泵
自
动
化
控
制
方
案
襄阳西顿自动化仪表有限公司
一、工艺简介
热力除氧器是锅炉及火电厂的重要设备，热力除氧器运行的正常与否，直接影响到锅炉的使用寿命及安全运行。
根据相关锅炉操作规程，除氧器的水温需控制在1040C-106OC，而控制除氧器的水温，关键就是要控制进入除氧器的蒸汽压力与进水流量，当高温蒸汽在除氧头内与软化水均匀接触时，软化水中的溶解氧能够得到较好的去除。
因此，如何控制好让进入除氧器的气相及液相达到平衡，是除氧器正常运行的关键所在。
在多台锅炉并联运行的热电企业，一般时采用多台锅炉给水泵并联运行，保持母管压力为一定值，以维持每台锅炉所需的进水压力，当并联的给水泵其中一台出现故障时，要自动启动备用水泵，以维持给水母管压力。
二、控制方案简介
襄樊热电厂现有5台热力除氧器，由于采用常规仪表控制，工人劳动强度大、故障率高，除氧器不能正常运行。
现有的5台锅炉给水泵，依靠常规仪表及人工控制，锅炉给水压力不能长期稳定，轻则造成锅炉上水困难，严重时将会造成锅炉缺水事故。
因此，急需要对锅炉的除氧器及给水泵进行自动化控制改造。
本方案根据锅炉生产过程中需要长期稳定的运行特点，拟选用功能强大、护干扰能力强、性能稳定的德国西门子S7-300型PLC、WINCC组态软件来完成对5台除氧器及5台给水泵的自动化控制。
根据除氧器及给水泵的控制特点，该系统控制点数规模如下：
DI15个、DO5个、AI20个、AO10个，决定选用CPU313型控制器，该控制器最大DI/DO控制点数为128点，AI/AO最大控制点数为32点（集中），能够满足贵方提出的要求，并留有一定余量。
以后在此系统中需要增加对其它设备控制时，只需增加相应的数字量或模拟量模块即可，中央处理器能够满足要求。
上位机选用一台研华工控机,分别安装一套WINCC组态软件及STEP7编程软件作为工程师站,同时兼作操作员站。
上位机通过CPU313的MPI编程接口与PLC通讯，以完成对整个系统的实时监控与操作。
SIMTAICS7-300型PLC是西门子公司推出的大中型可编程序控制器，该系列PLC具有高速的数据处理能力及优良的抗干扰性能，广泛用于石油、化工、水处理、钢铁、建材等行业。
SIMTAICS7-300系列PLC针对不同的控制系统可选择不同型号的中央处理器及各种信号处理模块，通过选择不同的中央处理量，开关量处理能力最小为256点、最大可达到20000点以上，模拟量处理能力最小32点，最大可达到2048点。
因此，通过不同的选型及配置，在整个控制系统优化的基础上可有效降低工程造价，为用户降低开支。
分别安装于两台上位机的组态软件WINCC，是HMI/SCADA的最佳软件，WINCC组态软件是完全基于32位内核的软件，具有高度的开放性，WINCC内置高效数据库，通过ADO、OLEDB、SQL等，数据库完全开放。
借助C脚本，WINCC几乎可以通过Win32API无限制地访问到Windows操作系统及该平台上的各种应用的功能。
通过ODK，WINCC的整个组态和运行过程又完全呈现给任何用户自行开发的系统，为希望以WINCC为平台软件进行工厂管理级软件和信息系统开发的用户提供绝佳的平台。
西门子公司作为OPC规范的发起公司之一，在各类产品中广泛支持OPC，WINCC软件更是囊括了OPCDA、OPCHDA、OPCXML等多种规范，能够与任何支持OPC开放协议的软件实现无缝对接。
通过系统组态，上位机监控画面可实时显示所有控制点，在上位机显示器上，通过鼠标点击，即可调看相关工段的实时运行参数，同时可根据工艺要求参数做出修改。
通过系统授权，使不同操作人员具备相应的操作权限，如工程师权限、工段长权限、操作权限等，也可根据要求做出具体设置。
该系统具备语音报警功能，当仍一参数超过规定值或任给水泵出现故障时，均可发出语音报警，提醒操作人员及维修人员注意，以便及时发现及解除故障。
三、系统配置及报价
单位：
元
序号
名称
型号
单位
数量
单价
小计
1
控制器专用电源
PS307-10A
个
1
2
CPU313
6ES7313-1AD03-0AB0
个
1
3
32路开关量输入模块
6ES7321-1BL00-0AA0
个
1
4
16路开关量输出模块
6ES7322-1BH01-0AA0
个
1
5
8路模拟量输入模块
6ES7331-7KF02-0AB0
个
3
6
4路模拟量输出模块
6ES7332-5HD01-0AB0
个
2
7
20针前连接器
6ES7392-1AJ00-0AA0
个
6
8
40针前连接器
6ES7392-1AM00-0AA0
个
1
9
DIN导轨
6ES7390-1AF30-0AA0
根
1
10
WINCC组态软件
6AV6381-1BC05-0CV0
套
1
11
MPI编程电缆
6ES7972-0CA23-0XA0
条
1
12
CP5611通讯卡
6GK15611-1AA00
个
1
13
研华工控机
CPUP42.8G内存512M
硬盘80G17//纯平
PHILIPS
台
1
14
机柜
800×600×2000
个
1
15
其它附材费
16
编程设计费
17
总计
￥85000.00
三、项目设计、安装、调试及时间安排
1、项目设计
项目合同签定后，我公司即安排一名固定的项目经理负责此项目的协调与实施，并保证在该项目实施期间不更换；安装工程师与贵公司技术人员进行技术交流，确定最终设计与实施方案。
待方案确定后，我公司即安排相关原材料采购、加工；DCS软件编程及组态，并在预定时间内完成出厂前的调试。
2、工程安装与调试
我公司在完成出厂前的调试后，在合同约定的时间内将货物运输到贵公司指定地点，贵公司负责一次仪表的安装及调试，我公司技术人员现场指导工作。
仪表及系统安装完成后，我公司技术人员负责整个DCS系统的联机调试，贵方需安排相关人员协助调试。
3、时间安排
原材料采购及加工8天
工程设计、编程、组态15天
厂内调试2天
现场调试2天
共计27天
四、工程验收及交付
整个项目在安装调试完毕试运行一周后，由双方共同组织人员对项目进行验收。
我公司提供整个项目的详细图纸资料2份，验收合格后，即交付贵方使用，如存在问题，我公司继续整改，直至贵方满意为止。
五、技术培训及售后服务
1、编程、组态培训
在我公司进行软件编程、组态时，贵方可派相关人员来我公司，由我公司技术人员以该项目为例对其进行技术培训。
培训内容：
编程与组态
培训时间：
7天
人数：
1-2人
地点：
襄樊
2、安装调试及操作培训
培训内容：
仪表工作原理、安装调试与检测，DCS系统操作
培训对象：
仪表工、操作工
人数：
不限
培训时间：
15天
地点：
贵公司所在地
此次培训主要针对系统的操作与使用、一般故障现象及解决办法、系统维护等，培训结果为所有操作人员能熟练操作、仪表工能熟知该系统工作原理并能解决一般问题为止。
3、售后服务
在质保期内如果我公司提供的系统及附件因自然损坏或故障，我公司在24小时内免费上门服务并更换备件，如因为误操作、人为原因造成损坏的，将更据损坏情况酌情收取部分维修费用。
质保期满后，如贵公司需对系统进行扩容、改造，我公司将不再收取设计费用，只收取相关原材料费用。
对于我公司所承接的项目，不论是否超过质保期，技术人员24小时接受贵方电话咨询并就所出现的故障的处理办法做出满意答复。
附一：
西门S7300控制系统简介
S7-300是模块化中小型控制系统，它能满足中等性能要求的应用。
模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。
SIMATICS7-300的应用领域包括：
•专用机床
•纺织机械
•包装机械
•通用机械工程应用
•控制系统
•机床
•楼宇自动化
•电器制造工业及相关产业
多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。
当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对控制器进行扩展。
SIMATICS7-300已经得到以下国内和国际标准认证：
•DIN
•UL认证
•CSA认证
•FM1级1区，A,B,C,D组
•温度组T4（≤135°C）
•船级认证
-美国船级社
-法国船级社
-挪威船级社
-德国劳氏船级社
-英国劳氏船级社
简单的结构使得S7-300灵活而易于维护
•DIN标准导轨安装
只需简单地将模块钩在DIN标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。
•集成的背板总线
背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。
•更换模块简单并且不会弄错更换模块时，只需松开安装螺钉。
很简单地拔下已经接线的前连接器。
在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。
•可靠的接线端子
对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子
•TOP连接
采用一个带螺钉或夹紧连接的1至3线系统进行预接线。
或者直接在信号模块上进行接线。
•确定的安装深度
所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度。
•没有槽位的限制
信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上，系统自行组态
SIMATICS7-300的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和维护
•高速的指令处理
0.6~0.1μs的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
•浮点数运算
用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算
•方便用户的参数赋值
一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。
•诊断功能
CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：
超时，模块更换，等等）。
•口令保护
多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允
许的复制和修改。
•操作方式选择开关
操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。
这样就防止非法删除或写用户程序。
•高度的可靠性
经国际权威部门验证，S7-300控制器具有性能稳定、可靠性高的特点，在正常使用情况下平均寿命在19.6年。
模拟量模块性能简介：
•用于完成包含模拟过程信号的较复杂任务
•用于连接不带附加放大器的模拟执行元件和传感器应用模拟I/O模块包括用于S7-300的模拟输入和输出模块。
通过这些模块可将模拟传感器和执行元件与S7-300相连。
模拟I/O模块具有下列优点：
•优化配合
模块可任意组合以配合任何所需输入/输出点数量。
没有必要增加投资
•强大的模拟技术
不同的I/O范围和高分辨率允许与众多不同的模拟传感器和执行元件相连
设计
模拟输入模块具有下列机械特性：
结构紧凑牢固的塑料机壳内包括：
•红色的LED表示组故障/错误
•前面板保护着的前连接器
•前面板上有标签区
组装简单
该模块安装在DIN标准导轨上并通过总线连接器与相邻模块相连接。
没有特定插槽规定：
输入地址由槽决定。
接线方便
模块由插入式前连接器进行接线。
第一次插入连接器时，有一个编码元件与之啮合，该连接器以后就只能插入同样类型的模块中。
更换模块时，前连接器的接线状况无需改变就可用于同样类型的新模块。
模拟输入模块将扩展过程中的模拟信号转化为S7-300内部处理用的数字信号。
电压和电流传感器、热电偶、电阻和电阻式温度计均可作为传感器与该模块相连。
设计特性还包括：
•从9到15位+符号位分辨率可调（用于不同的转换时间）
•各种测量范围
基本的电流/电压测量范围由量程卡机械设定；微调由编程装置中的STEP7“硬件组态”功能进行设定
•中断能力
该模块将诊断和超限中断传送到可编程序控制器的CPU中
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