基于DCS的输煤控制系统.docx

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基于DCS的输煤控制系统

基于DCS的输煤控制系统

摘要

输煤系统通过采用成熟的DCS技术，确保输煤系统可靠、稳定地运行，并且具备良好的系统扩展功能。

DCS系统也称分布式控制系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。

Abstract:

theconveyingsystembyusingmatureDCStechnologytoensureconveyingsystemreliable,stableoperationandgoodsystematicfunctionexpansion.DCSsystemisalsocalleddistributedcontrolsystem,itsessenceiscomputertechnologytotheproductionprocessforcentralizedmonitoring,operation,managementanddecentralizationcontrollingacatchnewcontroltechnology.

1.引言

目前，输煤系统使用的DCS覆盖了数据采集和处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS），输煤工业电视、皮带秤和入炉原煤采样系统等。

通过采用成熟的DCS技术，确保输煤系统可靠、稳定地运行，并且具备良好的系统扩展功能。

输煤程控改造后实现系统集中控制，运行人员在控制室内能对整个系统进行监控，实现全系统设备的启、停和自动程序控制功能。

皮带秤和入炉原煤采样系统纳入DCS，所有运行参数、报警信息以及设备运行状态可定时或随时打印，可根据实际需要打印生产统计报表和运行定期报表。

2.DCS系统简介

DCS系统也称分布式控制系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。

其功能特点是：

通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。

作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统，它以多层计算机网络为依托，将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起，实现各部分信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。

2.1控制站（CS）

控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。

控制站可冗余配置，灵活，合理。

在同一系统中，任何信号均可按冗余或不冗余连接。

对于系统中重要的公用部件，采用100%冗余，如主控制卡，数据转发卡和电源箱。

控制站特点：

1）卡件任意冗余配置

2）回路控制和逻辑控制

3）信号隔离I/O

4）冗余电源供电

5）带电插拔卡件

6）低功耗技术

2.2操作员工作站（OS）

操作站是由工业PC机，CRT，键盘，鼠标，打印机等组成的人际系统，是操作人员完成过程监控管理任务的环境。

高性能工控机，卓越的流程图机能，多窗口画面显示功能可以方便地实现生产过程信息的集中显示，集中操作和集中管理。

2.3工程师站（ES）

工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。

通过系统组态软件平台生成适合于生产工艺要求的应用系统，具体同能包括：

系统生成数据库机构定义，操作组态，流程图画面组态，报表程序编制等。

而是用系统的维护工具软件实现过程控制网络调试，故障诊断，信号调校等。

过程控制网ScnetII

过程控制网络实现工程师站、操作站、控制站的链接，完成信息、控制命令等传输，双重化让冗余设计，使得信息传输安全，高速。

3.输煤系统总体工艺流程

图1输煤系统总体工艺流程图

原煤通过翻车机到达皮带0，皮带0将原煤运输到煤场，通过斗轮机的煤块又经过皮带1的运输，同时经除铁器0除铁之后到达滚油塞或者碎煤机，煤块被粉碎，除铁器2对煤粉再次除铁，到达皮带机2，在经过除尘之后到达煤仓。

输煤流程具有程序性特点。

系统启动时，按照逆煤流方向逐台进行；系统停止时，按照顺煤流方向逐台进行。

考虑到电厂的输煤控制对象较分散，在离控制室较远的皮带和煤仓附近设置远程I/O站。

整个系统分为四个子系统。

3.1储煤系统

一个煤场、两台DQ8030型斗轮堆取料机、1号甲乙皮带机（与地面平行的皮带，头尾部两台电动机，可正反方向运行）及推土机、装载机等主要承担汽车进煤、火车进煤的堆放及取用。

斗轮堆取料机主要由斗轮机构、上部金属结构、悬臂胶带机、尾车、变幅机构、回转机构、中部料斗、门座、行走机构、平台扶梯、操作室、润滑及液压系统、滑线、受电装置及电气系统等组成，是高效连续堆取散状物料的理想设备。

3.2上煤系统

上煤系统由2号皮带机、滚油筛、碎煤机、除铁器、除尘器、各转运站、电动三通挡板及燃煤计量设施、排污泵等组成。

实现燃煤从煤场到煤仓的运输。

滚油筛对进入碎煤机的原煤进行初级分离，散料走旁路，块煤进碎煤机。

筛碎设备为双路布置并设有旁路通道，便于灵活运行。

除铁器布置在碎煤机设备的前后皮带段，可以减少对设备的损坏。

除尘器分为喷淋式、水激式或水浴式除尘器，除去设备运行中皮带尾部落煤筒和原煤仓的煤粉扬尘，改善设备运行环境，减少粉尘污染。

各输煤栈桥有水冲洗设备，煤场及各皮带配有喷水装置，以调节燃煤水分，抑制扬尘。

如下上煤路线：

（1）#0甲皮带→#5甲皮带→#7甲、乙皮带→犁煤器→煤仓。

（2）推煤机→#0乙侧皮带（#1、#2轮斗机）→#8甲侧皮带→#2甲侧皮带→#1碎煤机→给料带反转→#3皮带→#5甲、乙侧皮带→#7甲、乙侧皮带→犁煤器→煤仓。

（3）翻车机#1、#2给料带→#1甲、乙皮带→#2甲侧皮带→#1碎煤机→给料带反转→#3皮带→#5甲、乙侧皮带→#7甲、乙侧皮带→犁煤器→煤仓。

由上面的路线可知，系统的上煤路线较复杂，所以我们采用了首先选择上煤终点，按由后向前的顺序选择上煤路线，直到选择上煤起点。

另外，我们也给出了几条最优的上煤路线，供用户进行方便快速的选择。

3.3配煤系统

由2号皮带机及其上面的电动犁煤器为原煤仓配煤，分为就地和程控手动配煤、程控自动配煤两种方式，自动配煤由煤位高低信号控制，分为顺序配煤、低煤位配煤、强制配煤、余煤配煤几部分。

各煤场、皮带头部、尾部和原煤仓犁煤器上方均有摄像头，方便运行人员监控设备。

4.输煤设备控制方式

该系统采用HOLLiAS-MACS系统进行编程与控制。

HOLLiAS-MACS系统是由以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据服务器组成的综合自动化系统，完成大型、中型分布式控制系统（DCS）、大型数据采集监控系统（SCADA）功能。

图2HOLLiAS-MACS系统的硬件体系结构

HOLLiAS-MACS系统硬件有工程师站、操作站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单元设备）、通讯控制站、系统服务器、系统网络、监控网络、控制网络等组成。

HOLLiAS-MACS系统软件包括：

工程师组态软件；操作员站在线软件；现场控制器运行软件；服务器软件等。

和利时公司在成功地开发并应用了HS-DCS-1000系统和HS2000系统之后，在系统地总结了各行业用户的意见和建议，充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术等最新发展动态的情况先，基于当今最先进的技术，采用成熟的先进控制算法，推出了公司的第四代DCS系统HOLLiAS-MACS系统。

4.1输煤控制系统I/O设备

输煤系统I/O设备，多为开关量设备，因此系统设备的I/O节点多为开关量输入与开关量输出节点。

不需要复杂的控制指令，便可以实现输煤系统的程控运行。

图3输煤系统DI节点

图4输煤系统DO节点

4.2输煤系统硬件结构

根据输煤系统I/O节点，设计输煤系统的硬件结构框图，采用30个操作员站，采用双机冗余体制，保证系统的安全可靠运行。

图5输煤系统设备组态

图6对数据库进行基本编译

图7输煤系统控制组态

图8对数据库进行联编

图9实现数据库下装

4.3人机界面与IO列表

界面上主要实现了控制方式设置和流程选择菜单，运煤工艺流程图，实时运煤系统运行图，设备状态显示图，历史数据显示画面，故障报警一览表，皮带机的运行显示，煤仓煤位的显示，各皮带、碎煤机、轮斗机电机电流的显示，整个输煤系统的各个需要监视的部分均能在操作员站上显示出来，可以很好的防止输煤事故的发生，极大的提高了输煤系统的自动化水平。

图10总体界面框图

表1IO表清单

5.总结

经过三周的努力，终于完成了输煤控制系统的设计。

在这次课设的过程中，学到了很多东西。

感谢老师的指导与帮助，使得课设达到了预期的目的。

通过到图书馆查询资料和到网络上搜索教材，加深了对分散控制系统（DCS）的理解，了解了DCS系统在电厂中所发挥的巨大作用。

更坚定了自己要好好掌握DCS系统的决心，由于DCS具有可靠性高、系统配置灵活、使用维护方便等特点，保障了设备安全、提高了机组经济性、减轻了劳动强度、改善了劳动条件，而且为先进控制方法在热工过程控制的应用提供了便利的条件。

课设的过程中，在老师的指导下，学习并掌握了HOLLiAS-MACS系统的基本操作，但自己的掌握还很疏浅，需要进一步加强。

从这次的课程设计中，我深深的意识到将自己所学知识与现场实际联系起来，灵活运用的重要性。

在今后的学习中，我会牢牢记住这一点。

6.参考文摘

[1]白焰，《分散控制系统》，北京：

中国电力出版社，2000年

[2]李建强，《输煤系统和设备》，北京：

中国电力出版社，2008年

[3]王建国，《给粉系统分析》，北京：

中国电力出版社，2000年

[4]浙大中控．JX-300X集散控制系统培训教材（第二册）.[M]杭州2004.3/48

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化学工业出版社.1999:

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[7]孙增昕.只能控制理论与技术.[M].北京：

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[8]陆德民、张震基.石油化工自动化控制设计手册.[M].北京：

化学工业出版社

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