Delta V系统在电厂锅炉中的应用

　　控制系统DeltaV系统在电厂锅炉中的应用赵凤军武英平（大庆市林源炼油厂设计所，黑龙江大庆163813）回路的实现方法。

　　大庆炼化公司林源生产区自备电厂是一座小型燃煤发电厂，设计生产规模为四炉三机，其中燃煤锅炉、燃油锅炉各两台，1 2锅炉为油和气混合燃料，由常规仪表进行控制，大多数时间处于备用状态；34锅炉为燃煤锅炉，长期处于运行状态，仪表控制系统采用美国GE公司的PLC.12锅炉与34锅炉是两个相对独立的操作室。通过几年来的实际运行证明现在3 4锅炉的仪表控制系统已不能满足生产及事故状态下紧急处理的需要，因此决定对现在长期运行的34锅炉的仪表系统进行改造，使其满足安全生产的需要。

　　13及4锅炉仪表控制系统改造前现状4锅炉仪表控制系统由3个操作站、两台主机及若干卡件组成，每台主机带两台操作站，主机为单CPU结构，两台主机之间数据虽能共享，但由于主机为单CPU结构没有冗余配置，只能采用冷备用，无法满足主机故障时的自动切换，对生产的安全运行构成潜在危险；操作站为普通计算机，WindowsNT操作平台，只能实现离线批量组态，不能满足锅炉正常运行状态下控制方案的变化及增加新检测点的要求；流程图画面单一，不利于方便操作。

　　2改造方案及系统配置一二次风系统、送煤系统的监测与控制，同时完成工艺报表及班组核算的功能。考虑到操作的方便，本次改造将原来的两个操作室合并为一个操作室，DeltaV系统控制器及卡件等安装在3 4锅炉操作室，作为现场控制室，而将1台工程师站、2台操作站及Hub安装在12锅炉操作室。操作系统为WindowsNT4.0.控制系统软件版本为V4. 2.系统硬件配置图如所示。

　　3DeltaV系统特点3.1主要硬件配置DeltaV系统一般由工作站（Workstation）、集线器（Hub）、控制器（Controller）及I/O卡件（I/OSubsystem）组成。每套DeltaV系统大节点数60个，其中，控制器大数量59台，工作站大数量30台，每台控制器多可配置64个I/O卡件。工作站又分为ProfessionalPlusProfessionalOperator三种，I/O卡件及控制器可带电热插拔，不需专门组态硬件，系统可自动识别。DeltaV系统标准化设计的I/O背板，允许所有卡件可以混合进行使用，没有位置的限制，卡件的集成度高、体积小，标准的接线端子直接与I/O卡件一起插在I/O背板上，方便了接线，节约了安装空间，减少了中间故障环节。

　　3.2系统冗佘。

　　DeltaV系统的控制器具有在线冗余的功能，在业于抚顺石油学院石油生产及加工过程自动化专业，获学士学位，现在林源炼油厂设计所工作，主要从事自控设计工作，曾直接参与了多种型号DCS的设计工作，工程师；武英平（1966―）女，黑龙江伊春人，1989年毕业于抚顺石油学院石油化工设备与机械专业，获学士学位，现在林源炼油厂从事设备制造与技术管理工作，工程师。

　　系统正常运行时，不需要停车，只需在左侧把第二套控制器所插放的底板与运行中控制器底板通过其自带的标准插口插接起来，系统会自动完成控制器冗余，不需停车、组态和额外接线，对系统的运行不会造成任何影响。同样，I/O卡件的冗余也无需任何组态，是由系统自动识别完成的。

　　33网络通讯DeltaV系统的控制网络采用工业以太网，工作站和控制器构成控制网络的节点，DeltaV系统中的任何两个节点之间都是对等的，直接交流信息，而且所支持的数据格式相同，DeltaV系统的控制网络传输速率高可达100Mbps是目前各种类型DCS中传输速率较高的一种。

　　DeltaV系统的OPC通讯技术，使DeltaV系统很容易与Intranet（企业管理网）和Internet进行通讯，使系统之间的集成变得更加容易，用户可以通过WebServer在互联网上远程监视DeltaV系统运行状况，远程进行操作及故障诊断。

　　34应用组态DeltaV系统的控制器和I/O卡件全部采用模块化、智能化设计，可实现即插即用，带电热插拔，一经上电，系统将自动识别其类型，自动分配地址；DeltaV系统的功能块是基于FF标准开发的，而控制方案组态采用了IEC-1131-3标准，控制方案组态采用标准功能块连接的图形语言方式完成，无需再填表格，即鼠标拖放式组态；而且具有在线仿真功能，可以使组态的正确性立即得到验证，大大减少了现场调试的工作量，缩短了工期；DeltaV系统图形环境类似于WindowsNT的操作环境，使工艺流程图的绘制工作变得非常容易。另外，DeltaV系统可以离线运行，用户可以离线组态，即离线进行各种控制方案的组态和流程图的绘制工作。

　　3.5现场总线DeltaV系统通过FF卡件完成对现场总线的支持，每个FF卡件可支持两条山总线，目前使用常规仪表的用户，如果将来想用总线仪表，只需将常规的I/O卡件换成FF卡件即可，不需要其他专门的硬件和软件，FF卡件可以进行冗余配置，并且提供了本安解决方案。

　　3.6系统识别器及许可证（License）内，是一个插入到工作站ProfessionalPlus并行打印端口上的一个连接器，它为每一个DeltaV系统提供了一个惟一的特征。

　　许可证是决定控制器功能和大小的一个软件。

　　功能是用控制器软件支持的控制器功能类型来表示的；而大小是由控制对象的数量（DSTs）表示的，并DeltaV系统上电前必需安装系统识别器，只有安装了系统识别器才能够装入License软件，只有安装了License许可证软件后，才允许用户下装组态数据。

　　3.7系统安全可靠控制器和控制网络为冗余配置，I/O卡件可带电热插拔，提供了可靠的供电系统，每个I/O卡件背板可安装8个I/O卡件，并带有两路供电配置，每路供电为4个I/O卡件提供电源。

　　4典型回路现在以锅炉汽包液位串级控制回路为例，来说明在DCS组态过程中是如何将PID的模拟量输出转换成开关量输出的。该串级控制回路是汽包液位（LT-301）与汽包给水流量（FT-301）的串级，执行机构为电动角行程执行机构（FV-301），汽包给水阀带有阀位变送器（ZT-301）；DO输出直接送给中间继电器，再由中间继电器驱动控制电动角行程执行机构的交流接触器。基本原理是：当开阀电源接通时阀门处于开启状态，当关阀电源接通时阀门处于关闭状态，阀门开度是否达到预定的位置是通过判断阀位变送器（ZT-301）检测到的阀位信号与给水流量调节器输出信号的差值是否在允许的偏差范围内，若在允许的偏差范围内则切断开（或关）阀电源。

　　在该串级回路的功能组态中，共计使用了两个PID模块（LIC-301和FIC-301），两个数字开关量输出模块（FV-301K和FV-301G）两个条件功能模块（CND1和CND2）、3个模拟量输入模块（LT-301，FT-301和ZT-301）、1个SLAVELOOP模块、1个CAS*IN模块和BKCAL*OUT模块。串级控制部分按正常的串级控制回路组态即可，问题是如何实现串级回路中的副回路调节器FIC-301模拟量输出信号到数字开关量输出的转换，阀位变送器在0~100的有效范围内，当FIC-301的PID输出变化后，首先通过条件功能模块CND1判断该输出信号与阀位变送器ZT-301检测信号的大小关系，当FIC-301的PID输出大于ZT-301的信号且两者差值超出允许的偏差范围时，条件功能块模块CND1有效，这时数字开关量输出模块FV-301K输出有效，即增加阀的开度，汽包给水调节阀FV-301开阀中间继电器闭合，通过交流接触器开阀电源被接通，电机正转，阀门处于开启过程；随着阀门开度的增加，阀门位置变送器的测量值也随之增大，当FIC- 301的PID输出值与ZT-301的测量值差值在允许的偏差范围内时，条件判断模块CND1无效，数字开关量输出模块FV-301K的输出无效，阀门执行机构电源被切断，阀门停止动作维持在一定开度下不变；同理，当FIC-301的PID输出小于阀位变送器ZT-且能够在线增加监TA数*MeJalElectronicPubliSh301f的检测信号且两者差值超出允许的偏差范围自DeltaV系统运行以来，其操作站、控制器以生产的事故，达到了预期的效果。

　　及控制器与之间的通讯运行可靠，未出现影响安全（上接第41页）串接回路来说不但速度慢，而且容易出错，所以我们将LC-3107从8控制站迁至7控制站。

　　2）中的“控制上限”、“控制下限*（见阴影部分），是APC控制程序控制工艺生产过程时用的上下限。原本仪表都有自己的控制上下限，例如中的FC-4201（见阴影部分），它的HH：0.但为了APC控制程序在控制工艺生产过程时，控制曲线不至于偏离中心线太远，所以特设置此”控制上限“、”控制下限“。此上下限也是数据缓冲器，由工艺技术人员或操作班长根据工况设定。

　　控制Tm路沲w S'.二路流w二路流M 1机（j丨R'咖：路；fin温度妒愚8路出i.i温度总进M：稂丨，允iHi川运态：ni-下常压炉支路平衡和提降量控制用表格3结束语APC技术在过程控制中的广泛应用，是大中型装置控制系统的发展趋势。APC在封闭型分散控制系统上的运用成功，更具有重要的意义。因为在统在大中型装置上已经普遍使用。在此，将封闭型分散控制系统中运用APC时应注意的问题及解决方法总结出来，希望能广大用户在运用APC时有所帮助和启迪。开放型分散控制系统推出之前，封闭型分散控制系