城市供熱行業(yè)是城市熱力供應(yīng)的重要組成部分，是城鎮(zhèn)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。發(fā)展城市熱力，對于節(jié)約能源、保護環(huán)境、方便人民生活、促進工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展城鎮(zhèn)公用事業(yè)意義十分重大，是實現(xiàn)城鎮(zhèn)現(xiàn)代化的重要標志之一。隨著計算機與通信技術(shù)的飛速發(fā)展，配電系統(tǒng)的構(gòu)成已經(jīng)從開始的模擬式繼電元件發(fā)展到今天的數(shù)字化、自動化、智能化控制單元，配電系統(tǒng)本身也發(fā)展為自動化系統(tǒng)。這種自動化的配電系統(tǒng)實現(xiàn)了信息的采集、處理、就地控制、信息的傳送與管理、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與優(yōu)化等功能，它通常是個多處理機的分布式系統(tǒng)，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    筆者參與設(shè)計的某鍋爐房輸煤系統(tǒng)為基于現(xiàn)場總線的集散型控制系統(tǒng)，采用FROFIBUS-DP總線，實現(xiàn)PLC、儀表、智能控制保護管理裝置、變頻之間的通訊。既充分滿足工藝要求和生產(chǎn)需要，又具備一定得先進性和良好的可擴展性。
一、工藝要求
  鍋爐由燃燒系統(tǒng)、風(fēng)機系統(tǒng)、水系統(tǒng)及輸煤系統(tǒng)等部分組成。輸煤系統(tǒng)主要設(shè)備有給煤機、上煤機、水平輸煤機、煤斗分層給煤機、除鐵器和破碎機等。各設(shè)備間有一定啟動順序和連鎖控制的要求。  如啟動時，必須按照煤斗分層給煤機一水平輸煤機一上煤機一給煤機的順序延時啟動；停車時．則必須按照給煤機一上煤機一水平輸煤機一煤斗分層給煤機的順序延時停車。這樣是為了保證輸煤線路不發(fā)生煤的堆滯。
    由于輸煤系統(tǒng)各設(shè)備分布較分散，工人操作地點距離中心控制室較遠，故該系統(tǒng)的控制方式有程序自動控制——實現(xiàn)中心控制內(nèi)控制；手動連鎖——現(xiàn)場操作員手動啟停整個系統(tǒng)（設(shè)備間有連鎖關(guān)系）；手動解鎖——僅為試車時單臺設(shè)備單獨啟動。以滿足系統(tǒng)控制的安全性和方便性。
二、輸煤自動控制系統(tǒng)
  2.1系統(tǒng)構(gòu)成
    該輸煤自動控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。從圖中可以看出，整個系統(tǒng)從上到下可以劃分成三個層次：
    a  監(jiān)控層：主要由計算機和打印機組成，該層通過控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場控制層進行數(shù)據(jù)通訊，實現(xiàn)工藝參數(shù)的監(jiān)測和設(shè)定、現(xiàn)場生產(chǎn)情況的監(jiān)測，生產(chǎn)報表的打印。
    b  現(xiàn)場控制層：由PLC和智能保護管理裝置組成。實現(xiàn)開關(guān)量、模擬量控制，設(shè)備運行狀況顯示，數(shù)據(jù)采集、顯示，參數(shù)設(shè)置、設(shè)備故障顯示等。
    c  -次設(shè)備層：該層接受監(jiān)控和現(xiàn)場控制層的控制命令，主要是開關(guān)電器等一次設(shè)備。
    本次設(shè)計采用的智能保護管理裝置采用通用化設(shè)計理念，在簡化一次回路的基礎(chǔ)上（省卻了熱保護元件、互感器等），完成了二次回路的控制、保護、聯(lián)鎖、測量、信號、通訊等功能，極大提高了設(shè)計與生產(chǎn)效率，同時降低了用戶現(xiàn)場調(diào)試及維護工作量，縮短了項目設(shè)計及調(diào)試周期，具有明顯的綜合效益。
2.2系統(tǒng)功能
    總的來講，系統(tǒng)具有生產(chǎn)管理功能和生產(chǎn)控制的功能，具體說為：
    (1)電機啟停
    按照工藝要求實現(xiàn)電機的啟停和順序控制，各工藝段可獨立啟動或連鎖啟動，操作員可通過上位機或現(xiàn)場操作終端實現(xiàn)啟停，當設(shè)備故障時，系統(tǒng)能自動實現(xiàn)停前不停后，避免煤料堆積。
    (2)手／自動控制
    一般情況下，系統(tǒng)是在自動狀態(tài)下運行。通過特定按鈕，可將系統(tǒng)由自動狀態(tài)切換到手動狀態(tài)。實現(xiàn)對設(shè)備獨立啟停操作。
    (3)主設(shè)備控制
    給煤機、上煤機、水平皮帶機均采用智能控制保護管理裝置控制。煤斗分成給煤機采用變頻調(diào)速器控制。
    (4)報警控制
    智能控制保護管理裝置的報警功能可以對設(shè)備運行過程中的異常狀態(tài)進行判斷，并發(fā)出警報。各組PLC都具有自動故障診斷和處理、報警功能，設(shè)有警燈、警笛等聲光報警裝置，緊急按鈕安裝在各工藝段的機旁箱上。上位機也能對整個輸煤系統(tǒng)的異常狀態(tài)進行及時的判斷和報警。現(xiàn)場和上位機的故障顯示和定位功能，使本地和集中控制室內(nèi)都可對錯誤狀況及時做出反應(yīng)，保證了系統(tǒng)運行的安全性。
    (5)監(jiān)控顯示
    智能保護管理控制器具有編程功能和PROFIBUS-DP通信協(xié)議，可將設(shè)備的運行狀態(tài)和運行參數(shù)傳送至PLC和上位機，由上位機進行運算、動態(tài)實時顯示參數(shù)，并將運算結(jié)果及命令發(fā)送至PLC，實現(xiàn)自動化控制和實時監(jiān)控。
    (6)工藝參數(shù)設(shè)置
    生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝參數(shù)可實時傳送到上位機和現(xiàn)場操作終端，工藝控制人員也可從控制計算機直接下達工藝參數(shù)，或從現(xiàn)場操作終端設(shè)置工藝參數(shù)。
    (7)數(shù)據(jù)管理與報表打印
    采集現(xiàn)場和工藝數(shù)據(jù)，存入實時數(shù)據(jù)庫，可進行查詢、統(tǒng)計、打印，生成歷史數(shù)據(jù)庫。
  2.3系統(tǒng)特點
    (1)先進性
    本系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)需要采取自動控制或手動控制。可通過上位機對整個輸煤系統(tǒng)進行實時監(jiān)測和控制，對工藝參數(shù)進行設(shè)定和修改。
    (2)穩(wěn)定可靠
    自動化控制系統(tǒng)是整個生產(chǎn)線的指揮核心，其可靠性是十分重要的。考慮到輸煤線上多塵的惡劣環(huán)境，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、器件選擇上都要充分考慮過溫、過載、抗干擾等因素。
    (3)安全性
    設(shè)備過載、控制異常或超出警戒點進行自動保護，以防損壞設(shè)備，同時給出聲光報警。對每臺電機、每個控制回路都設(shè)置了磁熱保護。
(4)可擴展性
    由于PROFIBUDS網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，這種系統(tǒng)構(gòu)成具有良好的可擴展性，系統(tǒng)在設(shè)計施工時各種硬件配制有一定冗余，可隨著現(xiàn)場設(shè)備、檢測數(shù)據(jù)和控制要求的變化進行擴充。也可輕松實現(xiàn)與鍋爐其他系統(tǒng)的聯(lián)系配合。
    (5)易于維護
    對設(shè)備的故障具有一定的診斷定位功能，硬件選擇上選擇標準化器件，以便替換更新、方便維護。
三、總結(jié)
    隨著配電系統(tǒng)不斷朝著分布式、自動化的方向發(fā)展，鍋爐的自動控制系統(tǒng)也不斷向智能化、實時監(jiān)控、可通信、可靠性高的方向邁進。根據(jù)系統(tǒng)功能，結(jié)合設(shè)計要求，選擇適當?shù)臄?shù)字化電氣設(shè)備和合理的通信方案，是分布式配電系統(tǒng)應(yīng)用時考慮的重點。


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