燃?xì)鉄崴仩t供暖系統(tǒng)

自動(dòng)化控制

解

決

方

案

目錄

第一章 燃?xì)鉄崴仩t自動(dòng)化控制解決方案3

1.1燃?xì)鉄崴仩t系統(tǒng)現(xiàn)狀3

2.2、解決方案3

1.3二次儀表參數(shù)上傳4

1.4上傳信號(hào)解決方案8

1.5布線解決方案8

1.6接口預(yù)留8

1.7遠(yuǎn)程變頻器設(shè)置8

1.8建成后實(shí)現(xiàn)的功能9

第二章 燃?xì)鉄崴仩t自動(dòng)化控制解決方案11

第一章 燃?xì)鉄崴仩t自動(dòng)化控制解決方案  

1.1燃?xì)鉄崴仩t系統(tǒng)現(xiàn)狀  

（1）5臺(tái)14MW進(jìn)口燃?xì)鉄崴仩t、2臺(tái)7MW國(guó)產(chǎn)燃?xì)鉄崴仩t，為直供系統(tǒng)。分為兩個(gè)系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)是2臺(tái)14MW燃?xì)鉄崴仩t，其余鍋爐在低壓系統(tǒng)。

（2）高壓系統(tǒng)安裝循環(huán)泵4臺(tái)、低壓系統(tǒng)安裝循環(huán)泵5臺(tái)。

（3）低壓系統(tǒng)安裝補(bǔ)水泵2臺(tái)補(bǔ)水泵，使用變頻器進(jìn)行控制，一拖二，基本上只運(yùn)行1臺(tái)。

（4）分、匯水器無(wú)溫度、壓力參數(shù)采集裝置。

（5）現(xiàn)有鍋爐控制系統(tǒng)7套，自動(dòng)化程度較高。各自獨(dú)立控制，未能根據(jù)系統(tǒng)用熱情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷供熱。

（6）每個(gè)燃?xì)忮仩t進(jìn)氣口出安裝了流量計(jì)，采用浙江天信TDS-100B,并不具備遠(yuǎn)傳標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)功能。

（7）現(xiàn)場(chǎng)控制柜柜體尺寸為:1800*600*450,具體尺寸要核實(shí)。柜體顏色大部分為計(jì)算機(jī)灰。    

（8）現(xiàn)場(chǎng)地溝管槽只有高壓線槽。

2.2、解決方案  

燃?xì)忮仩t流程圖如下：

從圖中可以看出每個(gè)鍋爐的運(yùn)行流程是一樣的，因此自控改造的目的和方法也是一致的。

從該站的工藝流程圖和鍋爐工作原理可以得知，燃?xì)忮仩t自控改造包括兩部分，即鍋爐和附屬設(shè)備的自動(dòng)控制。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況，本方案采用三層控制結(jié)構(gòu)，上層為上位管理顯示層；中間為現(xiàn)場(chǎng)控制器層，主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)分析、處理、上傳等功能；下層為現(xiàn)場(chǎng)儀表層。其控制結(jié)構(gòu)圖如下：    

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)傳感變送裝置，或通過(guò)配電柜輔助接點(diǎn)將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，上傳至PLC控制器，PLC根據(jù)用戶的邏輯控制程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理。本次選用的現(xiàn)場(chǎng)PLC控制器為德國(guó)西門(mén)子S7-300系列。

1.3二次儀表參數(shù)上傳  

（1）鍋爐需要遠(yuǎn)傳至上位機(jī)參數(shù)如下：

鍋爐進(jìn)水溫度、進(jìn)水壓力、回水溫度、回水壓力、冷凝換熱裝置出水溫度、鍋爐排煙溫度、天然氣流量、天然氣總壓力、天然氣調(diào)壓后壓力。

（2）水泵需要遠(yuǎn)傳至上位機(jī)的參數(shù)如下：

循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)、循環(huán)泵故障狀態(tài)、循環(huán)泵電流、循環(huán)泵電壓測(cè)量、補(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)、補(bǔ)水泵故障狀態(tài)、補(bǔ)水泵總出口壓力、補(bǔ)水泵流量。

（3）風(fēng)機(jī)需要遠(yuǎn)傳至上位機(jī)的參數(shù)如下：

鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、鼓風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)、鼓風(fēng)機(jī)電流、鼓風(fēng)機(jī)頻率。

（4）其他需要上傳的參數(shù)如下：

分水器溫度、分水器壓力、匯水器溫度、匯水器壓力、新區(qū)回水溫度、老區(qū)回水溫度、軟水箱液位、生水箱液位。    

燃?xì)鉄崴仩t需要上傳的參數(shù)具體數(shù)量見(jiàn)下點(diǎn)表：

序號(hào)

設(shè)備

數(shù)量

數(shù)字輸入di

模擬輸入ai

數(shù)字輸出do

模擬輸出ao

備注

2供

1

天然氣流量

7

7

統(tǒng)計(jì)瞬時(shí)流量，總流量用軟件實(shí)現(xiàn)，帶就地顯示。進(jìn)口DN100

2

天然氣總壓力

1

1

統(tǒng)計(jì)天然氣總進(jìn)氣壓力

3

天然氣調(diào)壓后壓力

7

7

統(tǒng)計(jì)每個(gè)鍋爐天然氣

4

鍋爐進(jìn)水溫度

7

7

5

鍋爐出水溫度

7

7

6

鍋爐進(jìn)水壓力

7

7

7

鍋爐出水壓力

7

7

8

鍋爐排煙溫度

7

7

9

冷凝換熱裝置出水溫度

7

7

10

鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)        

5

5

菲斯曼鍋爐，變頻器

11

鼓風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)

5

5

菲斯曼鍋爐，變頻器

12

鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

2

2

國(guó)產(chǎn)

13

鼓風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)

2

2

國(guó)產(chǎn)

14

低區(qū)分水器溫度

1

1

總分水溫度

15

低區(qū)分水器壓力

1

1

總分水壓力

16

低區(qū)匯水器溫度

1

1

總回水溫度

17

低區(qū)匯水器壓力

1

1

總回水壓力

18

低區(qū)2區(qū)回水溫度

1

1

19

低區(qū)3區(qū)回水溫度

1

1

20

低區(qū)5區(qū)回水溫度

1

1

21

高區(qū)分水器溫度        

1

1

22

高區(qū)分水器壓力

1

1

23

高區(qū)匯水器溫度

1

1

24

高區(qū)匯水器壓力

1

1

25

低區(qū)循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)

5

5

26

低區(qū)循環(huán)泵故障狀態(tài)

5

5

27

低區(qū)循環(huán)泵電流測(cè)量

15

15

28

低區(qū)循環(huán)泵電壓測(cè)量

3

3

29

低區(qū)補(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)

2

2

變頻器（TENGEN）

30

低區(qū)補(bǔ)水泵故障狀態(tài)

2

2

變頻器（TENGEN）

31

低區(qū)補(bǔ)水泵出口壓力

1

1

32

低區(qū)補(bǔ)水流量

1

1

統(tǒng)計(jì)瞬時(shí)流量，總流量用軟件實(shí)現(xiàn)，帶就地顯示。進(jìn)口DN80        

33

高區(qū)循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)

4

4

34

高區(qū)循環(huán)泵故障狀態(tài)

4

4

35

高區(qū)循環(huán)泵電流測(cè)量

12

12

36

高區(qū)循環(huán)泵電壓測(cè)量

3

3

37

高區(qū)補(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)

2

2

變頻

38

高區(qū)補(bǔ)水泵故障狀態(tài)

2

2

變頻

39

高區(qū)補(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)

2

2

工頻

40

高區(qū)補(bǔ)水泵故障狀態(tài)

2

2

工頻

41

高區(qū)補(bǔ)水流量

2

2

42

高區(qū)補(bǔ)水壓力

2

2

43

室外溫度采集

2

2

44

采集及連鎖報(bào)警系統(tǒng)        

1

45

生水罐液位

1

1

帶就地顯示，2.5米

46

軟水罐液位

1

1

帶就地顯示，2.5米

48

133

1.4上傳信號(hào)解決方案  

現(xiàn)場(chǎng)二次儀表（壓力、溫度、流量、電流、電壓）上傳通過(guò)變送器，利用RVVP4*1.0屏蔽線纜傳輸，輸出標(biāo)準(zhǔn)4-20mA電流信號(hào)，傳至現(xiàn)場(chǎng)控制柜的PLC控制器的模擬量輸入模塊上。

如果出現(xiàn)信號(hào)擾動(dòng)，本公司采用模擬信號(hào)隔離放大器解決干擾問(wèn)題。

電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)配電柜的輔助觸點(diǎn)，加入繼電器等輔助設(shè)備，將電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，故障狀態(tài)上傳至PLC控制器。

變頻器的參數(shù)讀取，利用變頻器的通訊協(xié)議，直接讀取至PLC控制器上，或者通過(guò)組態(tài)軟件讀取變頻器參數(shù)。

1.5布線解決方案  

本次的監(jiān)測(cè)點(diǎn)集中，需要開(kāi)槽挖地或電纜橋架架空敷設(shè)，為了解決干擾問(wèn)題，重新布線，弱電信號(hào)單獨(dú)輻射。

現(xiàn)場(chǎng)儀表利用鋼管或者軟管將信號(hào)線呵電源線引至線槽。

1.6接口預(yù)留  

次方案考慮接口預(yù)留，本公司將開(kāi)放軟件協(xié)議接口，開(kāi)放OPC服務(wù)，值班室設(shè)置1個(gè)2光口，多電口的交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳功能。保證將信號(hào)傳輸至控制中心。    

1.7遠(yuǎn)程變頻器設(shè)置  

與變頻器廠家溝通，開(kāi)放其公共協(xié)議，使其與我司提供的PLC進(jìn)行通訊，利用現(xiàn)場(chǎng)總線的MODBUS協(xié)議，可以通過(guò)上位機(jī)方便的遠(yuǎn)程設(shè)定停爐溫度，啟爐溫度，停爐壓力等。

實(shí)現(xiàn)這些功能的前提條件是需要變頻器提供其數(shù)據(jù)讀入與寫(xiě)出協(xié)議。

1.8建成后實(shí)現(xiàn)的功能  

（1）將點(diǎn)表中提到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確傳輸至值班室的上位機(jī)，壓力偏差范圍保證在±0.05Mpa,溫度偏壓范圍保證在±1℃以內(nèi)。

（2）電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)明確顯示，運(yùn)行電機(jī)電流、電壓顯示，故障報(bào)警。

（3）涉及鍋爐參數(shù)準(zhǔn)確顯示在上位機(jī)上。

（4）水箱液位的就地和上位機(jī)準(zhǔn)確顯示。

（5）當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置的故障點(diǎn)報(bào)警時(shí)，監(jiān)視屏幕跳出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)使系統(tǒng)復(fù)位，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。報(bào)警界面如下：    

（6）完整的報(bào)表系統(tǒng)，提供實(shí)時(shí)報(bào)表，歷史報(bào)表。報(bào)表系統(tǒng)界面如下：

（7）重要參數(shù)的曲線顯示，歷史曲線，未來(lái)趨勢(shì)曲線。曲線界面如下：    

（8）保證后期擴(kuò)展15%的點(diǎn)位預(yù)留，使得系統(tǒng)在未來(lái)的5-10年內(nèi)處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

（9）保證產(chǎn)品質(zhì)量，保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行。

（10）改造后保證先前儀表控制柜的顯示與上位機(jī)顯示參數(shù)基本保持一致。

（11）通過(guò)對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)化改造，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)數(shù)字化管理和運(yùn)營(yíng)。按照燕鴿湖基地?cái)?shù)字化建設(shè)總體規(guī)劃要求，供熱系統(tǒng)數(shù)字化建設(shè)以“總體規(guī)劃，分步實(shí)施”原則，既能在目前系統(tǒng)中，通過(guò)改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化建設(shè)和管理，又能為下一步整個(gè)物業(yè)管理數(shù)字化建設(shè)做好預(yù)留準(zhǔn)備，方便下一步整體改造。

該系統(tǒng)要求在數(shù)據(jù)記錄、分析及通訊接口方面具有較強(qiáng)的兼容性和擴(kuò)展性，便于對(duì)下步數(shù)字化建設(shè)項(xiàng)目擴(kuò)增中，便于接口使用，減少重復(fù)投入。如：中央控制管理中心投入等。

（12）數(shù)字化建設(shè)及管理運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)減小工人工作強(qiáng)度，提高管理人員工作效率，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到節(jié)約能源，降低能耗。

（13）增加2個(gè)室外溫度變送器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，提供相同室外溫度下，各設(shè)備運(yùn)行能耗對(duì)比分析、判斷。    

（14）讀取變頻器相關(guān)參數(shù)

第二章 燃?xì)鉄崴仩t自動(dòng)化控制設(shè)備選型及清單  

設(shè)備選型參考一供，清單如下：

一、控制系統(tǒng)清單

序號(hào)

名稱(chēng)

型號(hào)

單位

數(shù)量

1

CPU

6ES73141AF100AB0

個(gè)

1

2

電源模塊

6ES73071KA010AA0

個(gè)

3

4

DI(24V,32點(diǎn)，40針)

6ES73211BL000AA0

個(gè)

3

5

DO(24V,32點(diǎn)，40針)

6ES73221BL000AA0

個(gè)

1

7

AI(8通道)

6ES73317KF020AB0

個(gè)

12

8

前連接器（40針）

6ES73921AM000AA0

個(gè)

20

10

接口模塊(IM360)

6ES73603AA010AA0

個(gè)

1

11

接口模塊(IM361)

6ES73613CA010AA0

個(gè)

2

13

總線連接器（無(wú)編程口）        

6ES79720BA410XA0

個(gè)

15

14

MMC內(nèi)存卡

6ES79538LM000AA0

個(gè)

1

16

PC適配器

6ES79720CA230XA0

個(gè)

1

17

PC適配器電纜

6ES79011BF000XA0

個(gè)

1

19

導(dǎo)軌

6ES73901AF300AA0

個(gè)

3

20

Profibus電纜

米

20

22

CP5611PCI總線

6GK1 561-1AA00

個(gè)

1

23

組態(tài)王

開(kāi)發(fā)+運(yùn)行

套

1

25

商用計(jì)算機(jī)

Dell optiplex 380 +Dell E2211H

套

1

26

中間繼電器

OMRON 220VAC

套

60

28

交換機(jī)

TP-LINK

個(gè)

1

29

程控柜成套

GGD1200x1800x600

個(gè)

1

31

互感器

個(gè)

21

32

電量采集模塊

個(gè)

21

二、儀表

序號(hào)

設(shè)備名稱(chēng)

規(guī)格型號(hào)

單位

數(shù)量

1

熱電阻

0-150℃,一體化變送4~20MA信號(hào)輸出，插深100

套

14

2        

室外溫度

4~20Ma

個(gè)

1

3

熱電阻

0-+100℃,一體化變送長(zhǎng)度100，帶液晶顯示

套

4

4

熱電阻

0-+100℃,一體化變送長(zhǎng)度100，帶液晶顯示

套

1

5

熱電阻

0-+100℃,一體化變送長(zhǎng)度300，帶液晶顯示

套

2

6

壓力變送器

量程：0-1.6MPa 帶顯示 0.5級(jí) 4-20mA

臺(tái)

32

7

壓力變送器

量程：0-2.5MPa 帶顯示 0.5級(jí) 4-20mA

臺(tái)

2

8

液位變送器

0-4.0米4-20mA磁翻版液位計(jì)

臺(tái)

3

9

流量計(jì)

LUGB-1000-100m3/h4-20mA，法蘭式安裝

套

3

10

信號(hào)分配器

一路信號(hào)分兩路4-20MA輸出

個(gè)

14

補(bǔ)充材料

補(bǔ)充日期2010-09-12

序號(hào)

名稱(chēng)

型號(hào)

單位

數(shù)量

1

高溫溫度傳感器

0-300℃,變送器4~20MA信號(hào)輸出，插深300

套

2

2        

線槽

100*50

米

50

3

RS232轉(zhuǎn)RS485通信模塊

RS232轉(zhuǎn)RS485

個(gè)

1

三、信號(hào)線

序號(hào)

名稱(chēng)

型號(hào)

單位

數(shù)量

1

信號(hào)電纜

RVVP-2*0.75

米

1500

2

信號(hào)電纜

RVVP-4*0.75

米

2500

3

信號(hào)電纜

RVVP-7*0.75

米

1600

4

通訊電纜

DJVPVR-1*2*1.0

米

400

5

電源線

RVV-1*0.5

米

100