Hollias-Macs联锁系统在煤粉锅炉上的应用研究

【摘要】 主要阐述HOLLIAS-MACS应用系统的构成、功能,以及关键系列联锁控制在本系统DCS上的实现。

【关键词】 联锁系统;DCS;以太网;集中控制

一、HOLLIAS-MACS系统的构成及其功能

HOLLIAS-MACS系统是通过以太网和基于现场总线技术的控制网络连接的工程师站、操作员站、现场控制站、系统服务器组成的综合信息系统。HOLLIAS-MACS系统硬件由工程师站、操作站、现场控制站、系统服务器、监控网络等组成。工程师站对整个系统的工程实施进行集中控制和管理,实现系统运行的数据环境,并通过专门的装载命令,可将这些数据文件装入系统服务器、操作员站和现场控制站。操作员站能获得整个工艺生产过程信号,方便地交叉浏览工艺流程画面,简单、快速地完成所要求的开展参数的输入,从而保证设备的安全运行,清晰地参与和优化生产过程。现场控制站能进行信号采集,回路调节,各种逻辑控制及本地操作它。直接与现场打交道的设备是一个大规模I/O处理系统。系统服务器向操作站提供实时、历史趋势数据,向工程师站提供问询功能的历史数据文件;存储及检查用户权限和口令;监控网络和系统网络之间的数据格式和协议的转换。

二、联锁在HOLLIAS-MACS上的实现

1.联锁在工艺中的逻辑实现。在此工艺流程中,排粉风机、磨煤机、振动给煤机、给粉机的正常运行是制粉系统的关键所在。通过查阅大量的锅炉运行保护系统,并结合我厂锅炉的实际情况,设计如下的联锁逻辑:(1)引送风机联锁:引风机跳闸,联跳送风机;(2)MFT联锁:联跳排粉风机、关柴油、渣油、燃料气主阀、各支阀,关减温水电动阀(30s);(3)排粉风机联锁:排粉风机跳闸,联跳全部给粉机、磨煤机;(4)磨煤机联锁:磨煤机跳闸,联跳相应给煤机;(5)风门及磨煤机油系统保护联锁:任一大瓦温度超过50℃时,磨煤机跳闸;磨煤机跳闸,其相应的再循环门,热风门自动关闭,冷风门自动开启(30s);磨煤机出口温度高于100℃时,其相应的热风门关闭,冷风门开启(30s)。

2.顺控在联锁上的应用。在HOLLIAS-MACS中如何实现这一系列逻辑控制?本系统提高了三种POU程序组织单元:(1)程序:是唯一可执行的POU,可以通过任务组太来激活一个程序,它可以调用其它程序,其它程序可以调用其它程序、功能块、函数。(2)功能块:在被执行时,可投入一个或多个输出值输出输出,它可调用功能块、函数。(3)函数:在被执行时会对一系列特定的输入产生一个唯一的输出结果,这个输出结果被赋给函数本身,它可以调用其他函数。在实际应用中,使用了功能块型POU,在此种类型的POU中,调用顺控模块HSSCS5为我们实现了复杂的联锁控制。

在锅炉的联锁中,排粉风机的联锁设计关乎整个制粉系统乃至锅炉的安全运行。对于排粉风机,电气来的输入信号:排粉风机变频频率、变频状态、工频状态、电机运行状态、电气故障,DCS内部逻辑点:总跳闸动作信号MFTDZ、联锁开关信号J-3-OLC、初始脉冲信号MMJFW,通过DCS的HCSS5的逻辑判断,输出联锁信号Q1,用来启动、联锁排粉风机,从而达到方便操作,安全停机的目的。排粉风机的联锁应用,可以轻松的实现三个功能。(1)清晰地分析出事故停机时,排粉风机停机的原因;(2)实现在DCS上自动启动、停止排粉风机;(3)能不断的显示排粉风机的各项参数,并在事故状态下,能安全有效地联锁制粉系统。

三、实施效果

本系统在煤粉炉上的应用,优于传统的电Ⅲ型仪表,提供动态丰富、操控直观方便的人机交互界面,具备高度的灵透性和极好的扩展性,具有强大的数据存储与处理能力,并可以记录所有重要的历史数据并提供生产数据分析报表,能快速准确地完成诸如I/O信号处理。PID调节、逻辑控制、顺序控制、网络通讯处理等功能。对于整套煤粉炉的控制,能应付自如。一方面整个生产过程的自控率提高了10%;大大降低了操作工的劳动强度和人为因素引起的误操作的可能,节约了人工成本;另一方面大大减少了仪表维护工作量,节约了人工维护成本;最为重要的是,由于系统卡件的通用性,降低了备品备件的库存量和资金占用,降低了生产成本。本套系统的诸多优点,对于我厂今后在其他装置推广应用具有极其深远的意义。

自2006年11月锅炉投入生产。集中控制系统及联锁控制系统投入使用,实现了生产过程的自动化控制,有效保证了锅炉的安全生产运行。特别是从煤的粉碎、传输到投入锅炉燃烧,实现了高度的自动化控制,减少了人工操作的工作量。整套锅炉系统自运行以来,控制稳定,联锁、报警完善。计算机的集中控制管理,减少了人为干扰,使得工艺指标得以优化,确保了锅炉出产蒸汽的质量,满足了我厂发电和生产用的蒸汽的需求。