山西天脊煤化公司锅炉的DCS控制系统

】　　本文作者高长发先生，山西天脊煤化公司工程师。
　　
　　关键词：I/A系统　DCS　锅炉
　　
　　山西天脊煤化集团公司的锅炉系统是全厂的动力供应系统，设备是从德国进口的。锅炉的工艺系统包括：除氧给水系统、蒸汽及减温水系统、送风系统、制粉系统、除烟系统及燃油系统。该设备原采用Foxboro的第一代集散控制系统Spectrum进行控制，在2001年改为采用Foxboro的I/A Series 51D系列的DCS系统。
　　
　　一锅炉DCS系统的两层网络系统的组成
　　
　　锅炉DCS系统的配置如图1所示。
　　

　　
　　上层为节点总线(Nodebus)，其通信协议符合IEEE 802.3(Ethernet)的带冲突检测的载波监听多路碰撞(CSMA/CD)协议，采用总线结构、同轴电缆，传输速率10Mb/s。在这一层上挂有1台工程师站(AW51D)、4台操作员站(WP51D)、1台通信处理机(COMMP10)以及3对冗余控制器(CP40BFT)。这3对控制器分别用于A炉、B炉及公用设备部分的控制。
　　
　　底层是在控制器(CP40BFT)下，通过现场总线挂接现场总线隔离模块(FBI)，每块FBI下面可通过现场总线接入24块输入/输出现场总线组件(FBM)。现场总线采用的协议为IEEE1118，为总线结构形式，信号传送方式是载波监听多路碰撞协议。如果采用双绞线和FBI模块，传输距离为1200m，最大距离可达1800m，数据传输速率268.75kb/s。
　　
　　二锅炉DCS系统的硬件
　　
　　1.AW51D
　　AW51D具有应用处理机和操作员站处理机的双重功能。它既可作为一个应用处理机承担网络上的服务器功能，同时又可作为一个人机接口。
　　
　　2.WP51D
　　WP51D操作站处理机和与它连接的外部设备一起为用户和所有系统功能之间提供一个界面，即作为系统站和操作员之间的接口。
　　
　　3.控制处理机CP
　　控制处理机和与它相连的现场总线组件(FBM)一起，按组态好的控制方案对锅炉操作过程进行控制。它可实现连续控制、梯型逻辑控制和顺序控制，以及完成数据采集、检测、报警和传送信息的功能。
　　
　　4.通信处理机COMMP10
　　COMMP10提供了使I/A Series的其他站点与VT100终端、打印机以及调制解调器进行通信的功能。它有4个RS-423(与RS-232-C完全兼容)串行接口，其异步传输速率为9.6kb/s，可连接80/132打印机(可选中文打印机)、彩色喷墨打印机、VT100字符终端、调制解调器以及PC机等。
　　
　　5.过程I/O接口组件FBM
　　所有的接口硬件，包括接线端子、连接电缆、输入输出卡件以及其他相关设备都安装在主机房的机柜中，机柜符合NEMA12标准。
　　
　　过程输入/输出卡件提供了现场信号与控制器之间的接口，过程 I/O 卡全部为隔离型，采用过流保护电路，无保险丝，保证了系统的可靠运行。
　　
　　接口组件FBM有下列几种：
　　
　　(1)FBM01(4~20mA输入组件)
　　接收信号: 具有8路0~20mA DC模拟量输入通道，每路通道可接受1个二线制模拟量传感器输入。