前 言

　　Simatic PCS7系统是西门子公司二十世纪九十年代开始推出的应用于中大型生产过程控制领域的功能丰富的新型集散控制系统；它采用现场总线技术，是全集成的过程自动化控制系统。

　　Simatic PSC7系统具有独特的开放式平台，结合了DCS和 PLC 的优点，将两者的功能紧密地结合在一起；Simatic PCS7系统采用了统一的软件开发环境，控制层和操作层实现统一的变量管理，大大节省了程序员建构变量的时间；Simatic PCS7系统使用工艺分级（TH）配置，使用户可以按照工厂的工艺分工进行组态，分为系统级（如车间）、子系统级（如工段）、设备级、仪表控制回路等级别。

　　该系统的先进实用性集中体现在以下几点：先进的控制技术（现场总线技术）、实用安全的系统配置（冗余电源及冗余操作站及冗余控制器）、友好的人机界面（直观、规范和契合运行习惯）、支持多种通讯协议如Profitbus，MPI，Industrial以太网等。

一：工艺情况概述

　　沈阳经济技术开发区热电厂新建工程，配置2台75t/h循环流化床锅炉，1台12MW抽汽式汽轮发电机组，3台锅炉给水泵, 2套除氧器和1套减温减压器。本次控制系统设计范围包括以上工艺系统的热工监控系统。

　　根据循环硫化床锅炉对于一次风机，引风机，二次风机，给煤机及给水泵的要求较高的特点，故锅炉系统根据实际需要引入了许多连锁控制方案，有引风机连锁，一次风机连锁，给煤机连锁，给水泵互动连锁。由于引风机的特殊重要性，又引入了压力高高限和液位低低限连锁。

二：系统控制方案

　　3.1系统构成

　　由于设计是基于两炉一机考虑的，两炉一机大概有 800 多点，故本系统采用了西门子公司的性能非常可靠的 CPU417-4 H 作为中央控制器，基于安全生产的考虑，是双机冗余控制，双处理器之间通过光纤环网进行通讯，当主CPU故障时，从处理器直接接管其一切工作。电源也采用冗余配置，当一个电源模块故障时，由于另一个电源的存在，并不影响CPU正常的工作。

　　系统的各个分布式控制站双 IM153-2 的冗余控制，每对 IM153-2 最多可以接八个输入／输出模块，通过输入／输出模块采集数据，将采集的数据送到分布式输入／输出站，再送至中央控制站进行处理，处理器决定该数据需进行什么样的处理，进行显示,或者输出相应的控制信号，再按照刚才的路径返回至输入／输出模块，这样就实现了数据的采集，处理和交换；中央控制站与各分布式控制站之间通过 ProfiBus-DP 网进行通讯。其中1-4 号分布式输入／输出站为模拟量，5-6 号分布式输入／输出站为开关量。

　　系统配置了两台操作站，中央控制站与操作站之间通过工业以太网进行通讯，而操作站之间通过 100Mbps的交换机进行通讯。PCS7 系统中的工程师站和操作员站之间是通过授权的不同来区分的，在同一台机器上，通过用户和密码的不同可以实现不同的操作和控制。

　　具体的硬件结构配置如下图所示：

　　3.2系统的典型控制策略

　　该系统共有除氧器压力控制，除氧器液位控制，减温减压器压力控制，减温减压器温度控制，给煤机转速控制，风机挡板开度控制，前减温温度控制，后减温温度串级控制以及汽包水位三冲量控制等控制方案。

　　该系统中典型的控制策略有单回路PID控制，串级PID控制以及三冲量控制。
我们在设计汽包水位三冲量控制策略时，将汽包水位作为主控制回路，主给水流量作为副控制回路，主蒸汽流量作为前馈量；对于后减温温度串级控制，我们将主蒸汽温度作为主回路，将后减温集箱温度作为副回路。

　　3.3系统的连锁策略