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單位】 概述：
我廠75t/h鍋爐原采用傳統儀表控製，雖經過曆年的改造控製係統日甄完善，但是在重要的自動調節係統改造方麵受傳統儀表功能的局限而無法滿足要求，因此，在2000年，經過充分比較、論證和研究，我們決定引進FIX對鍋爐的控製係統進行改造。
關鍵詞：
DCS、FIX、鍋爐汽包水位、三衝量控製、串級調節……
係統結構：
根據我廠的工藝要求和現場實際情況，考慮到以後擴充及聯網的需要，DCS係統分為三級：現場控製級、過程控製級、監控管理級。（如右圖所示）：
現場控製級是數據的直接提供和接受單元。現場控製級的設備包括儀表設備（傳感器、變送器、執行機構等）；電氣設備（儀表盤、控製櫃等）；工藝設備以及其他輔助設備。
過程控製級在整個監控係統中完成所有實時數據的采集和控製任務，因此，作為整個監控係統的核心，過程控製級是可靠性、速度要求最高、技術最複雜的一部分。過程控製級設備采用GKS―Y過程控製係統完成實時數據的采集、儲存、計算和回路控製、邏輯控製等。控製器通過網絡向監控管理級的計算機傳送數據，與現場控製級的各類儀表進行通訊。
監控管理級的設備采用高可靠性的工業計算機，使用中文Windows NT4.0操作係統和急於FIX的人機界麵，監控級工作站與過程控製級采用以太網通訊，通訊速率可達到10Mb/s，上位機將DCS的數據以字符和動態圖形的方式顯示出來，操作員可在工作站上通過鍵盤和鼠標對現場設備進行控製。並有數據的存儲、運算、報警和曆史記錄等功能。
係統硬件構成：
係統硬件包括：
工作站主機：PⅢ667/128M/10G/1.44M/CDROM；
高分辨率彩色顯示器：PHILIP107G；
控製器：OMC-1/E；
控製器機箱：BASE08；
編程電纜：RSCBL06；
電源模塊：PWS10；
模擬量輸入模塊：ADO31；
熱電偶輸入模塊：THM10；
數字量輸入模塊：XDC10；
數字量輸出模塊：YRY10；
24V直流電源：220VAC/24VDC，5A；
繼電器：OMRON 7A（AC220V）；
網卡：3COM；
不間斷電源UPS、控製櫃等。
係統軟件構成：
操作係統：Windows NT 4.0+sp4；
係統開發軟件：基於Windows NT的FIX6.15軟件開發版；
控製器組態軟件：P31。
係統監控水平：
監控水平由上位監控和下位監控水平來體現，監控管理級是操作和管理人員監視生產狀況、設備運行狀態和工藝參數的人機接口，根據我廠的工藝要求並結合現場的具體請寬，本係統中的監控管理級為工作站，工程師站在完成監控與編程組態的同時兼作監視操作員站，操作員站有一個17英寸的監視器，檢測來自各工藝係統內的數據進行顯示、報警、並可按權限自動和自由地調節各工藝參數等，並且重要參數可在監控站上長期記錄，直到悲憤備份出來為止，下位控製站是完成程序控製的載體，也是控製係統與現場設備的接口，其高可靠、高效率及齊全的功能都具有非常重要與必須的意義。所有監控級軟件為原裝進口正版軟件，無2000年問題，並通過有關機構的認證。
監控管理：
在工作站上可以生成以下畫麵：菜單畫麵、流程圖畫麵、控製分組畫麵、回路參數畫麵、趨勢曲線畫麵、報警彙總畫麵等，通過鼠標和鍵盤可以對相應的畫麵進行修改、組態，實現不同畫麵間的切換。主控畫麵如右下圖所示：
操作和組態功能：
決大部分的操作可用鼠標完成，鍵盤隻在登錄和輸入密碼，修改參數及重新組態時使用，所有參數、符號的顯示和修改都可按指定運行人員的級別，以實現不同的管理級別。
組態功能可有鼠標和鍵盤來年各種工具完成，對圖符的生成和畫麵構造主要由鼠標來完成，對需要輸入字符的場合，如填寫位號、數字、編輯命令、建立報表、生產曆史數據等組態，主要由鍵盤完成。組態過程可完成過程變量的定義，控製回路的組態，建立實時和曆史數據庫，生成顯示畫麵，生成報表，組態曆史趨勢畫麵，生成命令文件，順序執行文件和定時命令文件等，組態實時電子表格，組態文件的管理等，組態可在線修改（僅工程師級別用戶），組態結果可立即模擬顯示。
係統實現的其他功能：
1． 安全設置；
2． 曆史數據；
3． 計算功能；
4． 報警功能；
5． 通訊功能；
6． “管控一體化”功能等。
係統中主要控製方案：
在本方案中最重要的控製對象是鍋爐汽包水位，汽包水位是鍋爐安全運行的一個非常重要的工藝參數，必須被控製在一個非常嚴格的工作範圍內，由於引起汽包水位變化的因素較多，如鍋爐負荷、燃燒工況、給水壓力等，加上鍋爐特有的虛假水位現象，簡單的單回路控製難以滿足對控製的要求，尤其是對於我廠這樣的工況變化頻繁，變化幅度大，對於水位的控製來說僅僅使用傳統的儀表控製是非常困難的，即使是使用了專用的進口多回路可編程調節儀表對水位進行控製，但是僅能夠在工況穩定的情況下滿足控製的需要，在工況產生突變的情況下，儀表根本無法對水位進行控製，所以在此次的改造中我們著重在水位的控製方麵提出了嚴格的要求。在方案中我們采用了三衝量串級調節方式（如右下圖所示），該係統接收汽包水位、蒸汽流量、給水流量三個信號，兩個控製器（主調和副調）相串聯，稱為三衝量串級給水調節係統。上述三信號經相應的變送器轉換為統一的電流信號，再經輸入組件進行電流/電壓轉換，分別作為主調的測量信號、補償信號及副調的測量信號，其中主調將汽包水位測量值與給定值進行比較積分運算，運算結果再與蒸汽流量信號相加，作為副調的給定信號，副調將給水流量測量信號與給定信號相比較，並對起偏差進行比例積分運算，再經高低限限幅、電壓/電流轉換，起輸出信號控製執行機構動作，改變給水量，以維持水位一定。在實際的程序的編製中，我們對原方案進行了相應的改造，汽包水位作為主被控變量，給水流量和蒸汽流量的差值作為副被控變量構成串級調節控製係統，並且在程序中引入眾多的邏輯比較條件，嚴格限定給水調節閥的開關狀態以保證給水調節係統一直處於安全的運行狀況，從而克服汽包水位虛假水位現象，維持汽水平衡，從而保證汽包水位一定。
該係統自投運至今一直運行穩定，提高了鍋爐的檢測精度，提高了控製水平，徹底解決了鍋爐汽包水位自動控製存在的問題，減輕了操作人員的勞動強度，減少了維護的難度，取得了良好的效果。
係統接地：
該係統I/O卡件采用了光電隔離技術，抗幹擾能力可達：共模電壓不小於250V，共模抑製比不小於90分貝，差模電壓不小於60V，差模抑製比不小於60分貝，因此，該係統對接地係統無特殊的要求，隻需滿足接地電阻≤4Ω，但是考慮到我廠在照明用電和動力用電方麵，均有零線和地線混接的現象，為防止幹擾，該係統單獨接地。
作者概況：
郭誌波，助理工程師；
現任職與廣州市珠江啤酒集團公司，主要負責熱電廠儀表維修及計量等管理。
地址：廣州市，新港東路，珠江啤酒集團公司熱電廠電儀車間；
郵政編碼：510315
電話：020-84206636-273
電子信箱：guozhibo@163.net
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