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      燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:6295266閱讀:149來源:國知局
      燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng)的制作方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng),包括上位機,所述上位機通過光纖交換機分別連接有脫硝控制模塊、除塵控制模塊、脫硫控制模塊和在線監(jiān)測模塊,所述脫硝控制模塊、除塵控制模塊、脫硫控制模塊分別連接有脫硝設(shè)備控制單元、除塵設(shè)備控制單元、脫硫設(shè)備控制單元,所述脫硝控制模塊、除塵控制模塊、脫硫控制模塊和在線監(jiān)測模塊均通過通訊單元與所述光纖交換機連接。本系統(tǒng)能夠?qū)煔馓幚砉こ讨械拿撓?、除塵、脫硫、在線監(jiān)測實現(xiàn)自動化控制,節(jié)省了大量運行人員、儀表、上位機系統(tǒng)等,并實現(xiàn)了各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)資源共享,減少了投資成本。
      【專利說明】燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng)

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及燃煤鍋爐煙氣處理工程領(lǐng)域,具體來說,涉及一種燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng)。

      【背景技術(shù)】
      [0002]鍋爐煙氣脫硝、除塵、脫硫、在線監(jiān)測同屬煙氣處理工程,市場上現(xiàn)有脫硝、除塵、脫硫工程控制系統(tǒng)是獨立系統(tǒng),設(shè)立獨立控制室,每套系統(tǒng)都設(shè)立運行人員,造成了人工浪費,巡檢點、儀表、控制室和上位機系統(tǒng)增多,并且不能實現(xiàn)各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和共享,增加前期投資,給施工帶來很大的難度和不便。其存在的原因是脫硝、除塵、脫硫、在線監(jiān)測大多數(shù)不是同一家公司,很難將整套鍋爐煙氣處理系統(tǒng)集成。
      [0003]針對相關(guān)技術(shù)中的問題,目前尚未提出有效的解決方案。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]針對相關(guān)技術(shù)中的問題,本發(fā)明提出一種燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng),能夠在鍋爐控制室實現(xiàn)對煙氣處理工程中的脫硝、除塵、脫硫、在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備的啟動停止等操作,同時還能夠監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)、讀取遠傳儀表的數(shù)據(jù),實現(xiàn)各系統(tǒng)模塊的自動化控制。
      [0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
      [0006]一種燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng),包括上位機,所述上位機通過光纖交換機分別連接有脫硝控制模塊、除塵控制模塊、脫硫控制模塊和在線監(jiān)測模塊,所述脫硝控制模塊、除塵控制模塊、脫硫控制模塊分別連接有脫硝設(shè)備控制單元、除塵設(shè)備控制單元、脫硫設(shè)備控制單元,所述脫硝控制模塊、除塵控制模塊、脫硫控制模塊和在線監(jiān)測模塊均通過通訊單元與所述光纖交換機連接。
      [0007]其中,所述脫硝控制模塊、除塵控制模塊、脫硫控制模塊和在線監(jiān)測模塊均連接有遠傳儀表單兀。
      [0008]此外,所述系統(tǒng)還包括電視監(jiān)控模塊,所述電視監(jiān)控模塊包括監(jiān)控設(shè)備控制單元,監(jiān)控設(shè)備控制單元分別連接有攝像單元和顯示單元;所述攝像單元包括脫硫系統(tǒng)電視監(jiān)控點、脫硝系統(tǒng)電視監(jiān)控點、除塵系統(tǒng)電視監(jiān)控點以及在線監(jiān)測系統(tǒng)電視監(jiān)控點。
      [0009]本發(fā)明通過工業(yè)光纖以太網(wǎng)將不同的系統(tǒng)集成到一臺上位機,同時針對煙氣處理工程中的脫硝、除塵、脫硫、在線監(jiān)測實現(xiàn)自動化控制,實現(xiàn)了各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)資源共享,減少了投資成本;鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)將脫硫控制系統(tǒng)、脫硝控制系統(tǒng)、除塵控制系統(tǒng)、在線監(jiān)測控制系統(tǒng)集成到一套上位機,減少了人工成本;鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)采用工業(yè)光纖以太網(wǎng)通訊,系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力大大加強,更具有穩(wěn)定性;鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)將脫硫控制系統(tǒng)、脫硝控制系統(tǒng)、除塵控制系統(tǒng)、在線監(jiān)測控制系統(tǒng)組建了局域網(wǎng),能滿足各系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時交換,并且不用做其它線路;鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)上位機數(shù)量減少3/4,儀表減少溫度、壓力、流量等,在不影響正常使用的前提下,降低了硬件成本和施工難度。

      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0010]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
      [0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖;
      [0012]圖2是根據(jù)現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)中儀表集成前的系統(tǒng)溫度測定流程圖;
      [0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的儀表集成后的系統(tǒng)溫度測定流程圖。
      [0014]圖中:
      [0015]1、上位機;2、光纖交換機;3、脫硝控制模塊;4、除塵控制模塊;5、脫硫控制模塊;6、在線監(jiān)測模塊;7、脫硝設(shè)備控制單元;8、除塵設(shè)備控制單元;9、脫硫設(shè)備控制單元;10、通訊單元;11、遠傳儀表單元;12、鍋爐。

      【具體實施方式】
      [0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
      [0017]如圖1所示,根據(jù)本發(fā)明的實施例,提供了一種燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng),包括上位機I,所述上位機I通過光纖交換機2分別連接有脫硝控制模塊3、除塵控制模塊4、脫硫控制模塊5和在線監(jiān)測模塊6,所述脫硝控制模塊3、除塵控制模塊4、脫硫控制模塊5分別連接有脫硝設(shè)備控制單元7、除塵設(shè)備控制單元8、脫硫設(shè)備控制單元9,所述脫硝控制模塊3、除塵控制模塊4、脫硫控制模塊5和在線監(jiān)測模塊6均通過通訊單元10與所述光纖交換機2連接;所述脫硝控制模塊3、除塵控制模塊4、脫硫控制模塊5和在線監(jiān)測模塊6均連接有遠傳儀表單元11。
      [0018]該系統(tǒng)還包括電視監(jiān)控模塊,所述電視監(jiān)控模塊包括監(jiān)控設(shè)備控制單元,監(jiān)控設(shè)備控制單元分別連接有攝像單元和顯示單;所述攝像單元包括脫硫系統(tǒng)電視監(jiān)控點、脫硝系統(tǒng)電視監(jiān)控點、除塵系統(tǒng)電視監(jiān)控點以及在線監(jiān)測系統(tǒng)電視監(jiān)控點。
      [0019]通過本發(fā)明的上述方案,能夠?qū)煔馓幚砉こ讨械拿撓?、除塵、脫硫、在線監(jiān)測實現(xiàn)自動化控制。
      [0020]具體使用時,鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)僅需要兩臺上位機1,控制室與鍋爐12系統(tǒng)控制室公用,只需少量運行人員即可遠程運行操作,上位機I配置一臺操作員站和一臺工程師站,工程師站兼做操作員站,實現(xiàn)了上位機I冗余,為各系統(tǒng)穩(wěn)定運行監(jiān)控提供了保障。上位機I操作系統(tǒng)采用主流WIN7產(chǎn)品,編程軟件和組態(tài)軟件選用SIEMENS公司新版本的軟件系統(tǒng),確保各軟件系統(tǒng)多年之內(nèi)不用升級和更新,節(jié)省了各系統(tǒng)建設(shè)控制室的前期投資,也節(jié)省了運行人員的人工成本。
      [0021]上位機I的配置為:一臺工程師站,一臺操作員站。通訊方式為:工業(yè)光纖以太網(wǎng)。上位機I操作系統(tǒng)為WIN7。上位機I編程軟件為:SIEMENS STEP7V5.5。上位機I組態(tài)軟件為:SIEMENS WINCC V7.0。上位機I綜合顯示各種運行信息,操作員通過實現(xiàn)對脫硫系統(tǒng)運行過程的監(jiān)視。畫面能顯示過程變量的實時數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)。操作員可通過鼠標(biāo)和鍵盤,對畫面中的任何被控裝置進行手動控制。上位機I系統(tǒng)有概貌顯示、功能組顯示、標(biāo)準(zhǔn)畫面顯示、數(shù)據(jù)記錄與保存等功能。概貌顯示提供整個脫硫系統(tǒng)工藝流程圖和運行狀態(tài)的總貌,顯示出主設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)。功能組顯示將顯示某一指定功能組的所有相關(guān)信息,功能組顯示將包含過程輸入變量、報警條件、輸出值、設(shè)定值、報警值等。數(shù)據(jù)記錄和保護提供報警、趨勢圖等標(biāo)準(zhǔn)畫面顯示。數(shù)據(jù)庫可以記錄所設(shè)定參數(shù)的歷史數(shù)據(jù),可根據(jù)操作員的指令顯示歷史數(shù)據(jù)和打印有關(guān)報表。
      [0022]各下位機系統(tǒng)是內(nèi)部獨立的系統(tǒng),實現(xiàn)了各系統(tǒng)無交叉集成,某套系統(tǒng)出故障不影響其它系統(tǒng)正常運行,各下位機系統(tǒng)主從采用開放式穩(wěn)定可靠的PR0FIBUS-DP通訊方式。上位機I與各下位機之間采用國際上通訊速度最快且穩(wěn)定可靠的工業(yè)光纖以太網(wǎng)通訊方式,工業(yè)光纖以太網(wǎng)抗干擾能力在所有通訊方式為國際公認最優(yōu)的通訊方式,而且通訊距離也是最長的。
      [0023]脫硝控制模塊3配置為:SIEMENS S7-400PLC, 一主一從,主從站PR0FIBUS-DP通訊,通過以太網(wǎng)光纖交換機2和上位機I連接。脫硝控制模塊3的下位機編程語言采用LAD,控制方式有就地按鈕控制、上位機I軟手動控制、上位機I自動控制。脫硝控制系統(tǒng)3主要包括遠傳儀表單元11、脫硝設(shè)備控制單元7、通訊單元10等。遠傳儀表單元11通過現(xiàn)場采集,兩線制或四線制信號傳輸,信號型式模擬量為4?20mA DC信號,上傳脫硝PLC系統(tǒng),經(jīng)過處理和特殊運算,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、顯示、修改、設(shè)置和管理等功能。脫硝設(shè)備控制單元7通過采集現(xiàn)場設(shè)備的運行、故障等開關(guān)量信號,上傳脫硝PLC系統(tǒng),實現(xiàn)順序控制(SCS)、設(shè)備運行狀態(tài)檢測、顯示,報警及相關(guān)聯(lián)鎖控制等功能。通訊單元10通過PLC以太網(wǎng)模塊和光纖交換機2連接,IP地址在同一網(wǎng)段即可。自動控制系統(tǒng)包括:尿素制備罐自動補水、尿素輸送閥自動調(diào)整開度、噴槍模塊自動伸縮、備用設(shè)備自動切換啟停等。
      [0024]除塵控制模塊4配置為:SIEMENS S7-300PLC,一主一從,主從站PR0FIBUS-DP通訊,通過以太網(wǎng)光纖交換機2和上位機I連接。除塵控制模塊4的下位機編程語言采用LAD,控制方式有就地按鈕控制、上位機I自動控制。除塵控制模塊4主要包括遠傳儀表單元11、除塵設(shè)備控制單元8、通訊單元10等。遠傳儀表單元11通過現(xiàn)場采集,兩線制或四線制信號傳輸,信號型式模擬量為4?20mA DC信號,上傳脫硝PLC系統(tǒng),經(jīng)過處理和特殊運算,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、顯示、修改、設(shè)置和管理等功能。除塵設(shè)備控制單元8通過采集現(xiàn)場設(shè)備的運行、故障等開關(guān)量信號,上傳除塵PLC系統(tǒng),實現(xiàn)順序控制(SCS)、設(shè)備運行狀態(tài)檢測、顯示,報警及相關(guān)聯(lián)鎖控制等功能。通訊單元10通過PLC以太網(wǎng)模塊和光纖交換機2連接,IP地址在同一網(wǎng)段即可。自動控制系統(tǒng)包括:自動定時清灰、自動振打卸灰、自動提升、備用設(shè)備自動切換啟停等。
      [0025]脫硫控制模塊5配置為:SIEMENS S7-400PLC,一主一從,主從站PR0FIBUS-DP通訊,通過以太網(wǎng)光纖交換機2和上位機I連接。脫硫控制模塊5的下位機編程語言采用LAD,控制方式有就地按鈕控制、上位機I軟手動控制、上位機I自動控制。脫硫控制模塊5主要包括遠傳儀表單元11、脫硫設(shè)備控制單元9、通訊單元10等。遠傳儀表單元11通過現(xiàn)場采集,兩線制或四線制信號傳輸,信號型式模擬量為4?20mA DC信號,上傳脫硫PLC系統(tǒng),經(jīng)過處理和特殊運算,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、顯示、修改、設(shè)置和管理等功能。脫硫設(shè)備控制單元9通過采集現(xiàn)場設(shè)備的運行、故障等開關(guān)量信號,上傳脫硫PLC系統(tǒng),實現(xiàn)順序控制(SCS)、設(shè)備運行狀態(tài)檢測、顯示,報警及相關(guān)聯(lián)鎖控制等功能。通訊單元10通過PLC以太網(wǎng)模塊和光纖交換機2連接,IP地址在同一網(wǎng)段即可。自動控制系統(tǒng)包括:自動制備藥劑、自動調(diào)整加藥泵頻率、除霧器自動反洗、設(shè)備停止自動沖洗、備用設(shè)備自動切換啟停等。
      [0026]在線監(jiān)測模塊6配置為:SIEMENS S7-200PLC,一主站,無從站。通過以太網(wǎng)光纖交換機2和上位機I連接。在線監(jiān)測模塊6的下位機編程語言采用LAD。在線監(jiān)測模塊6主要包括遠傳儀表單元11、通訊單元10等。遠傳儀表單元11通過現(xiàn)場采集,兩線制或四線制信號傳輸,信號型式模擬量為4?20mA DC信號,上傳在線監(jiān)測PLC系統(tǒng),經(jīng)過處理和特殊運算,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、顯示、修改、設(shè)置和管理等功能。通訊單元通過PLC以太網(wǎng)模塊和光纖交換機2連接,IP地址在同一網(wǎng)段即可。
      [0027]電視監(jiān)控模塊包括監(jiān)控設(shè)備控制單元,監(jiān)控設(shè)備控制單元分別連接有攝像單元和顯示單元;所述攝像單元包括脫硫系統(tǒng)電視監(jiān)控點、脫硝系統(tǒng)電視監(jiān)控點、除塵系統(tǒng)電視監(jiān)控點以及在線監(jiān)測系統(tǒng)電視監(jiān)控點;脫硫系統(tǒng)電視監(jiān)控點包括:循環(huán)泵房、脫硫塔、藥劑制備車間、脫水車間、配電室。脫硝系統(tǒng)電視監(jiān)控點包括:稀釋計量模塊、噴射模塊、配電室。除塵系統(tǒng)電視監(jiān)控點包括:輸灰系統(tǒng)、卸灰系統(tǒng)、配電室。電視監(jiān)控系統(tǒng)是工業(yè)安全運行體系中的一個重要組成部分,通過遙控攝象機及其輔助設(shè)備(云臺、鏡頭等)直接觀看被監(jiān)視場所設(shè)備的運行情況,一目了然。在線監(jiān)測系統(tǒng)電視監(jiān)控點包括:在線監(jiān)測室??刂葡到y(tǒng)任何部分運行方式的切換,不論是人為的還是由聯(lián)鎖系統(tǒng)自動的,都能平滑進行,不會引起過程變量的擾動,并且不需運行人員的修正。
      [0028]如圖2-3所示,鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)與鍋爐控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊,鍋爐數(shù)據(jù)(如:鍋爐負荷、爐膛溫度、出口煙氣溫度等)通訊至鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)上位機I系統(tǒng),各下位機系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享?,F(xiàn)有系統(tǒng)中,儀表數(shù)量較多,不存在儀表共用,設(shè)備復(fù)雜,經(jīng)濟成本高,本鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)遠傳儀表單元11按常規(guī)布置,部分儀表和其它系統(tǒng)公用,降低了經(jīng)濟成本,系統(tǒng)設(shè)備簡單,鍋爐系統(tǒng)煙氣出口溫度可作為脫硝系統(tǒng)煙氣進口溫度,脫硝系統(tǒng)煙氣出口溫度可作為除塵系統(tǒng)煙氣進口溫度,除塵系統(tǒng)煙氣出口溫度可作為脫硫系統(tǒng)煙氣進口溫度,脫硫系統(tǒng)出口煙氣溫度作為鍋爐系統(tǒng)煙氣出口溫度。煙氣壓力可依照煙氣溫度布置。
      [0029]綜上所述,借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案,通過工業(yè)光纖以太網(wǎng)將不同的系統(tǒng)集成到一臺上位機,同時針對煙氣處理工程中的脫硝、除塵、脫硫、在線監(jiān)測實現(xiàn)自動化控制,經(jīng)反復(fù)實驗和總結(jié),鍋爐煙氣處理一體化控制系統(tǒng)適用于各行業(yè)燃煤鍋爐煙氣處理工程控制系統(tǒng)。
      [0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
      【權(quán)利要求】
      1.一種燃煤鍋爐煙氣處理工程一體化控制系統(tǒng),其特征在于,包括上位機(1),所述上位機(I)通過光纖交換機(2)分別連接有脫硝控制模塊(3)、除塵控制模塊(4)、脫硫控制模塊(5)和在線監(jiān)測模塊¢),所述脫硝控制模塊(3)、除塵控制模塊(4)、脫硫控制模塊(5)分別連接有脫硝設(shè)備控制單元(7)、除塵設(shè)備控制單元(8)、脫硫設(shè)備控制單元(9),所述脫硝控制模塊(3)、除塵控制模塊(4)、脫硫控制模塊(5)和在線監(jiān)測模塊(6)均通過通訊單元(10)與所述光纖交換機(2)連接。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述脫硝控制模塊(3)、除塵控制模塊(4)、脫硫控制模塊(5)和在線監(jiān)測模塊(6)均連接有遠傳儀表單元(11)。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括電視監(jiān)控模塊,所述電視監(jiān)控模塊包括監(jiān)控設(shè)備控制單元,監(jiān)控設(shè)備控制單元分別連接有攝像單元和顯示單元。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述攝像單元包括脫硫系統(tǒng)電視監(jiān)控點、脫硝系統(tǒng)電視監(jiān)控點、除塵系統(tǒng)電視監(jiān)控點以及在線監(jiān)測系統(tǒng)電視監(jiān)控點。
      【文檔編號】G05B19/418GK104252155SQ201310261510
      【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
      【發(fā)明者】余仙敏 申請人:北京青山綠野環(huán)??萍加邢薰?br>
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