SIEMENS PTD和 I&S集團的產品在垃圾焚燒電廠控制系統(tǒng)中的應用(二)

2.3 DCS系統(tǒng)在PCS7系統(tǒng)中的硬件組態(tài)
硬件組態(tài)如圖

DCS硬件組態(tài)
2.4 ETS系統(tǒng)的硬件組態(tài)
某某垃圾焚燒電廠汽機ETS保護系統(tǒng)中，提出了SOE(Sequence of Events)的要求。由于普通模版無法達到1ms的精度，因而采用了SIEMENS PTD和 I&S集團的相關產品。使用SICAM MCP TS模塊，配合使用SICAM 系列的高速DI，以及SICLOCK TM做時鐘，結合 PCS7 功能來實現(xiàn)1ms精度的事件報警。


圾焚燒電廠汽機的ETS采用414-3 DP。同時在工業(yè)以太網中接入SICLOCK，使用SICLICK向網絡中發(fā)送時間信號，使兩個AS站和3個OS站的時間都可以與SICLOCK同步。MCP TS則直接從SICLOCK獲取DCF信號從而提供1ms精度事件記錄功能。
2.5 網絡組態(tài)


DCS的COU與其他設備建立的連接。DCS站的冗余CPU與ES站、OS站以及ETS的CPU都建立了連接。兩個AS站的CPU建立連接是為了DCS系統(tǒng)的CPU從ETS系統(tǒng)的CPU讀取數(shù)據。


ETS的CPU與其他設備建立的連接。CPU與MCP模塊建立了內部連接以實現(xiàn)SOE功能。


ES站(OS站類似)與其他設備建立的連接：與兩個CPU的連接。使得任一個WinCC站都可以讀取兩個CPU的數(shù)據。使得任一臺微機出現(xiàn)故障時，都不影響系統(tǒng)任意一處的操作。


2.6 ES站及OS站的配置
采用普通微機并配以CP1613卡接入工業(yè)以太網，即可在上位機上讀取PLC采集到的數(shù)據，并可以通過以太網直接上傳程序到CPU。
2.7系統(tǒng)組態(tài)
SIMATIC PCS7是一種模塊化的基于現(xiàn)場總線的新一代過程控制系統(tǒng)，結合了傳統(tǒng)DCS和PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點，將兩者的功能有機的結合在一起。系統(tǒng)的所有硬件都基于統(tǒng)一的硬件平臺；所有軟件也都全部集成在SIMATIC程序管理器下，有同樣統(tǒng)一的軟件平臺。系統(tǒng)大量采用了新技術，在網絡配置上，使用標準工業(yè)以太網和PROFIBUS網絡。由于PCS7消除了DCS和PLC系統(tǒng)間的界限，真正實現(xiàn)了儀控和電控的一體化，充分體現(xiàn)了全集成自動化的特點，使得系統(tǒng)應用范圍變廣，是一種適用于現(xiàn)在、面向未來的開放型過程控制系統(tǒng)。
本項目使用PCS7的CFC編程，CFC是一種簡潔的圖形組態(tài)工具，它符合IEC－1131的標準。使用CFC有助于節(jié)省時間和費用，同時大大地簡化了系統(tǒng)的組態(tài)和維護。
根據工程師實際中設備的類型與特點，在項目中用使用SCL語言編制用戶功能塊，生成適合項目使用的電機、閥門、等設備的CFC塊。并結合PCS7自帶的其他功能塊庫中的功能，


共同組態(tài)實現(xiàn)了項目所需的各種控制、連鎖等功能。項目調用了25個電機功能塊、18個閥門功能塊實現(xiàn)了電機和閥門的狀態(tài)控制與連鎖保護，調用15個系統(tǒng)自帶的PID調節(jié)回路功能塊進行PID調節(jié)。各種模擬量輸入也都使用標準CFC功能塊進行編程。
在PCS7的WinCC組態(tài)中，利用系統(tǒng)自帶的各種操作功能面板，并將某些功能進行改造，使得其與CFC功能塊相配合，大大減輕了WinCC組態(tài)的工作量。


2.8 控制系統(tǒng)具體實現(xiàn)的功能
控制系統(tǒng)從設備上可分為除氧給水系統(tǒng)、1#汽輪機系統(tǒng)、2#汽輪機系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、燃油泵房系統(tǒng)。
a) 數(shù)據采集
包括除氧給水系統(tǒng)、1#汽輪機系統(tǒng)、2#汽輪機系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、燃油泵房系統(tǒng)的各處汽、水、油、汽機的溫度、流量、壓力、水位的測量與顯示。在WinCC畫面中可實時監(jiān)視這些量。
b) 電機及電動閥設備的控制
4臺循環(huán)水泵的啟停和連鎖控制：3用1備，手/自動切換，故障自動切換
5臺給水泵的啟停和連鎖控制：4用1備，手/自動切換，故障自動切換，給水壓力低自動啟
2臺疏水泵的啟停和連鎖控制：1用1備，手/自動切換，故障自動切換，疏水箱水位高自動啟
2臺供油泵的啟停和連鎖控制
2臺主油泵和2臺應急油泵的啟停和連鎖控制：手/自動切換，故障自動切換，以及與潤滑油壓力的復雜連鎖啟停。
每套機組2臺凝結水泵的啟停和連鎖控制：1用1備，手/自動切換，故障自動切換
2個冷凝器的進、出口電動閥開關控制
4套循環(huán)水進、出口電動閥的開關和連鎖控制：手/自動切換，故障自動切換，以及與循環(huán)水泵的聯(lián)鎖開關。
2個除氧器溢放水電動門開關和連鎖控制：手/自動切換，故障自動切換，水位超高限自動開
每套機組1個電動主汽門和1個真空破壞門的開關控制：加入汽機啟停時的連鎖控制。


c) 回路控制
控制系統(tǒng)采用PID功能塊進行編程，實現(xiàn)了系統(tǒng)的如下回路控制：
除氧器壓力控制回路
除氧器水位控制回路
連排水位調節(jié)控制回路
減溫調節(jié)控制回路
汽封排汽調節(jié)控制回路
汽封補汽調節(jié)控制回路
凝汽器熱井水位控制回路

d) 汽輪機ETS保護系統(tǒng)
ETS系統(tǒng)是保證機組安全運行的重要手段。它監(jiān)視汽輪機發(fā)電機的重要開關量和跳閘保護，當有關開關量輸入時，ETS就發(fā)出跳閘信號，緊急關閉汽輪機的停機電磁閥，并發(fā)信號至505控制器，緊急停機，避免事故發(fā)生。
ETS系統(tǒng)主要監(jiān)視以下開關量：
汽機前后軸承回油溫度高
發(fā)電機前后軸承回油溫度過高
汽機高壓油壓力過低
汽機超速
汽機軸向位移大
汽機潤滑油壓力低
汽機排氣壓力過高
汽機前后軸承振動大
發(fā)電機住保護動作
汽機軸承溫度高
ETS輸出為繼電器輸出。停機電磁閥為直流220V控制。
如前所述，由于采用了SOE功能，可以以1ms精度精確記錄各個事件的發(fā)生時間，作為以后對故障的分析之用。
e) 控制畫面

循環(huán)水系統(tǒng)

除氧給水系統(tǒng)

燃油泵房系統(tǒng)

1#、2#汽水系統(tǒng)

發(fā)電機系統(tǒng)

1#、2#潤滑油系統(tǒng)

1#、2#ETS系統(tǒng)畫面