连云港晨兴环保产业有限公司DCS控制优化整合方案绿能（杭州）企业管理有限公司2013年4月 目录一、概述3二、设想3三、思路6四、投入8六、实施9七、效果11 一、概述连云港晨兴环保产业有限公司（以下简称连云港电厂）2005年建投产三炉两机生活垃圾焚烧发电厂，全厂采用DCS+PLC控制系统，DCS为浙江中控JX300-XP集散控制系统，运用在锅炉、汽机；PLC运用在无锡华新的炉后脱硫除尘设备中，以BOT项目完成施工，采用欧姆龙；电气采用国电南瑞RJS-9700系列的ECS系统；各系统统一在集控室操控。在1#机为常规液压调节系统，2#为美国WoodWard生产的505E电调系统。其它化水、输煤均为常规仪表控制。目前主控室（包括电气、炉后、值长）共10台操作员站，（机炉6台、电气2台、炉后1台、值长1台）。化水、输煤、预处理、电气不纳入优化范围之内。二、设想连云港电厂机、电炉、炉后已经集中在集控室操控，2005年才投产，设备整体选型除了炉后是采用的PLC外其它系统基本上都具备DCS手操功能。DCS画面优化、提升装备自动化，确保操作人员现场处理问题时，集控室其余人员可以兼顾其它机组的运行情况，提出将两台锅炉画面合并，两台汽轮机的画面合并。炉后欧姆龙PLC可以通过添加通讯模块与浙江中控DCS系统整合在一起。目前连云港电厂DCS所有MCS回路均未进行PID参数整定，如不上ACC系统可以先对汽包水位、除氧器压力（水位）、均压箱压力、热井水位等回路的自动调节功能，其它回路可以探讨中进行选择性试投。结合相关电厂优化后的情况同时考虑连云港电厂实际情况，溶入电厂意见对画面整合优化，整合有单台锅炉、单台汽机、两台锅炉和两台汽机的画面，共9幅画面，如下面的翻页画面： 实现自动调节回路为：锅炉汽包水位三冲量自动调节、除氧器水位自动调节、除氧器压力自动调节、热井水位自动调节、供热减温减压自动调节。单台锅炉画面：包含锅炉风烟系统、汽水系统、保护投切、脱硫系统、除尘喷吹系统、气力输灰系统。（该画面为汉口电厂修改调整优化后界面） 单台汽机画面：包含（汽机热力系统、润滑系统、循环水系统、除氧给水系统、供热减温减压系统、机保护系统）（该画面为武昌电厂优化后的界面） 两台锅炉画面：包含两套（锅炉风烟系统、汽水系统、保护系统、输灰系统）（该画面为汉口电厂修改调整优化后界面） 两台汽轮机画面：包含两套（汽机热力系统、润滑油系统、保护系统、除氧给水系统）（该画面为武昌电厂优化后的界面） 武昌方案实施完后，试用了一段时间觉得电气主接线与汽机画面放在一起，几乎没有什么操作，感觉有与没有真正做用也不大。将公用系统主要参数与主画面放在一起，感觉很好确实方便了不少。三、思路1、结合武昌电厂经验和最近实施的几个电厂，电气ECS系统不与DCS系统对接，还是独立控制。2、炉后脱硫除尘PLC为欧姆龙CS1G和CJ1M两种系列的产品，增加Profibus通讯模块可以与DCS系统建立通，CS1G系列PLC的基板为CS1W-BC102不能直接安装C200HW-PRT21通讯模块，需要增加扩展基板CS1W-BI103才可以安装通讯模块；CJ1M系列PLC可以直接加装CJ1W-PRT21通讯模块，就可接入DCS系统控制。3、将增磁/减磁的控制硬接线并入DCS系统控制。4、画面整合原则：对操作频繁、重要参数和主要设备的工作状态，顺序控制程序的步进情况必须在主界面监视；反之通过二级命令按钮弹出详细操作系统图形界面，看过后可关闭该弹出窗口。5、画面整合基本与上图整合形式差不多，如有不同的看法可以进行讨论后定型。6、我们集控室的操作显示屏为22寸宽屏，很难展示出画面合并后应有的效果。以武昌电厂显示情况来看用27寸宽屏（16：9）显示器展示效果比较理想。考虑集控室的整体美观性，将视频监控主机、ECS的计算机显示器一并更换为27寸宽屏。7、修复好1#机的调速同步器，满足在DCS上可以进行加、减负荷。8、新增热井水位测量差压变送器，改善水位测量连续性，结合原有的热井水位再循环调节阀实现热井水位自动调节功能。9、均压箱压力调节执行机构为开关量调节，更换执行机构方便实现压力自动调节功能。10、增加１~２#机的凝结水放水电动阀门，并在DCS上实现操控。11、改善减温减压站的喷水调节阀，或在喷水调节阀前加装减压阀(节流阀或调节阀前发兰之间加节流孔板)，降低给水进入调节阀前的压力，减少通过调节阀的喷水流量，增大减温减压站的喷水调节范围，从而实现供热的双减自动调节功能。12、供热参数是无线基站，DCS不能显示供热流量等相关参数，可以采用RS485与DCS之间建立通讯。实现DCS可以监控供热的相关参数。方法有两种：一是直接在一台操作员站的串口上插入一个RS232转RS485的协议转换器，通过此协议转换器直接连接现场无线基站的RS485口，如现场有多个无线基站直接并联，配合和利时的MdBus通讯软件。二是增加一块和利时公司自产FM020通讯模块，该模块支持Profibus-DP 总线协议与Modbus 协议，通过Profibus-DP 总线与控制器进行参数与数据交换实现DP从站功能，同时通过Modbus 通讯协议获取或下发Modbus 数据。四、投入将集控室10台操作站（包含视频监控、ECS），更换８台操作站的显示器为27寸宽屏LCD（其中1台值长站、２台ECS操作站）；工程师站操作站保留不变。组态方面除了９幅主界面图形外，还需要绘制不少于50幅精简的弹出式流程图，当然画面可以利用原系统中的其它图形调整后进行替代来适应主界面图形。4、最终优化改造预算汇总明细序号名称订货号或型号单价（元）数量大概费用商家127寸显示屏（16：9）三星/Dell2通讯模块C200HW-PRT21欧姆龙３扩展基板CS1W-BI103欧姆龙3通讯模块CJ1W-PRT21欧姆龙4DP通讯模块JX239-XP浙江中控5通讯软件(中控提供免费)基本版SyConHilscher6ModBus通讯模块JX248-XP浙江中控7或(协议转换器)　软件RS232转RS485宇泰ModBus 协议软件浙江中控8DP通讯电缆6XV1830-0EH10西门子9差压变送器0-20kPa静压1MPa欧德利10电动阀PN16 DN5011电动执行机构ZKZ1-1004上仪12电动调节阀PN100 DN30 压差6MPa上仪13或节流稳压阀Y42X-64P DN32上海弗雷西14技术支持和利时、无锡华星15其它16费用合计六、实施　6、方案实施本方案初步有两个方案可供选择：方案一、供热无线基站与DCS通讯，将通讯数据直接与机柜联接，安装ModBus通讯模块JX248-XP，这样不受其它操作员站的计算机的影响；还就是双减供热的喷水调节范围窄，不利于调节控制，更换线性较好、漏流量小的调节阀门，可以有效改善喷水流量调节阀性能，其它内容按思路提及的和材料明细进行实施。方案二、供热无线基站与DCS通讯，将通讯数据直接与工程师站的操作员站计算机串口联接，安装RS232/RS485协议转换接口模块，通讯ModBus软件对相关参数进行组态，这样工程师操作员站的计算机不能关机，如果关机后所通讯的相关参数就无法显示；还就是双减供热的喷水调节范围窄，不利于调节控制，可以在调节阀前加装调节稳压阀，将6MPa的给水压力节流压后稳在3MPa左右，在减少调节阀前后压差后，可以减小调节阀的漏流量，对调节阀的调节性能有较大的改善，能适当放宽阀门的调节范围，其它内容按思路提及的和材料明细进行实施。七、效果炉后PLC成为DCS的一部分，拆除集控室的炉后上位机操作站，在DCS上实现各画面的切换，没有锅炉、汽机、炉后的固定式的操作站，各操作站均可以在9画面间切换操控。实现除氧器、热井水位、汽包水位、均压箱压力、减温减压等相关回路的自动调节功能。可以减轻操作人员的操作强度，遇特殊问题时可以由相临操作人员代为监盘，提高特殊状态设备缺少监控时的安全性。随着DCS画面整合以后，以3炉2机的配置，集控室放置8台操作站，但整个集控室可以作到7人+1位值长，由7位操作人员操控全厂设备。目前若实现上述改造功后，机炉实现自动投入率理论可达40%，由于汽机还不完全是电调系统，在开停时现场需要操作的情况很多。如条件充许汽机升级为DEH系统，锅炉上ACC系统可以实现多回路的自动调节功能，从操作上可以大大减轻劳动强度。连云港晨兴环保产业有限公司2013年4月25日