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[技术]35吨锅炉计算机控制方案

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文章出处: [2007/2/9 1]
责任编辑:上仪营销中心技术部
作者:
一、计算机自控系统方案介绍
  1、系统概述
  本系统为是一套比较完善的双机热备锅炉计算机控制系统,以提高锅炉控制系统的安全性能和控制水平。
  2、系统功能介绍
  a. 系统结构
  系统分为以太网数据链路和RS485数据链路两大部分。I/O采集控制模块和流量积算仪由RS485S数据链路通过一台串口设备服务器进如上位以太网数据链路并通过以太网将数据送至各台监控计算机。两套计控系统的监控计算机和串口设备服务器共同构成一个100M的以太网路数据链路。该方案的优点是:
  实现了信号采集、控制输出通计算机监控的分网结构,确保了上位监控计算机互为热备功能的完全实现,大大提高了系统的安全性能。
  便于系统的扩展并提供了通工厂管理层联接的接口,方便了系统的扩展和升级。
  数据信号的采集和控制输出:
  系统采用了 RM 4000系列远端数据采集与控制模块 ,通过RS485串口数据通讯模式与串口设备服务器相连,并通过以太网将数据送至各台监控计算机。根据现场的实际工艺情况,由于两套锅炉系统总共需要大约四十多块 RM400系列采集控制模块 和流量积算仪表,且系统除了完成一般的数据采集任务还需实现锅炉实时控制输出。所以根据我公司工程经验,并鉴于RM采控模块和流量积算仪本身需分网联接,我们将这些模块和仪表分成四部分,分别为#1锅炉热工信号、#2锅炉热工信号、#1、2锅炉调节信号和#1、2锅炉流量积算信号,以确保快速的信号采集和控制输出速度。
  上位监控计算机:
  两台上位监控计算机和串口设备服务器共同构成了一个100M的以太网网络数据链路。这两台上位监控计算机通过以太网络稳定快速地采集到由串口设备服务器发来的两套锅炉热控信号并相互之间交换数据。通时每台监控计算机分别是所辖锅炉的主控制机,同时也是另一台锅炉的从控制机。
  b. 双机冗余热备
  在单主机系统中,当计算机出现检修或故障时,整个系统都将停止运行,这将给生产造成损失和麻烦。为了克服这种局限,我们利用盐化厂将新建的和已有的两套锅炉计算机控制系统实现两机的相互冗余热备,构造一种比较可靠的控制系统。
  双机冗余构造思想:
  主机和从机通过HUB集线器实现以太网网络连接,正常情况下主机处于工作状态,从机处于监视状态,一旦从机发现主机异常,从机将会在很短的时间之内代替主机,完全实现主机的控制功能,当主机修复, 重新启动后,从机检测到了主机的恢复,会自动将主机丢失的数据拷贝给主机,同时从机将重新处于监视状态。这样即使是发生了事故,系统也能保存一个相对完整的数据库、报警信息和历史数据等。
 
实时数据的冗余实现:
  正常工作时,主机和从机分别由以太网络,通过串口设备服务器采集的各模块和流量计算仪的数据信号。两台监控计算机有相同的实时数据库但从机不参与控制。从机与主机之间的监听采取请求与应答的方式,从机以一定的时间间隔向主机发出请求,主机应答表示工作正常,主机如果没有作出应答,从机将切断主机的控制数据传输,改由从机完成。通过这种方式实现了实时数据的热备。
  双机冗余时主机从机分别保存历史数据,当主机失效时,从机代替主机进行数据采集,同时继续保存从下位机上传的数据。当主机重新恢复,从机监测到主机的存在,首先从机停止下位机采集数据,并通过网络数据流从主机获取数据;然后从机通过比较主机与从机的历史数据库,向主机的数据库拷贝其丢失的数据,从而实现了历史数据库之间的热备。结构示意见图二。
  c. 计算机控制系统实现的主要功能
  1、实现整个锅炉系统信号采集;
  2、采用先进的计算机控制理论,实现锅炉系统自动化控制;
  3、自动监测报警事件;
  4、手自动双向无扰动切换;
  5、在线修改控制参数;
  6、全汉化人性的操作员画面;
  7、系统声光报警;
  8、双机冗余热备;
 
  3、实现的主要技术指标
  (1) 水位控制误差 < ±10mm ;
  (2) 汽包压力误差 远端数据采集和控制模块 :
  采用了RM4000系列模块,特点如下:
  ◇内置微处理器,进行信号的处理和转换;
  ◇提供各种AIO/DIO的选择类型;
  ◇具备RS485通信功能,布线方便,传输距离远,信号稳定。
  ◇ 宽温工作(0-70℃),具有导轨、面板、堆叠多种安装方式选择,方便现场就地安装。
  控制策略生成器
  控制策略生成器是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件,采用符合IEC1131-3标准的图形化编程方式,提供包括:变量、数学运算、逻辑功能、程序控制、常规功能、控制回路、数字点处理等在内的十几类基本运算块,内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。同时提供开放的算法接口,可以嵌入用户自己的控制程序。控制策略生成器与力控®的其它程序组件可以无缝连接。
 
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