产品描述
西门子6ES7368-3BC51-0AA0接线图形
一、项目简介
神龙汽车有限公司是中国大的中法合资企业,也是国内大的汽车制造厂家之一,主要生产雪铁龙和标致两种的汽车,目前已形成年产30万辆汽车的生产能力。神龙公司冲压车间二期项目是神龙公司生产能力从15万辆提升到30万辆的项目。该项目共有三条全自动机器人冲压生产线。其中压力机由德国舒勒公司提供,机器人自动化连线由ABB柔性自动化公司(西班牙)负责。下面我将以冲压车间L6线为例来介绍SIENENS自动化产品在冲压生产线的应用。
二、系统介绍
1.项目的简要工艺
冲压车间L6线是使用一台带液压垫的单动压机1400T(SEC)和另外四台单动压机600T(SE))对板料进行连续冲压来获得终的成形零件。由叉车将开卷线下好的板料上到生产线端的两个可移动拆垛小车上。板料由一台装有双料检测器的拆垛机器人进行拆垛,它将拆垛的板料放置在对上。板料在对上对中后由一台上料机器人抓起,并将板料放到带液压垫的单动压机(SEC)里进行冲压.压机间工位机器人将板料从SEC压机逐步运送每台单动压机(SE)里进行冲压直到线尾的后一台单动压机(SE)里。一个出线端机器人将已冲压好的零件从后一台单动压机(SE)里取出,然后放置在出料皮带机上.出料皮带机将零件传送到操作人员处,由后者将零件放置在容器箱里。
神龙汽车公司冲压L6线
2.生产线的组成及功能
整条生产线主要由八台机器人、五台压机、两个拆垛小车和线尾出料皮带机组成,分为6个单元(生产线布局为下图一所示)。²单元1:由R61U和R61L机器人、两个拆垛工作台、板料对以及P60#压力机组成。负责板料的拆垛、板料的对中及对双动压机(60#压机)的上料及板料冲压成形。
²单元2:由R62U和R62L机器人以及P61#压力机组成。负责在60#和61#压机之间上料和下料(带板料翻转)及零件冲压成形。
²单元3、4、5:分别由R63、R64、R65以及相对应的P62#压力机、P63#压力机和P64#压力机组成。负责在压机61#和64#压机之间上料和下料及零件冲压成形。
²单元6:由R66机器人和线尾出料皮带机组成。负责为64#压机下料并传送零件到线尾出料皮带机。
3.自动化系统的组成
冲压车间L6线的整个自动化系统分为为两大部分。
1)压力机部分的自动化:
压力机按照设备的组成一般可分为上横梁、滑块、底座、活动工作台、液压站和压机的S7-416-2DPPLC作为控制系统,通过Profibus总线将分布在各个组成单元的分布式I/O,编码器,变频器,直流调速器、MP370人机界面等连接起来。
2)机器人自动化连线部分:
自动化连线由位于线TDL电柜的SIEMENSS7416-2DPPLC作为控制系统,通过PROFIBUS总线连接管理分布在6个单元的ET200M、变频器、MP370人机界面、机器人以及通过DP/DP耦合器来和压机的PLC进行数据交换。
压机的自动控制系统经过多年的发展,已经形成了一个标准化的应用,而全自动机器人冲压线在国内的应用还不多,下面我将主要介绍机器人自动化连线部分。
三、机器人自动化连线控制系统的构成
机器人自动化连线电气控制系统采用全套德国西门子元器件。从空气开关、接触器到PLC、分布式I/O、HMI人机界面、变频驱动器等全部选用西门子器件,通过采用西门子PROFIBUS总线并结合西门子STEP7编程软件的强大功能,轻松实现自动控制系统的、高性和易于维护,实现了西门子的全集成自动化解决方案。
4.系统的硬件组态
5.系统的网络结构图
6.机器人与PLC的接口信号定义:
通过在每个机器人SC4plus控制系统中配上作为Profibus-DP从站的DSQC352单元板,同时在S7PLCPROFIBUS网络上配置该单元,这样SIEMENCPLC就可以和ABB机器人交换信息了。下面是一个ABB机器人配置的实际例子:
EIO_UNIT:
-Name"SLAVE"-Type"d352"-Bus"BASE"-Digin64-Digout64-PollRate50
-bbbbb"SLAVE_VALUES"
EIO_USER_SIGNAL=EIO_SIGNAL:
-Name"rdiProgNumP1"-Type"DI"-Unit"SLAVE"-Phsig1
-Name"rdiProgNumP2"-Type"DI"-Unit"SLAVE"-Phsig2
-Name"rdiProgNumP4"-Type"DI"-Unit"SLAVE"-Phsig3
-Name"rdiProgNumP8"-Type"DI"-Unit"SLAVE"-Phsig4
-Name"rdiProgNumP16"-Type"DI"-Unit"SLAVE"-Phsig5
-Name"rdiProgNumP32"-Type"DI"-Unit"SLAVE"-Phsig6
-Name"rdiProgNumP64"-Type"DI"-Unit"SLAVE"-Phsig7
。。。
-Name"rdiNextProgP128"-Type"DI"-Unit"SLAVE"-Phsig64
由上例可见,该单元共配置64个输入/输出,对每个输入/输出定义变量名后,就可以在机器人中系统中使用这些输入/输出。
这样S7PLC的输出就对应着相应的ABB机器人的输入,同理ABB机器人的输出对应相应的S7PLC的输入。
四、控制系统完成的功能
1.该自动化连线装置主要实现以下功能:
-冲压线自动化的一般功能
Ø包括拆垛小车的运行管理、线尾皮带机运行管理。由于线尾皮带机采用了变频调速,因此皮带机的速度按工艺要求进行调整。即在MP370上输入所需要的速度后,S7PLC就可以通过Profibus将所设定的参数发送给变频器,变频器就可以驱动电机按新的设定值进行运转。从而实现了针对不同尺寸的零件调整皮带机速度的功能。
Ø信号指示灯的管理,分别管理线操作台指示灯和单元指示灯。通过不同的指示灯的显示,可以很方便的知道生产线所处的状态,线操作台指示灯分为6个状态,状态指示见下表:
Ø生产参数管理,在生产线的个显示屏上能够显示当前生产零件的批次号,每班生产零件数量,生产的小时节拍,冲压线的瞬时节拍,以及换批次时间.位于冲压线线尾的二个显示屏仅显示当班生产的零件数量。两个显示屏都连接在PROFIBUS总线上,因此可以很方便的实现数据的新,见下图。
-压机和机器人之间的信号的交换和处理
Ø包括压机发给机器人的下料允许、零件在压机内、零件已冲压等信号以及机器人发给压机的上下料确认、机器人在压机范围外和启动压机下压等信号。
-工艺参数的存储和自动换模功能
Ø所有生产零件的工艺参数均存放在MP370的配方当中,维修人员可以通过ProSave将配方保存在电脑中,另外也在PROTOOL中设计了相应的功能键可以将配方组直接存储在CF卡上。这样当换一个新的MP370后就可以直接将配方数据导入而不需要再次输入工艺参数了。当需要全线自动换模时,通过MP370页面上功能,在MP370内的零件表中选择需要生产的零件号,发送全线换模命令,生产线即开始自动换模。机器人的参数、压机的工艺参数全部自动调整和换。下图是在HMI上的换模页面。
整线的管理功能
Ø包括单元的请求进入、循环结束停止、质量检查停止和冲压线排空等各种情况的处理
-冲压连线的故障和报警的管理
Ø由于在项目中使用SIEMENS的PDAIG软件,提高了STEP7标准软件采用LAD/STL/FBD语言在处理诊断功能方面的能力,这个诊断处理功能能够监视生产过程,察觉使用?的值发送到相连接的HMI操作面板上,通过在HMI上的诊断页面,就可以查应的发生故障的程序段和了解故障发生的原因。另外本项目还增加了相应的Profibus总线的诊断功能。
-总之,整条生产线自动运行的所有过程.
2.项目中的部分特殊功能的实现
这次在项目中还使用了网络诊断功能,它是采用了SIEMENS公司诊断型中继器(DiagnosticsRepeater)来实现的。
诊断型中继器除拥有普通中继器的网段扩展功能外,还具有PROFIBUS网络监控功能,当PROFIBUS网络物理介质出错时,它可快速定位故障发生的地点及故障性质,包括:PROFIBUS中A线或B线断路/与屏蔽层间的短路、终端电阻缺失或无效的级联深度、网段节点过多或距离出通信范围等。
在STEP7程序中调用FB125及其背景数据块DB125可以诊断系统中站点和模块的错误,FB125/DB125须由OB1/OB82/OB86进行调用。
FB125在OB1/OB82/OB86中调用程序如下:
CALL"DETAIL_DP_DIAG","DETAIL_DIAG_DB"//调用FB125/DB125
DP_MASTERSYSTEM:=//DP主站的个数
EXTERNAL_DP_INTERFACE:=//CPU集成的DP接口
MANUAL_MODE:=//手动/自动模式选择
SINGLE_STEP_SLAVE:=//转到下一个出错的DP从站
SINGLE_STEP_ERROR:=//转到正在显示的DP从站的下一个错误
RESET:=//系统初始化
SINGLE_DIAG:=//读DP从站的诊断
SINGLE_DIAG_ADR:=//设置单诊断的从站地址
ALL_DP_SLAVES_OK:=//系统中从站运行正常否
SUM_SLAVES_DIAG:=//出错的从站的数目
SLAVE_ADR:=//出错的从站的
SLAVE_STATE:=//从站状态
SLAVE_IDENT_NO:=//与SLAVE_ADR想关联
ERROR_NO:=//与SLAVE_ADR对应的错误故障信息
ERROR_TYPE:=//故障类别
MODULE_NO:=//与SLAVE_ADR相对应的模块编号
MODULE_STATE:=//与SLAVE_ADR相对应的模块状态
CHANNEL_NO:=//与SLAVE_ADR相对应的模块的通道编号
CHANNEL_TYPE:=//与SLAVE_ADR相对应的通道类型
CHANNEL_ERROR_CODE:=//与SLAVE_ADR相对应的通道的错误信息码
CHANNEL_ERROR_INFO_1:=//与SLAVE_ADR相对应的通道的错误类型1
CHANNEL_ERROR_INFO_2:=//与SLAVE_ADR相对应的通道的错误类型2
DIAG_COUNTER:=//显示的DP从站的总数
DIAG_OVERFLOW:=//诊断DP从站的总数大于32个,需执行RESET
BUSY:=//FB125正在诊断DP系统
网络错误在MP370上的显示是标准页面,这些页面可从PROTOOL标准库中进行拷贝应用,站点状态显示页面见下图:
3.结束语
由于采用了SIEMENS公司S7-400系列PLC及其相应的Profibus总线,使得整个自动化系统功能强大,,操作灵活,减轻了工人的劳动强度,减少了设备运行时的故障率,提高了劳动生产效率和自动化管理水平,提高了神龙公司在激烈市场竞争中的到位。同时这也是SIEMENS公司自动化产品在神龙公司设备项目改造中应用的又一成功范
例
近年来,交流变频调速技术在各行业的应用发展,由于变频调速在调速范围、动态响应、低频转矩、功率因数、效率等方面是以往的交流调速方式无法比拟的,并且在节约能源、提高经济效益等方面都发挥了作用,所以它的应用越来越广泛。
转炉炼钢具有显著的周期性和连续性特点,生产一炉钢需要30-45min,其中供氧(吹炼)过程为15-20min,一半以上为非吹炼时间,此时风机没有必要高速运行,如将其切换至低速节能状态,可节省大量能源,同时减少设备损耗,对提高设备利用率也十分有益。目前国内转炉一次除尘风机多采用液力耦合器,但由于存在转差损耗等,节能效果不理想,且设备故障率较高。交流变频技术不仅调速平滑,调速范围大,效,启动电流小,运行平稳,而且节能效果好,对风机、泵类设备而言是的节能手段,平均节能效果可以达到30%以上。但是在高电压大功率电机上尚未得到较多推广。究其原因,主要有二:一是大功率电动机供电电压高(3~10kV),而目前变频器开关器件的耐压水平较低,造成电压匹配上的难题;二是高压大容量变频调速装置技术含量高、维护难度大、造,而所驱动的负载多数情况下是直接关系到生产、生活的重要设备,大多数用户对它的性能和性心存疑虑,不敢大胆采用。
宣钢炼钢厂通过对多家单位实际应用效果的多方考察,选用了西门子SIMOVERT MV中压变频器。
系统结构及特点
西门子SIMOVERT MV中压变频频器拥有以下显著特点:
(1)SIMOVERT MV系列变频器采用传统的交—直—交变频器结构,整流部分采用12脉冲二管整流器,逆变部分采用三电平PWM逆变器。该系列变频器采用传统的电压型变频器结构,通过采用耐压较高的HV—IGBT模块,使得串联器件数减少为12个,随着元件数量的减少,成本降低,方案变得简洁,有助于提高性。良好的输入输出波形;满足IEEE-519标准,效,使用简单,便于维护,采用的矢量控制技术,提供低速高转矩输出和良好的动态特性,同时具备较强的过载能力。
(2)SIMOVERT MV系列变频器的逆变部分采用三电平方式,其输出侧需要配置输出滤波器,以获得具有低谐波分量的基本正弦电流特性以及较佳的转矩特性,同时电机的损耗可以降到。另外HV—IGBT优点是每次通断电的瞬间电流和电压可以控制,dv/dt可以调节,从而减轻对电机绝缘的损坏。
(3)系统提供多种控制模式,包括线性V/F控制,平方V/F控制,可编程多点设定V/F控制,磁通电流控制,无测速传感器矢量控制,闭环矢量控制等。通过速度反馈选板可构成带反馈的矢量控制闭环,从而可大大提高除尘系统的控制精度和稳定性。
(4)当变频器工作于限流状态时,不受输出短路的影响,这就避免了当发生电机或电缆短路等故障时,造成变频器功率元件的损坏。
(5)及成熟的全数字化SIMADYN D控制系统可用作开环控制和闭环控制平台,它具有灵活的标准软件,速度快的全数字化32位信号处理器,便于操控和观测的良好用户界面,本地诊断程序以及通过调制解调器的远程诊断功能。SIMVOERT MV模块化设计不仅使系统结构十分紧凑,而且也增强了系统的维修便利性,因而提高了系统的可利用率。在设备运行的情况下风扇在半小时内可完成换。不必使用特殊工具,只需5min就可完成IGBT功率模块的换工作,光纤触发装置UEL采用可插式结构。SIMADYN D控制板以及供选用的调制解调器接口卡也都是插入式的。模块错误信息的时序记忆功能可排除整个传动系统的故障,例如:断路器、电网欠电压或过电压、变压器监测、风扇故障、电机监测,IGBT监测、直流环节电压、接地故障监测、辅助电压监测等。
(6)该变频器具有强大的通信功能,在风机除尘工艺系统中,炉前工艺吹炼状态识别可通过PLC方便实现。由于采用了现场总线技术,该变频器与上位PLC系统之间只需通过Profibus通信模块和一根通信电缆实现联结,减少了操作台及控制台之间大量的电缆连接及因此带来的诸多问题。
城市生活垃圾、工业垃圾、医院卫生废弃物、淤泥和废橡胶轮胎等垃圾焚烧处理技术,利用垃圾焚烧的余热发电,变废为宝,将是今后环保技术的一个重要发展方向。这种垃圾焚烧日处理废物能力为1—350吨,余热锅炉的热容量小,发电机组小,一般为了20兆瓦以内。因此,垃圾焚烧发电厂的控制系统较大型电厂简单得多。一般来说,大型电厂的主机控制系统是无法用PLC来控制的,只有一些辅机系统才用得上PLC控制系统;但是,随着现场总线技术及微处理器性能的突飞猛进,PLC集散控制系统已经成功应用在中型、较复杂的控制领域中,像垃圾焚烧发电厂用的PLC控制系统就足够了,这样可以大大降低控制系统的造价。
本文将介绍广东省南海市垃圾焚烧发电厂PLC控制系统,此控制系统由珠海市广东亚科技股份有限公司成功开发,并一次成功投入生产运行。
该集散控制系统采用SiemensS7-400系列PLC。SIEMENS公司的S7-400系列PLC是九十年代推出的S7系列中的大型机型,具有完善的功能和强大的通讯能力,特别是PROFIBUS是总线标准之一,得到很多厂家的支持,很有利于分布式控制系统的使用,PROFIBUS-DP总线的通讯速率可达12Mbps。S7-417H双机热备系统和ET200M分布式I/O组成的PROFIBUS-DP总线网构成切换结构,实现在故障时无扰动自动切换,可用在性能要求高的控制系统中。但是S7-417H双机热备系统造价相对昂贵,为了减少硬件的投资,我们选用软件双冗余(用416CPU进行双机热备),采用分布式I/O的Profibus-DP现场控制总线,上位机与PLC之间采用OSM/ESM环形100兆工业以太网光网进行通讯,上位机采用Intouch7.1组态软件进行系统组态。该厂垃圾的焚烧工艺引进美国Basic公司的技术,采用四级脉冲炉排,各项指标均达到环保要求;一期日焚
烧处理垃圾200吨,该工艺技术在我国是有很广的推广应用。
工作原理:垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入炉排,炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动垃圾,与炉排片上的均匀气孔喷出的助燃空气混合燃烧,燃烧产生的热量由余热锅炉回收,余热锅炉产生的高温高压的水蒸汽推动汽机发电;燃尽后进入灰渣坑,由自动除渣装置排出;由主燃烧室挥发和裂解出来的烟气进入二、三级燃烧室,进行进一步燃烧,使烟气的温度高达摄氏1000度,并烟气在此停留时间不短于2秒,使有毒的烟气分解,后经烟气处理设备及除尘设备(电除尘及布袋除尘)处理合格后排入大气。
本环保发电厂主要设备包括:
焚化炉锅炉两台;每台主要的技术参数如下:
·垃圾处理量:8.33t/h
·产生蒸汽量:22.5t/h
·过热蒸汽压力:4.0MPa
·过热蒸汽温度:400℃
·炉膛温度:980℃
·给水温度:145℃
??汽轮机发电机组一套;主要的技术参数如下:
·主蒸汽压力:3.9MPa
·主蒸汽温度:390℃
发电机,主要的技术参数如下:
·功率:12000kw
·出线电压:10.5kv
·频率:50Hz
·额定转速:3000RPM
·功率因素:0.8
·励磁方式:无刷励磁系统
??烟气处理系统两套;
??配套电气供配电系统,其中,
一、上位机监控系统配置如下:
共设四台操作员站,一台工程师站。其中两台操作员站用于炉.侧.设.备.的监控,包括焚烧炉、锅炉两套系统,烟气脱硫系统,除灰系统;另两台操作员站用于机.侧.设.备.的监控,包括汽机系统,制给水系统,废水处理系统,电气及其它部分。
炉侧的两台操作员站和机侧的两台操作员站均为双机热备。炉侧和机侧的操作员站之间功能立,不能互换操作。程师工作站,用于系统软件开发组态和警报顺序事件记录之用;工程师站将能够作为任一操作员站完成相关控制监测功能。工程师站、操作员站及PLC之间采用采用OSM/ESM环形100兆工业以太网光网进行互连通讯。操作系统采用中文bbbbbbsNT窗口操作系统。
上位机采用Intouch7.1组态软件进行系统组态。人机界面主要设计有以下内容:
①系统工艺流程显示。
依据设计院提供的系统工艺流程图,按照功能组区域划分。
②顺控系统操作指导显示。
有顺控步序显示,即顺控程序步骤的状态显示,以及操作提示等。
③调节系统调节画面。
回路手操站,调节参数与参数趋势的集中显示。
④重要参数趋势显示。有实时趋势与历史趋势两种显示。
⑤汽轮机状态等参数的棒图显示。
⑥全局报警显示。
系统按照功能区分为若干个报警组,各个报警组的报警窗口分布于相应功能显示窗口的上方。全局报警显示提供集中查看系统所有报警的能力,或按级或报警组过滤查看,并具有全局报警确认。
⑦报表管理。
提供日报、月报打印功能。打印方式有:定时打印,事件驱动打印,运行人员召唤打印。提供历史报表数据查看功能。
⑧PLC系统状态显示。
提供系统硬件网络的查错维护功能。
⑨多级地图式菜单显示。
⑩系统级别定义。
为了保证系统的操作,设计有三级权限:工程师级,操作员级,操作员级。操作员级用户可进行系统正常操作;操作员级用户除具有操作员级的功能外,还具有修改调节参数,修改时间,查看历史报表,召唤打印等功能;工程师级拥有权限,具有操作员级所有功能,还可进入开发环境进行组态修改。
二、PLC控制系统配置如下:
分1#、2#PLC主站。1#PLC主站分别控制1#及2#锅炉焚烧炉;2#PLC主站分别控制汽机系统,制给水系统,废水处理系统,电气及其它部分。每个PLC主站分别由两个CPU416-2DP(订货号:6ES74162XL010AB0)组成双机热备,通过实时冗余软件实现控制系统无扰动换,确保系统稳定运行,两个CPU通过MPI接口进行相互监视及数据相互备份,每个CPU分别通过CP443-1工业以太网通信模块与上位机通信。Siemens的416CPU组成双机热备,只能通过软件来实现,因此称之为软冗余,原则上CPU315以上的CPU都可以组成软冗余。用户必需自己编写冗余管理程序,把要冗余的数据放在特定的DB里,每个扫描周期里主CPU就把这些特定DB里的数据影像到从CPU中。软冗余比硬冗余有一个优点,就是开发人员可以自定义冗余数据库,这样就可以大大缩短在每个扫描周期中冗余数据的影像时间。
控制信号的输入及输出由相关ET200M分布式I/O模块完成,采用“就近原则”,以减少现场的硬布线,每个ET200M分别有两块IM153-2通信模块,分别与挂在DP总线上,组成冗余的DP总线。由于ET200M采用是Siemens300系列分布式I/O模块,因此价格较为。每个ET200M可扩展8个IO模块,容量可高达128字输入/128字输出。大传输速率为12Mbps。
这样,本控制系统就由于西门子400系列的CPU416-2组成双机热备,进行数据冗余,带上300系列的分布式I/O组成双冗余的DP总线,这是的集散控制系统,在今后的各种环保电厂主机控制及大型发电机组的辅机控制领域中的大的推广。
CPU416具有非凡的性能,它二进制指令的执行时间为0.08微秒(CPU417H为0.12微秒),大的数字量IO或模拟量IO高达65536或4096点。本集散控制系统有八千多条逻辑控制语句,30个PID控制回路,其中:带微分前馈控制的回路2个;条件切换输出的回路10个;三冲量调节回路2个;单冲量调节回路26个。系统实时性性要求较高。
本集散控制系统中,PLC完成全厂逻辑顺序控制及所有PID回路控制。其中,
I、逻辑顺序控制分下列几大部分:
1)1-2-3级吹扫其目的是为了确保1-2-3级燃烧室风烟系统相关设备正
常且信道畅通,是炉膛保护要求的重要操作。
2)引风机启动。
3)焚化炉—锅炉吹扫其目的是为了确保焚化炉—锅炉整个风烟系统相关设备正常且信道畅通,是炉膛保护要求的重要操作。
4)二级预热其目的是为了提高二级温度达到设定值,是级预热、燃烧室燃烧器投入的前提条件。
5)级预热的目的是为了提温度达到设定值。
6)顺序停运。
7)燃烧器顺序点火/停运。
8)给料系统自动循环。
9)除渣系统自动循环。
10)渣坑水位联锁控制。
11)吹灰系统顺序控制。
12)锅炉保护
13)主燃料跳闸
14)料油跳闸
15)正常发电模式
16)孤立运行模式
17)汽轮机故障模式
18)化学水处理控制
19)污水处理控制II、主要PID控制回路略举如下:
1)炉膛压力调节系统(回路号:RL-PT101)
此系统为单冲量调节回路。按系统工艺,炉膛应保持一定的负压值
(PT101),故需对引风机(PV101)进行PI调节。为防止引风机变频器运行过大或过小,而造成锅炉熄火,调节系统中引入高、低限幅模块。
2)干燥炉排温度调节系统(回路号:RL-TE108)
此系统为单冲量调节回路。按系统工艺,进入焚烧炉一燃室1#炉排的垃圾含有一定的水分,直接影响炉膛温度,增加1~2#燃烧器的负担。
因此,从三燃室引入混合烟气进行干燥。由于三燃室混合烟气的温度较高,故通过调节干燥风机(TV108)使干燥炉排温度(TE108)维持在设定的工作范围。
3)再循环烟气温度调节系统(回路号:RL-TE109)
此系统为单冲量调节回路。通过调节再循环风机(TV109)使四燃室烟气温度(TE109)维持在设定的工作范围。
4)一燃区炉膛温度调节系统(回路号:RL-TE101)
此系统为条件切换多输出调节回路。按系统工艺,焚烧炉一燃室分为起炉运行和正常运行两个阶段。在起炉运行阶段,炉膛温度(TE101)主要由 #1~#6燃烧器的燃油量来控制,通过调节#1~#6燃烧器回油调节阀(HV107、HV111、HV117、HV121、HV127、HV131)来维持系统对炉膛温度(TE101)的要求。在正常运行阶段,炉膛温度主要靠#1~#4炉排上垃圾的燃烧来维持,通过调节#1~#4炉排的排风调节阀(HV104、HV114、HV124、HV134)(因送风机转速一定,排风调节阀可调节送风量)来控制#1~#4炉排上垃圾的燃烧,从而达到系统对炉膛温度(TE101)的要求。此调节过程将直接影响炉膛负压,为防止炉膛负压的减少对系统的影响,当炉膛负压突破一定值时(如小于1Kpa),对排风调节阀限幅。
5)锅炉汽包水位调节系统(回路号:RL-LT102)
此系统为三冲量调节回路。通过采用给水流量(FT101)、蒸汽流量(FT103)和汽包水位(LT102)主信号一起对给水调节阀(LV102)进行PI调节,使汽包水位保持在设定范围内,以适应锅炉的蒸发量。
6)过热蒸汽温度调节系统(回路号:RL-TE119)
系统将减温器后蒸汽温度(TE116)作为前馈信号引入调节,与过热蒸汽温度(TE119)主信号一起对减温水调节阀(TV119)进行PI调节。
7)汽机前压调节系统
此系统为条件切换输出调节回路。正常发电时,利用汽轮机与旁路系统平衡配置,通过汽轮机同步控制器调速汽门来调节主汽门前压力(PT302),使其稳定在工作压力左右。当发电机甩负荷时,控制旁路蒸汽调节阀(PV302),退出自动状态。
8)减温减压器温度调节系统(回路号:RL-TE327)
减温减压器共有两项调节任务:调节喷水量维持减压后蒸汽温度在工作范围;调节减压阀的开度维持减压后蒸汽压力在工作范围。
本调节系统通过减温水调节阀(TV327)来调节减温减压器后温度
(TE327),使其稳定在工作温度左右。
9)减温减压器压力调节系统(回路号:RL-PT325)
此系统为条件切换输出调节回路。在低负荷状态时,本调节系统通过调节蒸汽旁路调节阀(HV302)来维持减温减压器后压力(PT325),使其稳定在设定工作范围。当处于甩负荷状态时,调节系统来调节蒸汽调节阀(PV325)。
10)低压分汽缸压力调节系统(回路号:RL-PT326-327)
此系统为双调节器条件切换单输出回路。低压分汽缸的蒸汽:在正常发电模式下来自汽轮机的抽汽;当发电机处于甩负荷状态或汽轮机故障状态时,则来自于主蒸汽经减温减压器后的一部分蒸汽(而另一部分蒸汽则进入高压冷凝器)。本调节系统根据系统要求,通过调节蒸汽调节阀来合理的分配这两部分蒸汽。
当高压蒸汽冷凝器的压力(PT327)小于0.2Mpa时,调节系统通过调节蒸汽调节阀(PV326)来维持低压分汽缸压力(PT326),使其稳定在设定工作范围。当高压蒸汽冷凝器的压力(PT327)大于0.2Mpa时,调节系统通过调节蒸汽调节阀(PV326)来维持高压蒸汽冷凝器的压力(PT327),使其稳定在设定工作范围。
11)除氧器液位调节系统(回路号:RL-LT404)
此系统为条件切换输出调节回路。正常发电模式时,大量的凝结水由凝汽器通过低加直接送回到除氧器,不通过蔬水箱,除氧器的补给水通过调节进水调节阀(LV304_1),实现除氧器液位(LT404)的恒定。当汽轮机故障状态时,大量的凝结水从高压冷凝器聚到蔬水箱,除氧器的补给水则通过蔬水箱输送,除氧器液位(LT404)通过调节进水调节阀(LV304_2),实现液位的恒定。
该PLC集散控制系统经两年多的运行证明,各项技术指标均达到水平,主要表现如下:
(1)燃烧效垃圾在炉排上与空气混合均匀燃烧充分,垃圾燃尽。
(2)回热效余热锅炉分布在主炉膛和烟道中,可充分吸收垃圾燃烧热量,正常燃烧热效率80以上,即使水份很大的生活垃圾,燃烧热效率也在70以上。
(3)处理垃圾范围广泛能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等。
(4)运行维护炉排采用了整块设计维护量小;自动控制水平高,运行人员少。
(5)性高经过近2年运行表明,此焚烧炉故障率非常低,年运行8000小时以上,利用率可达95以上。
(6)排放物控制水平高由于采用二级烟气再燃烧和的烟气处理设备,使烟气得到了充分的处理。经长期测试,烟放物中CO含量1—10PPM,HC含量2—3PPM,NOx含量35PPM,符合欧美排放标准。烟气在二、三级燃烧室燃烧时温度达1000℃,并且停留时间达2秒以上,可使基本分解,烟气中的含量为0.04ng/m3,远欧美标准0.5ng/m3。
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