在工業(yè)生產(chǎn)中，現(xiàn)代控制系統(tǒng)已經(jīng)是一個(gè)廣義的概念，它可以包含我們最熟悉的各種復(fù)雜或簡(jiǎn)單的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、各種順序邏輯控制系統(tǒng)、各種自動(dòng)批處理控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等；也可以包括各生產(chǎn)工段和各生產(chǎn)車間的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，以及根據(jù)市場(chǎng)反饋和生產(chǎn)狀態(tài)反饋所制訂的企業(yè)決策系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制和儀表工業(yè)的發(fā)展也很快，常規(guī)儀表、智能儀表和調(diào)節(jié)器、PLC、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、DCS、IPC等等，使人在選擇使用時(shí)目不暇接，無(wú)所適從。我公司8000t/年甲基葡萄糖甙( MEG)擴(kuò)建項(xiàng)目的配套工程，要上一臺(tái)20t/h鍋爐，在考慮自控系統(tǒng)的選型時(shí)，結(jié)合目前自控技術(shù)的飛速發(fā)展和本公司的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、維護(hù)力量等方面因素的綜合考慮，最后選用以IPC(工業(yè)PC)為基礎(chǔ)的DCS，并配置后備電動(dòng)伺服操作器（GZL - 9600D），以便在工控機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)切換到手動(dòng)狀態(tài)，保證鍋爐控制系統(tǒng)能正常運(yùn)行。
該系統(tǒng)是以IPC為基礎(chǔ)的DCS，主控制器采用MSC - 88系統(tǒng)工業(yè)控制機(jī)，測(cè)量信號(hào)經(jīng)過(guò)7BP16 - 01模塊隔離后通過(guò)ADC30模板完成A/D轉(zhuǎn)換后送入控制器，控制信號(hào)由DA12 - 8LC( PC)模板完成D/A轉(zhuǎn)換后經(jīng)7BP16 - 02模塊隔離，送現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。另外，數(shù)字量的輸入輸出主要由PI016/16L模板完成數(shù)字量信號(hào)的輸入輸出，信號(hào)通過(guò)DrIP一1轉(zhuǎn)換，軟件采用基于AMX實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的CENESIS工控軟件包。
1.1.1豐富的采集和控制功能
能近程和遠(yuǎn)程采集各類電壓，電流，熱電阻，熱電偶，數(shù)字量頻率量信號(hào)，具有返回控制，順序控制等功能。
1.1.2友好的人機(jī)界面
提供漢化的用戶界面，顯示豐富的儀表工和操作工熟悉的工藝流程圖，數(shù)據(jù)列表，報(bào)警信息，儀表面板，棒狀圖，實(shí)時(shí)超勢(shì)和歷史趨勢(shì)曲線。
1.1.3方便的系統(tǒng)生成和組態(tài)功能
用戶控制系統(tǒng)由人機(jī)對(duì)話組態(tài)軟件生成，工程師選擇軟件中相應(yīng)算法塊，用軟件工具將算法塊連接，生成相應(yīng)系統(tǒng)，是一種軟儀表連接，組態(tài)和修改十分方便。
1.1.4靈活的信息傳輸功能
可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳送上一級(jí)計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)或調(diào)度網(wǎng)。
1.2系統(tǒng)規(guī)模
每個(gè)控制站最大有512點(diǎn)，其中 模擬量輸入( AI)：200點(diǎn)；
模擬量輸出(A0):32點(diǎn)；
數(shù)字量輸入(DI):128點(diǎn)；
數(shù)字量輸出(D0):128點(diǎn)。
1.3主要配置
①工業(yè)控制機(jī)MSC - 88;
②I/O模板：ADC30、DA12 - 8LC( PC)和PI016/16L;
③信號(hào)處理模塊7B系列；
④工業(yè)控制機(jī)柜；
⑤GNENSIS組態(tài)工控軟件包。
1.3.1 MSC - 88工業(yè)控制機(jī)
中央處理器( CPU):INTEL 80486DX766 PCI總線
內(nèi)存儲(chǔ)器( RAM):8M DRAM
硬盤(pán)( HDD):540M
軟盤(pán)(FDD):1.44M+1.2M
通信適配器：RS - 232串行通信口，打印機(jī)接口
SVGA彩卡：分辨率1024×768
大屏幕彩顯：SAMPO - 20，20英寸
其它：101標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、LQ1600K打印機(jī)等
1.3.2輸入輸出(I/O)通道
a．模擬量輸入通道( A/I)
由7BP16 - 01模塊和ADC30組成。
信號(hào)類型：4~ 20mA、熱電偶、熱電阻
隔離阻抗：> 1M\Q
共模抑制比：120dB
A/D分辨率：12位
系統(tǒng)輸入精度：±0.2%
b．模擬量輸出通道( AO)
由7BP16 - 02模塊和DA12 - 8LC( PC)模板組成。
信號(hào)類型：4~ 20mA
允許負(fù)載：0~ 650Ω
共模抑制比：90dB
D/A分辨率：12位
系統(tǒng)輸入精度：±0.2%
c．?dāng)?shù)字量輸入輸出通道( DIO)
由PI016/16L模板和DrIP—l轉(zhuǎn)換端子組成
輸入／輸出信號(hào)類型：12~24V
隔離方式：光電隔離
1.3.3 7B系列信號(hào)處理模塊
7B系列模塊提供了一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)信號(hào)與PC數(shù)據(jù)采集和控制板的有效安全接口，每種接口適合于不同的輸入和輸出，完成諸如隔離，放大、配電、熱電偶、熱電阻信號(hào)輸入變換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)等功能，由標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)安裝底板7BP16提供了一種方便的安裝方法。
1.3.4GNENSIS組裝工控軟件包
GNENSIS控制系列軟件具有有效的工業(yè)過(guò)程管理所需的實(shí)時(shí)性，圖形化用戶界面，操作簡(jiǎn)單。具有簡(jiǎn)單的操作者接口到完整的監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集等功能。
主要特點(diǎn)有：
①簡(jiǎn)單的基于標(biāo)象的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，易于學(xué)習(xí)和維護(hù)；
②面向?qū)ο蟮膱D形，以菜單方式產(chǎn)生；
③具有優(yōu)先級(jí)的多任務(wù)系統(tǒng)，具有快速實(shí)時(shí)功能；
④超過(guò)300種接口驅(qū)動(dòng)程序與PLC、回路控制器、I/O系統(tǒng)相連接；
⑤數(shù)據(jù)收集記錄和趨勢(shì)顯示功能；
⑥分布式結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)充更廣泛的工廠網(wǎng)絡(luò)。
三門(mén)峽富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，這種生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，如下圖所示：
2、控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和控制方案
根據(jù)鍋爐實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行工藝的要求，本控制系統(tǒng)共有輸入輸出控制點(diǎn)36點(diǎn)（其中輸入點(diǎn)29點(diǎn)，輸出點(diǎn)7點(diǎn)），控制回路有6個(gè)，包括：過(guò)熱蒸汽溫度(TIRCA -601)、爐膛負(fù)壓（PIRC - 601）、過(guò)熱蒸汽壓力(PIRCA -603)、除氧器壓力（PIRCA - 605）、汽包水位(LIRCA -601)、除氧器水位（LIRCA - 603）等控制回路。
下面就控制系統(tǒng)的特點(diǎn)作一介紹。
2.1過(guò)熱蒸汽壓力控制
過(guò)熱蒸汽壓力是蒸汽供需平衡的標(biāo)志，它通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的結(jié)煤的多少和送風(fēng)量大小來(lái)保證�？刂品桨甘潜壤e分控制，通過(guò)過(guò)熱蒸汽壓力(PT - 603)的變化來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)和調(diào)節(jié)爐排轉(zhuǎn)速�？刂圃砣鐖D1所示。同時(shí)送風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)必須與爐排轉(zhuǎn)速有一很好的配合，以便充分燃燒，提高爐子的熱效率。
2.2爐膛負(fù)壓控制
爐膛負(fù)壓（PT - 601）是鍋爐安全運(yùn)行的必要條件，為了維護(hù)爐膛負(fù)壓在設(shè)定范圍內(nèi)，必須控制引風(fēng)量，一般將送風(fēng)量作為它的前饋量引入，和輸入的引風(fēng)量直接疊加，使引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)指令及時(shí)隨送風(fēng)量的變化而變化，使負(fù)壓變化趨于穩(wěn)定，調(diào)節(jié)器的輸出去控制現(xiàn)場(chǎng)引風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)，調(diào)節(jié)引風(fēng)量大小，控制原理圖如圖2所示。
以上過(guò)熱蒸汽壓力和爐膛負(fù)壓二個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成了鍋爐燃燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)，它的調(diào)試投運(yùn)必須按一定的順序投入，先投入引風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，再投送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，最后投入給煤量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。送風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能先于引風(fēng)系統(tǒng)投入運(yùn)行，否則爐膛負(fù)壓無(wú)法手動(dòng)維持，這有系統(tǒng)中的聯(lián)鎖裝置加以保證。
2.3給水控制
給水控制是鍋爐安全運(yùn)行最重要的標(biāo)志，它的主要控制參數(shù)是汽泡水位，汽泡水位過(guò)高將影響蒸汽品質(zhì)，過(guò)低則破壞鍋爐水循環(huán)引起爆管，控制失敗的話，整個(gè)生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)將引起鍋爐爆炸，因此給水控制是所有控制回路中最為重要的，控制方案也是最成熟的，實(shí)際應(yīng)用也最多。它以汽泡水位(LT - 601)，給水流量（FT - 602）、過(guò)熱蒸汽流量（FT - 601）三個(gè)被調(diào)量組成三沖量控制方案。汽泡水位、給水流量、過(guò)熱蒸汽流量由于受溫度影響較大，必須進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償分硬件補(bǔ)償和軟件補(bǔ)償兩種形式，本系統(tǒng)采用軟件補(bǔ)償。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了保證給水的正常，給水泵在設(shè)計(jì)時(shí)采用一開(kāi)一備。
