垃圾焚烧发电厂西门子PCS7控制系统

随着我国经济的发展, 城市化进程的加快, 城市生活垃圾量快速增加, 城市生活垃圾的无害化处理已成为各大中型城市首要考虑的问题。垃圾焚烧是一种对城市生活垃圾进行高温热化学处理的技术。因此, 可以说焚烧处理是实现城市生活垃圾无害化和资源化的最有效手段之一。

1 工程概述

佛山市南海垃圾焚烧发电二厂全厂采用西门子最先进的过程控制系统PCS7作为主系统, 在中央控制室集中操作与各工段分散控制相结合, 实现垃圾焚烧发电厂整体生产过程的状态监视、生产操作、过程控制、事件报警、运行联锁、安全保护。PCS7控制系统是上海西门子工业自动化有限公司 (SIAS) 承接。

2 系统配置

现场控制站:1#、2#、3#余热锅炉及相应焚烧线辅助部分各设置一个现场控制站;1#、2#汽轮发电机各设一个现场控制站;公用系统设一个现场控制站, 共设6个现场控制站。每个现场控制站采用1对冗余AS417-2H控制器, 通过冗余的ProfibusDP总线带一定数量的远程I/O扩展机架ET200M及I/O模件。系统配置总I/O点数达5000点左右。

操作员站:共设7个操作员站, 1#炉、2#炉、3#炉、1#机、2#机、公用系统、烟气净化系统各设一个操作员站。另设一个值长站, 一个MIS接口站, 一个工程师站。系统配置3台打印机, 一台用于报警、报表打印, 一台用于工艺过程参数及历史、实时趋势曲线等打印, 一台配置与工程师站。

通讯:操作员站按服务器-客户机方式配置, 一对冗余服务器通过冗余的工业以太网 (速率100MHz) 与9台客户机相连。现场部分变频器、空压机PLC、化学除盐水PLC、垃圾吊PLC都为单控制器, 这些设备通过了一个Y-L I N K转换器连接到冗余的Profibus-DP总线上。综合水泵房和脱销系统作为2个远程I/O站, I/O柜放置在现场房间, 通过Profibus-DP加中继方式连接到公用系统的CPU下, 电气综合自动化系统以MODBUS RTU方式连接到公用系统CPU下。

3 系统功能

实现对工艺过程的数据采集 (DAS) 、模拟量控制 (MCS) 、顺序控制 (SCS) 和联锁保护 (PRO) 等系统功能。其中模拟量控制主要有:按蒸发量或炉膛温度控制加料器和炉排的速度、按垃圾低位热值和含水量控制加料器的行程、燃烧空气温度控制、汽包水位三冲量调节、主蒸汽温度控制、主蒸汽压力控制、炉膛压力控制、烟气中HCL和SO2酸性气体含量与石灰加入量间的自动调节、汽机前压转速功率调节、热井水位调节、除氧器调节、减温减压器调节等。顺序控制主要包括锅炉和汽机的辅助控制系统:如点火燃烧器、辅助燃烧器、吹灰、灰与渣输送、布袋反吹、风机管理等系统。

4 系统特点

垃圾焚烧发电厂是以垃圾焚烧为主, 发电为辅, 在整个控制系统的构成上, 各个系统独立性要求高于常规火电机组。焚烧炉燃烧控制PLC同DCS之间以硬接线形式连接。

现代化的垃圾焚烧发电厂, 对信息的传输与交换越来越大, 采用双光纤环网这种高速控制网络, 对整个控制系统的协调、管理系统的交互运作都提供了强有力的传输网络支持。

PROFIBUS总线技术是目前比较流行的总线技术之一, 本工程利用了这一总线技术, 使得和第三方PROFIBUS产品无缝的连接。

远程I/O机柜的应用, 既实现了物理分散原则, 又节省了信号电缆、材料和人工费用等, 提高了系统的性能/价格比。

PCS7系统具备良好的可扩充性、开放性以及长期在工业恶劣环境运行的稳定性和可靠性, 大大降低了设备维护成本和系统管理成本。

预留了同厂级信息监控系统 (MIS) 的一套完整接口。方便的功能组态, SIAS开发了针对行业的专用功能块和图库。

5 结语

随着垃圾焚烧发电技术的迅速发展控制系统性能的不断提高, 可以预见, PCS7控制系统在垃圾焚烧发电机组领域具有广阔的应用前景。随着对现场总线控制系统 (FCS) 的了解和研究的深入, 智能化现场仪表和设备将应用到电厂, 构成完整的FCS, 会进一步提高垃圾焚烧发电机组的自动化和管理水平。

摘要：介绍PCS7系统在佛山市南海垃圾焚烧发电二厂中的应用。给出了系统的结构框图, 并对系统的软硬件特点作了详细的介绍。

关键词：PCS7,垃圾焚烧发电厂,FCS