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西门子自动化产品在电站暖通自控系统中的应用与研究

作者:周虹伯,华电青岛发电有限公司2007.03.31阅读 7808

  2008“绿色奥运”选择了青岛,这给发展中的青岛经济注入了强大的动力。“奉献一个全新的青岛”已成为青岛市决策者们梦寐以求的奋斗目标。2004年,青岛市全面启动了“生态城市”建设步伐,将加快能源结构调整,大力推广清洁能源以及控制燃煤含硫量,实施集中供热规划,作为“重中之重”扎实推进。2003年控制工程网版权所有,华电青岛发电有限公司在青岛市委、市政府及中国华电集团公司的大力支持下,充分利用自身作为青岛市电源和热源支撑点的优势,实施“热电联产,二元推进”战略,积极开展了2×300MW热电联产项目建设工作。作为山东地区装机容量最大的热电联产机组,两台机组分别于2005年11月与2006年7月顺利投产发电。
  作为热电联产机组辅助控制系统的重要组成部分─暖通控制系统,是涉及机组各区域供热、制冷、通风以及消防的主要控制中枢,也是机组安全稳定运行的重要保障。该系统的提前投运,为机组的按时投产奠定了坚实的基础。

图1暖通控制系统SIMATICS7-300图2温湿度传感器IMGheight206srcwwwcechinacnimagesarticlee09d0083-0704-4d13-b4a2-032251164c633_newjpg…
图1 :暖通控制系统
SIMATIC S7-300

图2:温湿度传感器

3:空调机组SIMATIC S7-200
图4采暖加热系统SICLIMATSAPHIR  暖通自动控制系统介绍  工艺设计要求  该暖通自控系统是两台热电联产机组的公用系统主要…
图4:采暖加热系统SICLIMAT SAPHIR

  暖通自动控制系统介绍
  工艺设计要求
  该暖通自控系统是两台热电联产机组的公用系统,主要包括集控楼、主厂房各区域的HVAC(Heat Ventilation Air Conditioner)系统。集控楼HVAC系统由集控楼12.6m、8.0m、0.0m层通风空调系统构成,主厂房HVAC系统由汽机房通风系统、发电机励磁机柜小室降温通风系统、蓄电池室降温通风系统、380V配电装置室及直流配电间通风系统、6kV配电装置室通风系统、热控电气室通风系统及采暖加热系统构成。整个通风、空调系统通过布置在集控楼12.6m层内的暖通控制室进行集中监控。主要现场设备有风冷屋顶式空调机组、风冷式冷水机组、柜式空调机组、采暖加热装置、消防控制中心及各类阀门、风机、一次元件等。
  暖通自动监控是采用以可编程控制器(PLC)技术为基础的控制系统,由中央控制站、数据通讯网络、设备级控制器及就地传感器组成。自动控制系统具有监控、编程和数据处理等功能,其设计原则是使通风空调系统运行安全、节能和方便。根据生产工艺设计要求,暖通自控系统采用典型的两级监控方式。上位机以标准的工业控制计算机(IPC)作为主要的人机界面(HMI),为生产管理级,完成对下位机的监控、生产操作管理等,主要面向操作人员;下位机由可编程控制器(PLC)构成,为基础测控级,完成生产现场的数据采集及过程控制等,面向生产过程。
  (1)暖通的自动控制,即实现整个制冷/供热、通风过程的全自动控制,可进行故障诊断,并在监控画面上显示各工况参数、控制设备运行状态及故障报警。同时CONTROL ENGINEERING China版权所有,应具备手动控制功能,可在调试、检修、运行期间对各系统分别进行控制,且备用设备能手动/自动投入运行。
  (2)在生产过程中www.cechina.cn,存在大量的物理量,如温度、湿度、压力、流量等模拟量参数。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理www.cechina.cn,对系统所有监控点进行集中监控。
  (3)根据室内外参数变化及室内热湿负荷的变化自动调整通风、空调(制冷)系统设备运行状态和有关阀门的调节与开关。
  (4)对调节系统可采用操作器控制,确保系统送风和回风的温湿度准确稳定,使各区域温湿度达到设计要求,并对其故障实现实时报警和联锁启停切换控制。
  (5)自控系统与消防系统具有硬接线接口www.cechina.cn,当分系统任一区域发生火灾信号时,控制系统将停止该分系统运行。当消防系统发出事故排风指令时,控制系统将控制相应区域的事故通风机投入运行。
  (6)控制系统具备双路电源切换功能,当一路电源故障时能可靠的自动切换到另一路,以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。
  控制系统选型及特点
  为了满足上面提到的暖通自控系统工艺设计要求,对于控制中心我们选用了西门子公司SIMATIC S7-300可编程控制器(PLC)和研华公司IPC-610工控机(IPC)构成的自控系统;对于屋顶式空调机、风冷柜式空调机、采暖加热系统等设备控制均采用了西门子可编程控制系列产品,如SIMATIC S7-200、SICLIMAT SAPHIR ACX32.000。这样使整个系统的所有硬件都基于了统一的硬件平台。同时CONTROL ENGINEERING China版权所有,由STEP 7、STEP 7-Mirco/ WIN32、WinCC、SIMATIC NET PC-Software、PC ACCESS等编程、组态及通讯软件构成统一的软件平台。通过构建上述统一的软硬件平台最终实现暖通自控系统的各项功能。
  可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计,已经成为




















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