浙大中控JX-300XP DCS在能源二次利用中的应用

1 引言

　　烧结机生产的烧结矿温度较高，一般可达到300～400℃左右。为了节能减排，工厂投资建设了烧结矿余热发电装置，实现能源二次利用。该装置工艺流程图见图1，自动化控制系统选用了浙大中控的成熟DCS JX-300XP系统。

图1 烧结余热发电工艺流程图

2 JX-300XP系统

　　JX-300XP系统是浙大中控十余年成功经验的总结，综合应用了信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，能适应广泛复杂的应用要求，是一个全数字化、结构灵活、功能完善的开放式集散控制系统。

2.1 硬件组成

　　系统I/O点数共1192个，配置3个控制站、4台操作员站、1台工程师站，通讯网络采用冗余形式将控制站、操作员站和工程师站等连接起来。DCS系统整体架构如图2所示。

图2 DCS系统整体架构

　　各操作员站均安装了WindowsXP操作系统，服务器安装了Windows2003 Server操作系统。控制站内配置主控卡、数据转发卡以及各类型信号输入/输出卡，主控卡及主要测点均为冗余设计，最大限度保障了控制的可靠性。

2.2 软件组成

　　系统采用了浙大中控配套的AdvanTrol-Pro软件，该软件可分为两大部分，一部分为系统组态软件，包括：用户授权管理软件（SCReg）、系统组态软件（SCKey）、图形化编程软件（SCControl）、语言编程软件（SCLang）、流程图制作软件（SCDrawEx）、ModBus协议外部数据组态软件（AdvMBLink）等；另一部分为系统运行监控软件，包括：实时监控软件（AdvanTrol）、数据服务软件（AdvRTDC）、数据通信软件（AdvLink）、报警记录软件（AdvHisAlmSvr）、趋势记录软件（AdvHisTrdSvr）等。

3 主要控制工艺

    控制工艺主要分为以下四部分：汽轮机、锅炉及公用水系统。

3.1 汽轮机

3.1.1主机部分

　　汽轮机的紧急停机主保护装置采用的是汽轮机厂家自带的ETS保护系统，各项保护测点均以硬线方式接入ETS保护柜，并传输监测数据至DCS系统。汽轮机主保护包括：

⑴ 轴向位移（2选1，偏离±1 mm报警，±1.5mm停机）

⑵ 轴振动（8选1，≥160μm报警，≥250μm停机）

⑶ 胀差（2选1，差值3/-2mm报警，4/-3mm停机）

⑷ 发电机主保护动作

⑸ 推力轴承回油温度（1选1，≥65℃报警，≥70℃停机）

⑹ 径向轴承回油温度（4选1，≥65℃报警，≥70℃停机）

⑺ 轴承推力瓦块温度（8选1，≥85℃报警，≥100℃停机）

⑻ 径向轴承瓦块温度（6选1，≥85℃报警，≥100℃停机）

⑼ DEH系统跳机信号（保安油压<0.8Mpa或汽机转速≥3270r/m）

⑽ 轴瓦振动（8选1，≥50&mu;m报警，≥70&mu;m停机）

⑾ 冷凝器真空（3选2，≤-60KPa停机）

⒀ 润滑油供油母管压力（3选2，≤0.03Mpa时，发出停机信号使电磁保护装置动作而停机） 

⒁ TSI系统转速信号≥3150r/m报警，≥3300r/m停机 

3.1.2 水系统设备

　　该系统设备主要包括2台凝结水泵、2台化学水泵和2台射水泵。

启动允许条件：对应水箱的液位正常。

备用联启条件：⑴ 水泵出口母管压力低。

⑵ 当前运行水泵故障停运。

停泵联锁保护：对应水箱的液位低停泵。

3.1.3 油系统设备

　　该系统设备主要包括1台高压油泵、1台交流油泵、1台直流油泵和2台顶轴油泵。

启动允许条件：主油箱的油位正常。

启泵联锁保护：⑴ 主油泵出口压力低（<1.7mpa）启高压油泵。< p="">

              ⑵ 润滑油母管压力低1（<0.055mpa）启交流油泵。< p="">

              ⑶ 润滑油母管压力低2（<0.040mpa）启直流油泵。< p="">

备用联启条件（顶轴油泵）：⑴顶轴油泵出口母管压力低。

    ⑵ 当前运行顶轴油泵故障停运。

3.2 锅炉

3.2.1 紧急停炉条件

⑴ 高压汽包水位超限（±250mm）,延时5秒。（带切换开关）。

⑵ 低压汽包水位超限（±300mm）,延时5秒。（带切换开关）。

⑶ 循环风机跳闸。

3.2.2 紧急停炉后的阀门动作

⑴ 关闭循环风机出口插板门。

⑵ 打开环冷机I段、II段三通挡板门。

⑶ 打开1#、2#环冷风机出口插板门。

⑷ 打开旁路烟囱出口插板门。

⑸ 补冷风调节门开至100%。

⑹ 关闭循环风机进口调节风门。

⑺ 关闭液偶勺管至0%。

3.2.3 炉膛负压保护

　　当锅炉高温烟道进口负压（2选1，≤-1500Pa），联锁全开补冷风门，且液偶勺管指令禁增。 

3.2.4 环冷机入口风温保护

　　当循环风机出口烟温≥120℃，联锁全开补冷风门，出口烟温≤110℃时，全开指令解除。

3.2.5 汽包水位保护

⑴ 高压汽包水位高至200mm时，延迟5秒开紧急放水门,水位降至80mm时，关闭此门。

⑵ 低压汽包水位高至200mm时，延迟5秒开紧急放水门,水位降至80mm时，关闭此门。

3.2.6 汽包压力保护

⑴ 高压集箱压力高至2.45MPa时，延迟5秒开启动排气阀。

⑵ 低压集箱压力高至0.60MPa时，延迟5秒开启动排气阀。

3.2.7 锅炉入口烟温高保护

当锅炉入口烟温＞450℃,打开环冷机I段、II段三通挡板门，并全开补冷风门。

3.2.8 循环风机启动允许条件

⑴ 液偶润滑油压力正常（在0.08～0.2MPa之间）。

⑵ 液偶润滑油温度正常（在10～40℃之间）。

⑶ 液偶具备开车条件（勺管回10％以下且在远控状态）。

⑷ 旁路烟囱出口门全开。

⑸ 风机进口调节阀全关。

⑹ 主电机无电气故障。

⑺ 风机在远控状态。

3.2.9 循环风机停机联锁保护条件

⑴ 润滑油压力过低（1选1，＜0.06MPa）。

⑵ 风机轴承温度过高（2选1，＞75℃）。

⑶ 风机前轴振动过大 (2选1，＞7.1mm/s)。

⑷ 风机后轴振动过大 (2选1，＞7.1mm/s)。

⑸ 电机轴承温度过高 (2选1，＞75℃)。

⑹ 电机定子温度过高 (3选2，＞145℃)。

⑺ 耦合器轴承温度过高 (9选1，＞85℃)。

⑻ 耦合器工作油进口温度过高 (1选1，＞75℃)。

⑼ 耦合器工作油出口油温过高 (1选1，＞90℃)。

⑽ 耦合器工作油进口压力过低 (1选1，＜0.06MPa)。

⑾ 循环风机电气开关跳闸。

3.2.10 给水泵

启动允许条件：⑴ 电气无故障且在远控位。

 　　　　　　 ⑵ 给水泵再循环门已开。 

停泵联锁保护：给水泵入口滤网差压高（2选1）。

备用联启条件：⑴ 给水泵出口压力低（＜3.5MPa）。

 　　　　　　 ⑵ 当前运行给水泵故障停运。

3.2.11 液偶油泵

启动允许条件：液偶下沉箱油位正常（＞0.3m）。

备用联启条件：⑴ 液偶油泵出口压力低（＜0.1MPa）。

  　　　　　　⑵ 当前运行液偶泵故障停运。

3.3 公用水系统

    该系统设备主要包括3台机力塔风机、3台循环水泵和3台工业水泵。

3.3.1机力塔风机

报警及跳机条件：⑴ 风机油温＞78℃报警，＞82℃跳机。

 　　　　　　　 ⑵ 风机油位＜0mm报警，＜-6mm跳机。

  　　　　　　　⑶ 风机振动＞6.3mm/s报警，＞7.0mm/s跳机。

3.3.2循环水泵

启动允许条件：泵前池水位正常（＞1m）。

备用联启条件：⑴ 循环水泵出口母管压力低（<0.15mpa）。< span="">

 　　　　　　 ⑵ 当前运行循环水泵故障停运。

3.3.3工业水泵

备用联启条件：⑴ 出口母管压力≤0.4MPa。

 　　　　　　 ⑵ 当前运行工业水泵故障停运。

4 心得体会

(1) 组态文件名不能带“.”，否则在SCKey中使用数据备份功能进行压缩备份时会压缩出错，组态传送时文件会传送出错；

(2) 在组态传送功能中增加了分组传送的功能，但在传送操作时必须保证传送的操作小组和自动启动操作小组设置一致，否则目的操作站在实时监控自动重启时会找不到正确的操作文件，提示操作文件打开错误，就需手动选择组态文件；

(3) 组态由于删除和插入位号造成编译中出现调用 Memtag.List错误而提示位号不存在而使得编译不通过时，请重新打开组态再进行编译；

(4) 组态文件名不得使用过长的文件名(建议≤20个字符 )，且路径不要过深（建议≤ 4层）。另，组态名不能为“空白”；

(5) SCControl不能用于长期运行调试；

(6) 二次计算中数据提取连接SQL Server暂不予使用，推荐使用文本记录或 Access方式记录；

(7) 请勿修改系统时间。若必须修改时间，则年份不得低于 2001且不得超过 2038；

(8) 历史趋势对 2001年以前的数据不做记录；

(9) 监控软件与 Norton(诺顿)防病毒软件存在兼容性问题，Norton自动扫描机制扫描组态文件时会锁定文件，与实时监控软件写历史文件冲突，存在监控退出的可能性。在使用其他防病毒软件时同样需注意；

(10)流程图中趋势控件添加的位号只能是趋势中已添加的I/O位号和二次计算中已选上趋势记录的位号；

(11) Advantrol重调时，等待时间与RTDC等待 HisData的时间相匹配，因此重载过程大概需要10秒的时间；

(12)二次计算中，字符型位号不能参与事件设置,不能在任务中被赋值；

(13)故障诊断信息查看授权暂定在特权及以上级别；

(14)组态过程中，各项系数（包括上下限、当量系数等）设置的绝对值不应过大，建议≤1.0×E25；

(15)在打开弹出式流程图时，不要将同一幅图同时打开两次以上；

(16)对二次变量若组了报警，必须设置相应的报警记录；

(17)在实时监控中，不能按住对话框标题栏中的按钮不放。

5 结语

　　作为国产知名的DCS产品，JX-300XP以其全中文组态界面、简洁友好的操作维护环境、充足的备品备件供应、快速的故障响应机制以及丰富齐全的学习资料等诸多优点，显示出了比一些国际知名品牌更强劲的生命力。

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