亚电鑫宝#7炉DCS系统改造
1概述亚电鑫宝#7炉型号为HG220/100—HM11，额定蒸汽流量220T/H，额定主汽压力9.81Mpa，额定主汽温度540℃。为了提高锅炉控制的自动化程度及减轻运行人员的工作量，亚电鑫宝公司采用新华XDPS-400分散控制系统对#7炉进行DCS改造，功能涵盖DAS、MCS、SCS、FSSS。DAS包括信号采集处理、流程图显示、趋势显示、报警显示、成组显示、一览显示、报表记录打印、历史数据收集、SOE记录再现、事故追忆等；MCS包括热负荷控制、汽包水位控制、主汽温度控制以及炉膛负压控制；SCS包括引风机、送风机、排粉机、磨煤机等辅机及电动门的控制和联锁；FSSS负责炉膛安全监控。
2改造后MCS投入情况
DCS改造后，与传统的控制仪表相比MCS的投入变得轻松多了，控制策略可以在线修改且任你发挥，这一点也是XDPS-400分散控制系统突出的一面。
2.1汽包水位控制系统
汽包水位控制系统仍采用传统的三冲量控制系统，由于控制对象是一个快速反应环节，自动控制系统的投入就容易多了，那么主要的工作就集中在PID参数的优化上，目前的情况是自动控制系统投入时，汽包水位的变化幅度在15mm以内，能够满足锅炉运行的要求。
2.2主汽温度控制系统
众所周知，主蒸汽温度作为控制对象是一个大延迟的惯性环节，单靠传统的PID控制喷水量使温度保持在要求的范围内绝非易事。而亚电鑫宝#7炉的主蒸汽温度控制，虽然设计为两级喷水减温，但其二级喷水不用，只用一级喷水来控制主蒸汽温度。这样当喷水量改变时，就需要更长的时间才能使主汽温度发生改变，从而使主蒸汽温度自动控制系统的投入变的更加艰难。
鉴于目前的情况，主蒸汽温度的自动调节还需使用PID功能块，显然只靠PID控制无论P、I参数如何匹配，也很难将主蒸汽温度保持在要求的范围内且适应负荷变化的能力也较弱，自动控制系统极易发生震荡。解决问题的方法首先从加前馈着手，传统的前馈往往是根据扰动因素对系统影响的大小而加适当的前馈，但对主蒸汽温度而言其扰动因素较多，而且在不同扰动作用下系统的动态响应也不同。
从另一角度考虑，当任何扰动出现时，虽然主汽温度还没有明显的变化，但其必然会显示出变化趋势。正是基于这一点，在投入亚电鑫宝#7炉的主蒸汽温度自动调节时，经过了长时间的观察和反复实验，加入了如下所述的前馈作用。
主蒸汽温度的平均值的当前值减去30秒前值，此可反映出主蒸汽温度在30秒之内的变化幅度，当主蒸汽温度的增加幅度大于0.5℃且保持2秒以上时，减温水阀门增加8%的开度，当增加幅度小于0℃且保持2秒以上时，将前面增加的8%的温水阀门开度去掉。反之，当主蒸汽温度的降低幅度大于0.5℃且保持2秒以上时，减温水阀门减少8%的开度，当降低幅度小于0℃且保持2秒以上时，将前面减少的8%的温水阀门开度加上。需要特别提醒的是上述前馈是与副调的PID输出相加，而非加在PID功能块的FF输入端。
从实际投入的效果来看，上述前馈作用在主蒸汽温度控制系统里发挥了主要作用，而PID调节只起到辅助调节的作用，调节作用既不能过强也不能过弱。现PID调节回路仍采用串级调节，一个主调带两个副调，主调过程变量为主蒸汽温度的平均值，副调的导前温度为二级减温器出口温度。由于锅炉燃烧的原因，左右侧受热不均，蒸汽在进入末级过热蒸汽混合联箱之前，始终存在温度偏差。为了使左右喷水阀门同步动作且开度偏差不致过大，将左右二级减温器出口温度取均值作为两个副调的导前温度。现主调参数为：Kp=0.8、Ti=150，两个副调均为：Kp=0.6、Ti=200。从锅炉点火启动以来的这一段时间表明：主蒸汽温度控制系统的调节品质能够满足机组运行要求，温度的变化幅度在3℃以内，并且其适应负荷变化的能力极强。
2.3炉膛负压控制系统
炉膛负压控制系统采用单冲量控制系统，由于控制对象是一个快速反应环节，炉膛负压对引风挡板开度的变化十分敏感，因此要求PID的调节作用不能过大，这样P、I参数不仅要设置稳妥，还要加速率限制功能块以限制引风挡板开度指令变化速度。从目前的情况看，自动控制系统投入时，炉膛负压的变化幅度在20Pa以内，能够满足锅炉运行的要求。
2.4热负荷控制系统
热负荷控制实际为主蒸汽压力控制的副调，控制蒸汽流量，由于在母管制锅炉中#7炉只保证负荷而不调节主汽压力，这样主调站输出即可作为副调的负荷（蒸汽流量）设定值，副调输出zui后控制的是给粉机转速，从而改变进入炉膛的煤粉量，使锅炉的吸热量变化，蒸汽流量变化，改变负荷。从目前投入的情况看，热负荷自动控制系统投入时，能够满足锅炉运行的要求。
3改造后SCS实现的主要逻辑
进行DCS改造后，原来许多不能实现的联锁及顺序控制逻辑，通过组态软件均可以实现。不仅纳入SCS的设备范围非常宽广，而且联锁及保护系统的可靠性也大大提高。
3.1锅炉大联锁
3.1.1总联锁投入且两台引风机跳闸，则跳送风机。
3.1.2总联锁投入且两台送风机跳闸，则跳排粉机。
MFT则跳排粉机。
3.1.3总联锁投入且甲排粉机停指示灯亮，则跳甲磨煤机。
磨煤机低油压连动投入且润滑油压低跳磨煤机信号有效则跳甲磨煤机。
3.1.4总联锁投入且乙排粉机停指示灯亮，则跳乙磨煤机。
磨煤机低油压连动投入且润滑油压低跳磨煤机信号有效，则跳乙磨煤机。
3.2给粉电源连动
3.2.1给粉联动甲联乙投入按钮按下
甲给粉电源投入信号为1且乙给粉电源投入信号为0，则给粉连动甲联乙投入。
3.2.2给粉联动乙联甲投入按钮按下
乙给粉电源投入信号为1且甲给粉电源投入信号为0，则给粉连动乙联甲投入。
3.3制粉系统风门联锁
甲制粉#4门和甲制粉#7门，甲制粉#6门和甲制粉#7门皆有连锁，逻辑如下：
甲制粉#4门和甲制粉#6门对应的DEVICE的“TOM”为1，换句话说，甲制粉#4门和甲制粉#6门永远为手动，当：
●甲4甲7联锁投入且甲4手动，则甲7切自动。
甲6甲7联锁投入且甲6手动，则甲7切自动。
●甲7为自动时，当：
▲甲6甲7联锁投入
甲排粉电流低于设定下限，则甲7开。
▲甲4甲7联锁投入
甲排粉电流低于设定下限，则甲7开。
▲甲6甲7联锁投入
甲排粉电流高于设定上限，则甲7关。
▲甲4甲7联锁投入
甲排粉电流高于设定上限，则甲7关。
▲甲6甲7联锁投入
甲排粉电流位于上下限之间，则甲7停。
▲甲4甲7联锁投入
甲排粉电流位于上下限之间，则甲7停。
需要注意的是：因为甲制粉#4门和甲制粉#6门永远为手动，所以只要甲4甲7联锁投入或者甲6甲7联锁投入，甲7都会切自动。另外，即使在连锁投入的情况下，甲7仍可切手动，此时可手动制之。控制画面制粉门中间的按钮只可切手动，切自动无效！
乙侧制粉系统风门工作逻辑同甲侧制粉系统风门。
3.4安全门联锁
过热器安全门、汽包安全门OUTM为3，亦即：输出指令为长信号，当反方向指令有效时，信号复位；STP为1，即STOP指令信号有效。
3.4.1过热器安全门：
主汽压力1大于10.8Mpa且主汽压力2大于10.8Mpa，自动投入则过热器安全门打开。
打开以后，可手动关闭，关闭信号保持15秒。若在关闭的信号保持有效期间打开信号变为有效，则关闭信号被复位，过热器安全门打开。
3.4.2汽包安全门：
汽包压力1大于12.4Mpa且汽包压力2大于12.4Mpa，自动投入则汽包安全门打开。
打开以后，可手动关闭，关闭信号保持15秒。若在关闭的信号保持有效期间打开信号变为有效，则关闭信号被复位，汽包安全门打开。
4结论
#7炉经过DCS改造后，减少了盘台的数量，省去了大量的监控仪表，使整个控制室变的简洁明快，方便了运行人员的操控，减轻了运行人员监盘的强度。整个锅炉运行的也更加稳定，经济性和安全性也得到了很大提高。总之，这次DCS改造无论从任何方面讲都是成功的。
