一 前言 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，品質(zhì)控制和信息化管理被得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，隨著建設(shè)節(jié)約和諧社會(huì)的發(fā)展?fàn)顩r，熱電聯(lián)產(chǎn)的自動(dòng)化控制得到了大規(guī)模應(yīng)用，本文將工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和國家有關(guān)自控規(guī)定結(jié)合，制定了蒸汽一級(jí)首站的自動(dòng)調(diào)節(jié)和信息化管理。 二 首站控制機(jī)制 2．1 控制系統(tǒng)應(yīng)選用分散控制系統(tǒng)（DCS），系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感器﹑驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)﹑控制柜﹑DCS操作屏等組成 2．2 傳感器完成現(xiàn)場過程信號(hào)檢測，如（溫度﹑壓力﹑流量﹑水位﹑設(shè)備功耗電流﹑電壓等）最好選用標(biāo)準(zhǔn)4－20mA信號(hào) （兩線制或三線制設(shè)計(jì)） 2．3 驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)包括所有泵的拖動(dòng)﹑電動(dòng)閥和各種操作件的操作控制，驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和控制規(guī)范請(qǐng)參考控制一節(jié)。 2． 4 控制柜主要負(fù)責(zé)發(fā)出驅(qū)動(dòng)能量拖動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備和提供操作機(jī)制并負(fù)責(zé)與DCS控制柜之間通訊等一系列任務(wù)。 三 首站控制要完成的主要任務(wù) 3．1 溫度控制 根據(jù)工藝要求把目標(biāo)供水溫度間接或直接的控制一定范圍內(nèi)。 3．2 換熱器水位控制 根據(jù)工藝要求水位控制在一定安全范圍內(nèi)。 3．3 水箱水位自動(dòng)控制 根據(jù)工藝要求控制水箱的自動(dòng)加減水閥。 3．4 熱網(wǎng)安全瀉水控制 根據(jù)工藝要求控制供回水管網(wǎng)壓力在一定范圍內(nèi)。 3．5 定回水壓力控制 根據(jù)工藝要求控制回水壓力在一定范圍。 3．6 定供水定壓控制 根據(jù)工藝要求控制供水壓力在一定范圍內(nèi)。 3．7 凝水液位箱控制 根據(jù)工藝要求控制回電廠的凝水壓力和凝水箱液位在一定范圍內(nèi)。 3．8 數(shù)據(jù)檢測 自動(dòng)檢測工藝區(qū)所有工藝參數(shù)。 3．9 數(shù)據(jù)表現(xiàn) 根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)表現(xiàn)數(shù)據(jù)在人機(jī)界面，并提供各種報(bào)表﹑曲線（實(shí)時(shí)和歷 史數(shù)據(jù)）﹑操作權(quán)限等功能，詳細(xì)數(shù)據(jù)表現(xiàn)請(qǐng)參看組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)。 3．10 連鎖保護(hù) 系統(tǒng)應(yīng)具備緊急停電應(yīng)急措施，在市電中斷后應(yīng)保證系統(tǒng)能供電8小數(shù)以上 3．11 通訊 系統(tǒng)應(yīng)具備完整的通訊機(jī)制和開放的接口協(xié)議。 四 主要技術(shù)要求 4．1 溫度控制要求 溫度控制是指系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度進(jìn)行比較運(yùn)算，最終輸出電信號(hào) 驅(qū)動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)開關(guān)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。 —— 溫度調(diào)節(jié)由于有一定的滯后所以要設(shè)定一個(gè)調(diào)節(jié)周期，以避免調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作損壞和降低使用壽 命。 —— 溫度調(diào)控制算法應(yīng)采用模糊控制或增量逐次逼近控制算法，不易采用PID算法。 —— 首站溫度調(diào)節(jié)的主要依據(jù)和思路是設(shè)定三段供水溫度（供熱初﹑中末期，溫度設(shè)定值可修改）為 主調(diào)節(jié)溫度，由于首站帶動(dòng)換熱站過多，不易直接采用室外溫度對(duì)應(yīng)目標(biāo)供水溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 —— 根據(jù)室外溫度做一小范圍的疊加修正量（修正范圍可任意設(shè)定，一般上限不會(huì)超過10度），當(dāng)不 需要室外溫度修正時(shí)所有溫度段設(shè)定為零，即可取消室外溫度疊加修正控制。 —— 軟件還應(yīng)設(shè)有分時(shí)段控制功能，如果時(shí)段控制溫度不為零，系統(tǒng)即可根據(jù)設(shè)定溫度疊加再主調(diào)溫 度上作為目標(biāo)溫度設(shè)定值。 軟件應(yīng)設(shè)有閥門調(diào)節(jié)極限設(shè)定窗口（可設(shè)定極限范圍從0－100％），可根據(jù)工藝需要設(shè)定閥門在一個(gè) 小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，這樣降低調(diào)節(jié)振蕩周期和幅值，能更快的調(diào)節(jié)溫度在一個(gè)穩(wěn)態(tài)范圍內(nèi)。 —— 由于首站供出的高溫水再經(jīng)過子站換熱才能到用戶，而高溫水供出到子站根據(jù)系統(tǒng)不同到達(dá)時(shí)間 也不相同，時(shí)間修正量都應(yīng)提前設(shè)定。在上位機(jī)界面上應(yīng)設(shè)有自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)閥位給定兩種功能，兩種功能必須做到無繞切換，閥門在任何時(shí)候都可自動(dòng)跟蹤當(dāng)前位置反饋。 •電動(dòng)調(diào)節(jié)閥技術(shù)要求； —— 自動(dòng) 表示電動(dòng)閥控制由監(jiān)控中心微機(jī)或自動(dòng)化儀表調(diào)節(jié)，而不需要人為的干擾，完全由自控系統(tǒng)完成調(diào)節(jié)閥的開關(guān)。 —— 手動(dòng) 是指調(diào)節(jié)閥在電路設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)有轉(zhuǎn)換開關(guān)和電位器或脈沖開關(guān)，開關(guān)和電位器設(shè)在DCS控制柜中或現(xiàn)場。這個(gè)功能用處是很大的，如果調(diào)試因?yàn)槌绦蛑幸粋€(gè)小小的失誤而需要?？刂葡到y(tǒng)，如果電動(dòng)閥人為停止時(shí)需關(guān)閉蒸汽，給用戶和調(diào)試都帶來了很多的不方便，或者說在自控系統(tǒng)失靈時(shí)，應(yīng)有能及時(shí)關(guān)閉和打開閥門的手動(dòng)操作開關(guān)，如果這個(gè)功能在閥體上那就有點(diǎn)不方便了，因?yàn)檎l也不想到高溫高壓的環(huán)境下去開那些開關(guān)或旋鈕，這是人自我保護(hù)的意識(shí)。 —— 機(jī)械操作 指自控系統(tǒng)和手動(dòng)系統(tǒng)都失靈或停電時(shí)需要打開或關(guān)閉閥門時(shí)的一種操作機(jī)制，一般西門子的調(diào)節(jié)閥都有這個(gè)功能。 —— 一個(gè)完整的首站選擇調(diào)節(jié)閥是很重要的，一般可根據(jù)自己的需求選擇，但大多數(shù)用戶都選擇帶液壓驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)閥（閥體為平衡閥體，平衡閥體的好處是你不用再考慮進(jìn)出口壓差大而閥體關(guān)閉不了的問題）在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有調(diào)節(jié)閥獨(dú)立的供電系統(tǒng)，調(diào)節(jié)閥驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)設(shè)有自動(dòng)空氣開關(guān)和保護(hù)電路，控制電源和驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)獨(dú)立分開，這樣設(shè)計(jì)時(shí)可以在微機(jī)自控系統(tǒng)失靈或調(diào)試需要重新啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)不影響調(diào)節(jié)閥驅(qū)動(dòng)電源，從而可以保證調(diào)節(jié)閥可以繼續(xù)用手動(dòng)開關(guān)或電位器調(diào)節(jié)，因此可以保證系統(tǒng)在手動(dòng)和自動(dòng)之間輕松切換。 —— 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)基本具備以下電氣接口 ①4－20mA閥位調(diào)節(jié)信號(hào)；②4－20mA閥位位置反饋信號(hào)；③脈沖開關(guān)閥接口（無源）；④全開全關(guān)優(yōu)先執(zhí)行接口（無源）；⑤電子板報(bào)警信號(hào)（無源）；⑥AC24V或DC24V供電接口。 4．2 換熱器液位控制：換熱器液位控制是指根據(jù)工藝需求把腔體液位控制在一定范圍內(nèi)，控制對(duì)象是液位出水閥，換熱器設(shè)計(jì)時(shí)最好有兩路凝水出口管道，一路為控制調(diào)節(jié)用（調(diào)節(jié)閥）。一路作安全緊急輸出口（電動(dòng)蝶閥或電磁閥），一般控制方法有兩種。 —— 純水位控制系統(tǒng)，是指在上位軟件或儀表上設(shè)定一工藝需求水位（水位在軟件中可任意設(shè)定），控制程序根據(jù)設(shè)定與實(shí)際水位比較運(yùn)算直接調(diào)節(jié)凝水電動(dòng)閥，從而達(dá)到換熱器水位被控制在一定范圍內(nèi)，控制原則是只保證液位必須在工藝范圍之內(nèi)。 —— 回水溫度疊加控制系統(tǒng)，本控制回路應(yīng)采用串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制算法以回水溫度加一個(gè)經(jīng)驗(yàn)修正量作為一級(jí)PID設(shè)定量，并與凝水出水溫度作控制目標(biāo)，水位作間接量的一種控制方法，采用此控制發(fā)放可以把凝水出水溫度控制一定范圍內(nèi)，使熱量浪費(fèi)降低，液位只在一定安全范圍內(nèi)，但波動(dòng)較大，一般大首站凝水溫度采用液位控制出口溫度大多數(shù)都超過100度，當(dāng)采用回水溫度疊加控制系統(tǒng)時(shí)凝水溫度可降低到50度以下。 —— 凝水閥控制算法應(yīng)采用模糊控制或增量逐次逼近控制算法，不易采用PID算法，調(diào)節(jié)方式為反動(dòng)作方式，但調(diào)節(jié)周期要小于蒸汽閥調(diào)節(jié)周期，以提高系統(tǒng)的相應(yīng)速度。 —— 凝水閥控制程序應(yīng)設(shè)有閥門水位調(diào)節(jié)上限和下限作為安全值（此值可任意設(shè)定），當(dāng)實(shí)際液位超過設(shè)定值時(shí)高或低時(shí)都應(yīng)執(zhí)行上下限保護(hù)動(dòng)作。如果配有旁路電動(dòng)緊急瀉水閥的控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該緊急瀉水閥的動(dòng)作優(yōu)先于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，如果在一段延時(shí)內(nèi)緊急瀉水閥能足夠滿足讓水位在正常水位內(nèi)，那么調(diào)節(jié)閥將繼續(xù)調(diào)節(jié)，否則調(diào)節(jié)閥也執(zhí)行與緊急瀉水閥相同的動(dòng)作命令，從而可以達(dá)到快速水位處理的能力。 —— 凝水調(diào)節(jié)閥要有軟件手自動(dòng)切換功能，自動(dòng)時(shí)無需人工干預(yù)，手動(dòng)時(shí)可以人為的輸入調(diào)節(jié)閥的設(shè)定電流或閥門位置。以保證在自動(dòng)失靈或調(diào)試時(shí)用。 —— 凝水調(diào)節(jié)閥也同樣要設(shè)計(jì)與蒸汽閥同樣的功能，就地電動(dòng)開關(guān)閥﹑閥位電位器或脈沖調(diào)節(jié)，并要做同步位置指示。 —— 凝水緊急瀉水電動(dòng)閥要做到在電氣控制柜或就地能電動(dòng)開關(guān)閥功能，具體要有開閥﹑關(guān)閥﹑遠(yuǎn)近選擇開關(guān)，就地關(guān)閥控制開關(guān)應(yīng)優(yōu)先自動(dòng)控制。 —— 凝水調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)閥配電要有獨(dú)立的配電空氣開關(guān)﹑保護(hù)電路，當(dāng)DCS和系統(tǒng)癱瘓時(shí)仍然能保證電動(dòng)打開和關(guān)閉。 —— 所有凝水閥都應(yīng)在軟件讓不做任何操作及可在就地開關(guān)調(diào)節(jié)控制，當(dāng)就地控制時(shí)，DCS上要同步顯示閥門所有當(dāng)前信息。 •電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)基本具備以下電氣接口； —— 調(diào)節(jié)閥具備：①4－20mA閥位調(diào)節(jié)信號(hào)；②4－20mA閥位位置反饋信號(hào)；③脈沖開關(guān)閥接口（無源）；④全開全關(guān)優(yōu)先執(zhí)行接口（無源）；⑤電子板報(bào)警信號(hào)（無源）；⑥AC24V或DC24V供電。 —— 電動(dòng)閥具備：①開關(guān)閥電氣接口電壓小于AC250V；②無源常開或2－20mA閥位置指示；沒指示的閥門要做外部電路。 4．3 水箱水位自動(dòng)控制 根據(jù)工藝要求控制水箱的自動(dòng)加水，一般采用水位變送器把實(shí)際水位與設(shè)定水位比較并發(fā)出一指令指揮水箱軟化水或自來水入口電動(dòng)閥。 —— 水箱水位自動(dòng)控制時(shí)要設(shè)定一個(gè)加水區(qū)間，以避免加水電動(dòng)蝶閥頻繁動(dòng)作降低使用壽命，正常區(qū)間是根據(jù)不同的工藝要求制定的，比如兩米高的水箱開閥水位可以設(shè)定在80cm，關(guān)閥水位可設(shè)定在170cm左右，設(shè)定值可以在微機(jī)上任意調(diào)節(jié)，但要做一設(shè)定值判斷，當(dāng)錯(cuò)誤設(shè)定開閥水位大于關(guān)閥水位時(shí)，軟件提示相關(guān)錯(cuò)誤信息： —— 水箱水位自動(dòng)控制算法采用設(shè)定減實(shí)際的偏差，當(dāng)偏差到達(dá)時(shí)軟件延時(shí)濾波（時(shí)間可任意設(shè)定）時(shí)自動(dòng)執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。 —— 水箱加水電動(dòng)閥的動(dòng)作要以開關(guān)量或4－20mA的信息反饋到DCS中，并要有就地控制或控制柜上手動(dòng)操作按鈕。 —— 水箱加水電動(dòng)閥要有獨(dú)立的配電空氣開關(guān)﹑保護(hù)電路，當(dāng)DCS和系統(tǒng)癱瘓時(shí)仍然能保證電動(dòng)打開和關(guān)閉。 •電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)基本具備以下電氣接口； —— 電動(dòng)閥具備：①開關(guān)閥電氣接口電壓小于AC250V；②無源常開或2－20mA閥位置指示；沒指示的閥門要做外部電路。 4．4 安全瀉水閥控制 是根據(jù)工藝要求控制供回水管網(wǎng)壓力在一定范圍內(nèi)，其主要是在供回水管上各安裝一只電動(dòng)蝶閥或電磁閥，當(dāng)實(shí)際供回水壓力超過設(shè)定值時(shí)自動(dòng)開啟瀉水，水壓正常時(shí)關(guān)閉，當(dāng)瀉水閥開啟瀉水時(shí)補(bǔ)水泵或循環(huán)泵必須降低一個(gè)等級(jí)，否則會(huì)出現(xiàn)一邊瀉水一邊補(bǔ)的現(xiàn)象，蒸汽首站最好選用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥瀉水，在高溫高壓下突然開啟安全瀉水會(huì)很容易造成管網(wǎng)汽化。 —— 瀉水閥自動(dòng)控制算法采用設(shè)定減實(shí)際的偏差，當(dāng)偏差到達(dá)時(shí)軟件延時(shí)濾波（時(shí)間可任意設(shè)定）時(shí)自動(dòng)執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。 —— 瀉水閥的動(dòng)作要以開關(guān)量