设计标准

依据锅炉房控制系统的设计要求，按照自控装置系统必须科学、合理、成熟、安全可靠、稳定、可扩展以及性价比高的原则进行设计，并符合以下规范与标准：

u GB/T 15317 --94《工业锅炉节能监测方法》

u GB10180 《工业锅炉热工试验规范》

u GBJ/232-90、92《电气装置安装工程施工及验收规范》

u 《锅炉房安全管理规则》（劳锅字[1988]74号）

u GB50259-96《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》

u GB50171-92《电气装置安装工程盘及二次回路结线施工及验收规范》

u GB10180-88《工业锅炉热工试验规范》

u 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

u 《锅炉压力容器安全监察规程》

u 《仪表系统接地设计规定》

u 《分散控制系统工程设计规定》

u 《电气设备安全设计导册》

u 《仪表供电设计规定》

系统设计原则

我方在进行本控制系统设计时，将严格遵循以下系统设计原则：

安全性原则：由于锅炉属于压力容器，而且工作环境比较恶劣，因此，控制系统首先要保证的就是锅炉系统运行的安全性，这是首要设计原则。为了达到安全的目的，在一次仪表和二次仪表的选型上，要严格遵循行业规范，从根源上保证系统的安全。

可靠性原则：可靠性原则是针对控制系统的安全而言的，同样是为了保证锅炉的安全运行，在控制系统设计时，要注意控制的层次和相应层次的操作等级、权限。目前，国际上普遍认同的可靠控制系统分为三个等级：网络远程监控子系统、实时控制子系统和就地强电手动操作子系统，本项目也将严格按这种方式来设计整体控制系统。

科学性原则：科学性原则是指控制系统中选用的一次、二次仪表都属于目前国内和国际上的主流产品，同时，控制系统的结构是合理的，具有行业针对性的。

经济性原则：经济性原则是指在设计控制系统时，从元器件品牌的选择上，采用合理的配置，注重整体的效果，而不是一味选择高价格的配置。毕竟，成本是项目实施中非常重要的一个因素。

先进性原则：先进性原则是指在系统科学设计和元器件经济合理的前提下，要尽量保证控制系统符合国际上自动化控制系统的发展方向，保证本控制系统在5-10年内仍属于比较先进的锅炉控制系统。

控制系统功能描述

1 、系统构架设计

系统构架的设计是指整个锅炉控制系统的框架设计，在严格遵循控制系统设计标准和设计原则的基础上，我方根据燃气蒸汽锅炉的运行特点和中央监控系统的功能要求，并考虑控制系统的科学性和先进性要求，将整个控制系统按操作的等级分为远程监控系统、单台锅炉实时控制子系统两个部分。

远程监控系统：是整个锅炉控制系统的指挥中心，所有锅炉的信息都集中显示在远程网络中，在正常运行情况下，可以通过网络在任何地方通过手机APP或计算机对锅炉实时数据进行远程监控，如控制参数的设置、实时运行数据，启动优化控制程序，建立锅炉节能分析报表等；

单台锅炉实时控制子系统：是整个锅炉控制系统的控制核心，所有正常状态下的锅炉控制都是由锅炉控制柜来实现的。考虑到系统的安全性和可靠性，我方采用控制器和强电手动操作共同来实现具体的控制功能；同时，采用工业上标准的RS485接口/MODBUS通讯协议实现锅炉控制器与网络系统的数据交互。实时控制子系统建立在锅炉房控制室内，核心控制器与网络监控子系统安装在同一平台中，主要由一次传感器、变送器（现场安装）、核心控制模块、强电手动控制、控制柜等部分组成。

2、系统控制方式

n 系统要求有手动、自动两种控制方式。

n 实现锅炉系统启动/停止、锅炉发生故障、紧急停炉等顺序控制要求。

n 设备的硬联锁、保护指令具有优先级；手动指令比自动指令优先。

n 通过联锁、联跳和保持跳闸功能来保证被控对象的安全。机组的硬联锁及保护跳闸功能，包括紧急跳闸均采取硬接线连接。

3、控制系统功能

n 自动控制功能：控制系统在自动方式下，按照权限进行集中或现场操作，实现对各设备的自动控制，包括电机启／停、执行机构的动作等。

n 手动控制功能：控制系统在手动方式下，按照权限进行现场操作，实现对各设备的手动控制，包括电机启／停、执行机构的动作等。

n 紧急停止功能：控制系统具有紧急停止功能。在电控柜和主机设备上设置明显的紧急停止按钮，当按下按钮后，该段内控制系统所控制的设备紧急断电保证设备正常。解除紧急情况后，系统须重新启动方可正常工做。

主要控制对象和设备

WNS10-1.25-Q燃气蒸汽锅炉2台，每台锅炉包括：

l 燃气燃烧器1台，燃烧机主风机功率约30KW。（根据实际情况可以调整）

l 控制锅炉给水泵2台，功率7.5KW，变频自动调节控制。（根据实际情况可以调整）

l 节能器循环泵2台，功率2KW，直接启动。

l 变频连续给水，外加电接点5支水电极位式给水报警连锁保护。

l 压力控制信号：超压开关信号,蒸汽压力变送信号，给水压力变送信号，等等（根据实际情况可以调整）。

l 温度信号锅炉节能器出烟温，排烟温度1只，节能器进水口温度，节能器出水温度等等（根据实际情况可以调整）。

l 液位：锅炉液位等等。                   

l 其它检测功能详见介绍及配置表。

由上述设备组成锅炉补给水及蒸汽负荷输出系统。

控制方案

1、系统构成：

根据燃气锅炉的运行特点，锅炉控制系统控制采用小型分布式控制系统，本系统由一套锅炉控制系统（PLC），一次仪表信号分别送入PLC ，由PLC 经智能逻辑运算后驱动补水泵、循环泵等相关设备；锅炉控制器对现场信号进行数据显示及报表和记录生成，另一方面，根据数据分析结果对下位机进行管理，实时监控锅炉系统运行以保证整个锅炉控制系统安全可靠。

锅炉控制系统严格按照工业控制标准和锅炉安全要求原则设计。软硬件采用面向对象的模块化设计，安全可靠。层次设计，共两层：

●　一层----现场传感器及执行器

温度、压力、液位等一次仪表采用*器件，保证锅炉各项工况参数实时***检测。

●　二层----现场锅炉控制柜

锅炉现场控制柜直接控制各锅炉的运行，对下采集数据，系统单元之间相互联系，又都具有相对的独立性。

2 、现场传感器：

2.1 压力传感器采用丹佛斯品牌，

2.2 热电阻采用PT100三线制

2.3热电偶采用K型

2.4低压电气元件采用施耐德品牌等等

2.5控制核心为西门子品牌

2.6变频器ABB品牌

2.7触摸屏为西门子品牌

3  PLC控制系统方案

每台锅炉单独配一套控制系统，该控制系统是根据锅炉操作规程及控制要求设计的，具有对锅炉进行全自动控制及故障保护等功能。该控制系统以西门子S7-200Smart PLC作为信息处理和中央控制单元，10寸触摸屏作为监控平台，同时嵌入本公司精心设计的工业控制软件和控制外围的工艺结构。该系统软件不仅实现了热水、蒸汽锅炉的手/自动控制、工况监控、历史数据记录、实时趋势等一般的图文显示及监控要求，还增加了本公司针对近几年锅炉事故进行仔细分析和研究的成果，具备了丰富的故障检测、故障报警、故障处理等功能，限度的保证了锅炉的安全可靠运行。同时，本公司对控制柜进行了造型设计、数控制造，使得控制柜内部结构和外部造型更符合工业现场要求，使得锅炉控制更加完美。本系统控制柜具有以太网通讯接口，可将数据上传至集中监控台。

本控制系统采用德国SIMENS可编程控制器S7-200Smart系列PLC为控制核心，以触摸屏为人机界面，实现整个锅炉的控制。具有中文界面，操作方便，控制可靠性高，功能强大的特点。