專利名稱：基于dcs的垃圾焚燒設備控制系統和發電廠的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及垃圾焚燒發電廠控制技術領域，更具體地說，涉及一種基于DCS的垃圾焚燒發電廠設備控制系統和發電廠。
背景技術：
垃圾焚燒發電是將生活垃圾進行焚燒及處理后，驅動汽輪機等發電設備的新興發電形式。針對垃圾焚燒發電廠配套合理完善的控制方法和設備，是垃圾焚燒發電通訊、垃圾處理及設備狀態反饋等指令傳達及執行的保證。現有的垃圾焚燒發電廠采用的控制技術是以分布式控制系統DCS與可編程控制器PLC控制結合的形式實現，即主控采用DCS進行數據監控層構建并與所述PLC進行通訊，而焚燒爐、布袋除塵等設備的現場控制使用內嵌可編程控制器PLC實現動作指令下發和執行。然而，上述采用DCS與PLC配合控制垃圾焚燒發電廠的方式至少存在如下問題，由于嵌入式PLC僅能控制一臺受控設備，當所述垃圾焚燒發電廠設置有多個垃圾焚燒爐及配套設施時，DCS與PLC的通訊點數激增，不僅通訊壓力大且增加了 DCS與PLC的通訊故障點，不便于維修；并且存在著并列運行設備無法有序控制的技術缺陷。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型提供一種基于DCS的垃圾焚燒設備控制系統和發電廠，實現了全部應用DCS技術進行垃圾焚燒發電廠的設備控制的目的。—種基于DCS的垃圾焚燒設備控制系統,包括采集模塊，所述采集模塊與垃圾焚燒發電廠的各個受控系統采集點連接，用于采集垃圾焚燒發電廠垃圾焚燒爐系統、汽輪發電機系統和后續處理系統及電氣控制系統的監控模擬量和/或數字開關量；DCS控制器，與所述采集模塊通過總線連接，用于處理通過現場總線接收的所述監控模擬量和/或數字開關量，得到與所述各系統相應的模塊處理結果；DCS操作員站，與對應DCS控制器連接，用于接收所述模塊處理結果，并由所述DCS控制器根據對應的所述模塊處理結果下發針對與各系統關聯的設備的控制量。優選地，所述垃圾焚燒發電廠中設置有多臺垃圾焚燒爐和多臺汽輪發電機組時當垃圾熱值低于特定值時，采用汽機調壓方式，包括指定多臺汽輪機中的一臺汽輪機蒸汽入口為主蒸汽母管的壓力調節口；所述采集模塊具體實現接收主蒸汽母管壓力變送器發送的模擬量信號；以及，采集所述其余各臺汽輪機調速汽門的閥門開度模擬量；優選地，所述DCS控制器具體為DHl控制器，包括將所述主蒸汽母管壓力模擬量通過現場總線發送至實現調壓功能的汽輪機數字電液調節系統DEH的控制器中；[0016]比較所述主蒸汽母管壓力模擬量與主蒸汽母管壓力設定值，得到主蒸汽母管壓力比較結果；以及，將所述其余各臺汽輪機調速汽門的閥門開度模擬量通過現場總線發送至對應DEH的控制器中；比較所述其余各臺汽輪機調速汽門閥門開度模擬量與對應的閥門開度設定值，得到其余各臺汽輪機調速汽門閥門開度比較結果。優選地,所述DCS操作員站具體為DEH操作員站,包括所述實現調壓功能的汽輪機對應的DHl操作員站接收所述主蒸汽母管壓力比較結果，并由所述DHl控制器根據所述主蒸汽母管壓力比較結果下發調速汽門開度控制量至該汽輪機的調速汽門；以及，所述其余各臺汽輪機對應的DHl操作員站接收所述閥門開度比較結果，并由所述DEH控制器根據所述閥門開度比較結果下發調速汽門開度控制量至對應的各臺汽輪機調速汽門。優選地，所述垃圾焚燒發電廠中設置有多臺垃圾焚燒爐和多臺汽輪發電機組時，且當垃圾熱值低于特定值時，所有垃圾焚燒爐均采用主蒸汽流量控制方式；所述采集模塊具體實現采集所述各臺垃圾焚燒爐的主蒸汽流量模擬量；優選地，所述DCS控制器包括將所述各臺垃圾焚燒爐主蒸汽流量模擬量通過現場總線發送至垃圾焚燒爐的DCS控制器中；比較所述流量模擬量與對應的主蒸汽流量設定值，得到主蒸汽流量比較結果。優選地，所述DCS操作員站具體實現所述各臺垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽流量比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽流量比較結果下發針對各臺垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量。優選地，所述垃圾焚燒發電廠中設置有多臺垃圾焚燒爐和多臺汽輪發電機組時，且當垃圾熱值高于特定值時，指定多個垃圾焚燒爐中的一臺垃圾焚燒爐蒸汽出口為主蒸汽母管的壓力調節口；所述采集模塊具體實現接收主蒸汽母管壓力變送器發送的模擬量信號；以及，采集所述其余各臺垃圾焚燒爐的主蒸汽出口壓力模擬量；優選地，所述DCS控制器具體實現將所述主蒸汽母管壓力模擬量通過現場總線發送至垃圾焚燒爐的DCS控制器中；比較所述壓力模擬量與母管壓力設定值，得到主蒸汽母管壓力比較結果；以及，將所述其余各臺垃圾焚燒爐主蒸汽出口壓力模擬量通過現場總線發送至對應的垃圾焚燒爐的DCS控制器中；比較所述壓力模擬量與對應主蒸汽出口壓力設定值，得到主蒸汽出口壓力比較結果。優選地，所述DCS操作員站具體實現所述垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽母管壓力比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽母管壓力比較結果下發針對所述指定垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量；以及，所述其余垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽出口壓力比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽出口壓力比較結果下發針對其余各臺垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量。優選地，所述監控模擬量具體為汽輪發電機預設檢測點的溫度、壓力和/或流量監控模擬量。優選地，所述DCS控制器具體實現將所述溫度、壓力和/或流量監控模擬量通過現場總線發送至汽輪發電機系統對應的DCS控制器中，將所述溫度、壓力和/或流量監控模擬量分別對應分別與對應主蒸汽溫度、壓力和/或流量的設定值比較，得到對應的溫度、壓力和/或流量比較結果。優選地，所述DCS操作員站具體實現所述汽輪發電機組對應的DCS操作員站接收所述對應的溫度、壓力和/或流量比較結果，并由所述DCS控制器根據所述對應的溫度、壓力和/或流量比較結果下發針對與各系統關聯的設備的控制量。優選地,所述現場總線采用Profibus DP現場總線。與所述DCS操作員站互為冗余的DCS操作員站。與所述DCS控制器為冗余配置的DCS控制器。一種基于DCS的垃圾焚燒發電廠，上述基于DCS的垃圾焚燒發電廠設備控制系統。從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例中的垃圾焚燒發電廠的控制系統和發電廠，利用一體化的DCS控制體系，將采集的監控模擬量和/或數字開關量發送至對應的DCS控制器中處理，將處理的結果在相應DCS控制器中進一步判斷處理后得到下發指令，并對關聯的設備進行基于DCS的控制，該控制方法從現有的DCS+PLC的控制構架存在的技術缺點出發，由于DCS控制器與輸入輸出I/O模塊之間采用現場總線通訊，克服了 DCS與PLC通信點數量大，故障多的問題；并且可實現對并列運行的設備，如并列運行的多臺垃圾焚燒爐進行給料量和一、二次風量的調節，以與汽輪發電機系統進行垃圾焚燒爐和汽輪發電機組的協調控制。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得多爐多機的垃圾焚燒發電廠垃圾焚燒爐和汽輪機協調控制技術的知識。圖1為本實用新型實施例公開的一種基于DCS的垃圾焚燒設備控制系統結構示意圖；圖2為本實用新型實施例公開的一種基于DCS的垃圾焚燒發電廠結構示意圖。
具體實施方式
為了引用和清楚起見，下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫總結如下DCS !Distributed Control System,分布式控制系統；PLC ProgrammabIe Logic Controller 可編程邏輯控制器；DffihDigital Electric Hydraulic Control System,汽輪機數字電液調節系統；本實用新型中，DHl的功能是用同一套DCS系統來實現的；Profibus DP Profibus DP是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現場現場總線標準；Profibus DP傳送速度可在9. 6Kbps 12Mbps范圍內選擇且當現場總線系統啟動時，所有連接到現場總線上的裝置應該被設成相同的速度。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有多爐多機垃圾焚燒發電系統控制實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型實施例公開了一種基于DCS的垃圾焚燒設備控制系統和發電廠，實現了全部應用DCS技術進行垃圾焚燒發電廠的設備控制的目的。圖1示出 了一種基于DCS的垃圾焚燒發電廠設備控制系統包括采集模塊11，所述采集模塊與所述垃圾焚燒發電廠的各個受控系統采集點連接，用于采集垃圾焚燒發電廠垃圾焚燒爐系統、汽輪發電機系統和后續處理系統及電氣控制系統的監控模擬量和/或數字開關量；所述監控模擬量包括垃圾焚燒爐系統中的給料速度模擬量、各段爐排速度模擬量、一次風量模擬量、二次風量模擬量、爐膛溫度模擬量、爐膛壓力模擬量、垃圾厚度模擬量、煙氣含氧量模擬量、主蒸汽溫度模擬量、主蒸汽壓力模擬量；以及，主蒸汽母管壓力模擬量和汽輪機的調速汽門閥門開度模擬量等；所述數字開關量包括垃圾焚燒發電系統中的給料裝置前進后退狀態數字開關量；各段爐排前進后退狀態數字開關量；一、二次風機啟停狀態數字開關量；引風機啟停狀態數字開關量；汽輪發電機系統中的汽輪機電動主汽門、自動主汽門和調速汽門開閉狀態數字開關量；電氣系統中各電氣設備啟停狀態數字開關量等；上述模擬量和/或數字開關量做列舉性示意，并不局限于上述列舉類型。用于采集上述模擬量和數字開關量的模塊可根據實際應用場景選定種類和型號，例如用于測量溫度的熱電阻、熱電偶輸入模塊，測量壓力的模擬量輸入模塊等。在所述DCS控制器與與采集模塊進行模擬/數字量進行現場總線傳輸時，都需要通過1/0模塊收發。需要說明的是，所述后續處理系統包含有除氧給水、化學水處理等系統。DCS控制器12，與所述采集模塊通過總線連接，用于處理通過現場總線接的收對應系統的所述監控模擬量和/或數字開關量，得到與所述各系統相應的模塊處理結果；利用DCS控制器可處理多個系統設備中的模擬/數字量，且通過現場總線與操作員站通訊，克服了現有技術中的一套PLC控制單臺運行設備的形式，在面對多臺并列運行設備時所出現多套PLC與DCS操作員站通訊點數激增的問題，實現了 DCS控制器監管多臺并行運行設備的目的。DCS操作員站13，與對應DCS控制器連接，用于接收所述模塊處理結果，并由所述DCS控制器根據對應的所述模塊處理結果下發針對與各系統關聯的設備的控制量。需要指出的是，所述DCS操作員站是將所述DCS控制器處理得到的模塊處理結果進行顯示、記錄及人為干預操作的平臺。所述DCS控制器根據模塊處理結果下發對應的控制量，觸發與各系統對應的執行器對各系統中的設備進行與所述控制量對應的調節。上述處理系統適用于垃圾焚燒發電廠全部下屬系統的控制流程，特別適用于針對爐排運動及給料裝置控制，以及蒸汽壓力、流量以及關聯垃圾給料量、風量的控制；以及垃圾焚燒爐與汽輪機的協調控制。為了更好地對該控制方法進行說明，針對垃圾焚燒發電廠中模擬量和/或數字開關量的采集、處理和控制指令下發進行實施例描述在對所述垃圾焚燒發電系統中設置有多臺垃圾焚燒爐和多臺汽輪機的場景下進行基于DCS —體化控制實施例一當垃圾熱值低于特定值時，采用汽機調壓方式。指定多臺汽輪機中的一臺汽輪機實現調壓功能。其對應的控制器具體為DHl控制器，此時選擇“壓控”運行方式，從而由該臺汽輪機的DEH控制通過控制調速汽門閥位開度來保證主蒸汽母管壓力等于設定值。而此時其余各臺汽輪機選擇“閥控”運行方式，各臺汽輪機DHl的閥位開度設定值由運行人員決定，對應的DHl控制器通過控制調速汽門閥位開度來保證各臺汽輪機的調速汽門閥位開度等于設定值；從而使得各臺汽輪機能夠盡量多發電。對于實現調壓功能的汽輪機該臺汽輪機主蒸汽入口即為主蒸汽母管的壓力調節口，包括當垃圾熱值低于特定值時，采用汽機調壓方式，包括指定多臺汽輪機中的一臺汽輪機蒸汽入口為主蒸汽母管的壓力調節口；所述采集模塊具體實現接收主蒸汽母管壓力變送器發送的模擬量信號；以及，采集所述其余各臺汽輪機調速汽門的閥門開度模擬量；將所述主蒸汽母管壓力模擬量通過現場總線發送至實現調壓功能的汽輪機數字電液調節系統DEH的控制器中；比較所述主蒸汽母管壓力模擬量與主蒸汽母管壓力設定值，得到主蒸汽母管壓力比較結果；以及，將所述其余各臺汽輪機調速汽門的閥門開度模擬量通過現場總線發送至對應的對應汽輪機數字電液調節系統DEH的控制器中；比較所述其余各臺汽輪機調速汽門閥門開度模擬量與對應的閥門開度設定值，得到其余各臺汽輪機調速汽門閥門開度比較結果。[0094]所述實現調壓功能的汽輪機對應的DHl操作員站接收所述主蒸汽母管壓力比較結果，并由所述DHl控制器根據所述主蒸汽母管壓力比較結果下發調速汽門開度控制量至該汽輪機的調速汽門；以及，所述其余各臺汽輪機對應的DHl操作員站接收所述閥門開度比較結果，并由所述DEH控制器根據所述閥門開度比較結果下發調速汽門開度控制量至對應的各臺汽輪機調速汽門。當主蒸汽母管壓力與設定值比較偏低時，實現調壓功能的汽輪機DHl控制器根據所述主蒸汽母管壓力比較結果下發減少調速汽門閥位開度控制量的指令到該臺汽輪機的調速汽門；當主蒸汽母管壓力與設定值比較偏高時，實現調壓功能的汽輪機DHl控制器根據所述主蒸汽母管壓力比較結果下發增加調速汽門閥位開度控制量的指令到該臺汽輪機的調速汽門；最終使得主蒸汽母管壓力等于設定值。當其余各臺汽輪機其中一臺汽輪機調速汽門的閥位開度與設定值比較偏小時，該臺汽輪機DHl控制器根據所述閥位開度比較結果下發增加調速汽門閥位開度控制量的指令到該臺汽輪機的調速汽門；當該臺汽輪機調速汽門的閥位開度與設定值比較偏大時，該臺汽輪機DHl控制器根據所述閥位開度的比較結果下發減少調速汽門閥位開度控制量的指令到該臺汽輪機的調速汽門；最終使得各臺汽輪機的調速汽門閥位開度等于各自的閥位開度設定值。實施例二 當垃圾熱值低于設定值時，采用汽機調壓方式時；所有的所有垃圾焚燒爐采用主蒸汽流量控制方式，包括所述采集模塊具體實現采集所述各臺垃圾焚燒爐的主蒸汽流量模擬量；所述DCS控制器包括將所述各臺垃圾焚燒爐主蒸汽流量模擬量通過現場總線發送至垃圾焚燒爐的DCS控制器中；比較所述流量模擬量與對應的主蒸汽流量設定值，得到主蒸汽流量比較結果。所述DCS操作員站具體實現所述各臺垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽流量比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽流量比較結果下發針對各臺垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量。更為具體地說當其中一臺垃圾焚燒爐的主蒸汽流量比設定值偏低時，DCS控制器就根據主蒸汽流量比較結果，針對該臺垃圾焚燒爐下發增加垃圾給料量控制量和一次風量控制量的指令。當其中一臺垃圾焚燒爐的主蒸汽流量比設定值偏高時，DCS控制器就根據主蒸汽流量比較結果，針對該臺垃圾焚燒爐下發減少垃圾給料量控制量和一次風量控制量的指令。最終使得該臺垃圾焚燒爐的主蒸汽流量等于其設定值。實施例三當垃圾熱值高于設定值時，指定多個垃圾焚燒爐中的一臺垃圾焚燒爐蒸汽出口為主蒸汽母管的壓力調節口，命令該爐接受來自主蒸汽母管壓力變送器送來的模擬量信號；對于垃圾焚燒爐來說，每臺焚燒爐所產生的主蒸汽流量需要通過垃圾給料量和一、二次風量的調節而輸出符合汽輪發電機組發電所需的蒸汽量。一套PLC控制一臺垃圾焚燒爐的方式，如果三臺垃圾焚燒爐同時運行時，現有的一套PLC控制垃圾焚燒爐所產生的蒸汽都是送到同一根主蒸汽母管中，此時一套PLC就無法準確對三臺垃圾焚燒爐的主蒸汽壓力進行控制。構建DCS控制器中其余各臺垃圾焚燒爐主蒸汽出口壓力設定值，該主蒸汽出口壓力設定值高于所述母管壓力設定值。設定主蒸汽出口壓力設定值高于所述母管壓力設定值的目的在于其余各臺垃圾焚燒爐可滿負荷運行。所述采集模塊具體實現接收主蒸汽母管壓力變送器發送的模擬量信號；以及，采集所述其余各臺垃圾焚燒爐的主蒸汽出口壓力模擬量；所述DCS控制器具體實現將所述主蒸汽母管壓力模擬量通過現場總線發送至垃圾焚燒爐的DCS控制器中；比較所述壓力模擬量與母管壓力設定值，得到主蒸汽母管壓力比較結果；以及，將所述其余各臺垃圾焚燒爐主蒸汽出口壓力模擬量通過現場總線發送至對應的垃圾焚燒爐的DCS控制器中；比較所述壓力模擬量與對應主蒸汽出口壓力設定值，得到主蒸汽出口壓力比較結果。所述DCS操作員站具體實現所述垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽母管壓力比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽母管壓力比較結果下發針對所述指定垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量；以及，所述其余垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽出口壓力比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽出口壓力比較結果下發針對其余各臺垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量。當指定垃圾焚燒爐(例如#1爐)主蒸汽母管壓力低于母管壓力設定值時，DCS控制器發出控制指令增加垃圾給料量和總的一次風量；當主蒸汽母管壓力高于母管壓力設定值時，DCS控制器發出控制指令減少垃圾給料量和總的一次風量；最終使得主蒸汽母管壓力等于母管壓力設定值。更為具體地在垃圾焚燒爐主蒸汽壓力控制回路中，每一臺焚燒爐的采集的模擬量有兩個，一是所述主蒸汽母管壓力模擬量和其余各臺垃圾焚燒爐各自的主蒸汽出口壓力模擬量，可采用選擇模塊選擇其中一個作為測量值。如果是#1爐負責調節主蒸汽母管壓力，則利用選擇模塊選擇主蒸汽母管出口壓力模擬量，與#1爐設定值進行偏差比較和調節，此時，調節回路只控制主蒸汽母管出口壓力模擬量等于母管壓力設定值。由此可見，此時#1爐直接控制了主蒸汽母管出口壓力，而其他各臺垃圾焚燒爐的主蒸汽出口壓力都比這臺高。并且在DCS內部設置邏輯閉鎖，每次采集與控制只允許一臺垃圾焚燒爐負責調節主蒸汽母管壓力。其他各臺參與運行的垃圾焚燒爐(例如#2爐)主蒸汽壓力低于主蒸汽出口壓力設定值時，DCS控制器發出控制指令增加#2爐垃圾給料量和總的一次風量 ’當#2爐主蒸汽壓力高于#2爐主蒸汽出口壓力設定值時，所述DCS控制器發出減少#2爐垃圾給料量和總的一次風量；最終使得#2爐的主蒸汽壓力等于#2爐主蒸汽出口壓力設定值。實施例四該場景對應垃圾焚燒發電廠汽輪發電機系統的溫度、壓力和/或流量監測，包括所述DCS控制器具體實現將所述溫度、壓力和/或流量監控模擬量通過現場總線發送至汽輪發電機系統對應的DCS控制器中，將所述溫度、壓力和/或流量監控模擬量分別對應分別與對應主蒸汽溫度、壓力和/或流量的設定值比較，得到對應的溫度、壓力和/或流量比較結果。所述DCS操作員站具體實現所述汽輪發電機組對應的DCS操作員站接收所述對應的溫度、壓力和/或流量比較結果，并由所述DCS控制器根據所述對應的溫度、壓力和/或流量比較結果下發針對與各系統關聯的設備的控制量。針對所述汽輪發電機系統預設檢測點的設定，及所檢測的模擬量不做過多限制。
需要說明的是上述實施例中，進行模擬量和/或開關量的收發，及控制指令的下發均可優選Profibus DP現場總線，但并不局限于該種現場總線形式。根據實際的應用需求，所述DCS控制器可選擇冗余結構，保證出現主DCS控制器出現故障時控制器層正常運行。圖中還示出了與所述DCS操作員站互為冗余的DCS操作員站，所述冗余DCS操作員站，保證了在出現主DCS操作員站出現故障時控制系統的正常運行。實施例五所述控制系統還包括主蒸汽流量趨勢判斷模塊，該模塊用于根據采集的多臺垃圾焚燒爐主蒸汽流量模擬量，判斷主蒸汽流量變化變化趨勢，得到判斷結果并發送至垃圾焚燒爐對應的DCS控制器。所述趨勢判斷及對應控制機制可在DCS的趨勢判斷模塊中進行，也就是“超前-滯后”模塊中進行當并列運行的多臺垃圾焚燒爐，其中有一臺(例如#2爐)主蒸汽流量與主蒸汽出口流量設定值相比較，有上升趨勢時，延遲I一2分鐘以后，所述DCS控制器將發出控制指令給#2爐，減少其垃圾的給料量和總的一次風量；反之亦然。由于垃圾的熱值總是在變化的，采用了流量變化趨勢判斷模塊以后，就可以提前知道爐膛內垃圾燃燒情況，如果原來加的給料量或一次風量導致主蒸汽流量在不斷下降，延遲I一2分鐘以后，流量變化趨勢判斷模塊就會自動發出增加給料量和增加一次風量控制量的指令(或者提醒運行人員操作)；反之，如果原來加的給料量或一次風量導致主蒸汽流量在不斷上升，延遲I一2分鐘以后，流量變化趨勢判斷模塊就會自動發出減少給料量和減少一次風量控制量的指令(或者提醒運行人員操作)；從而最終保證了主蒸汽流量的穩定。需要說明的是，所述主蒸汽流量變化趨勢判斷模塊可集成于所述DCS控制器中，故而沒有圖示，也可單獨設立，并不局限于某種形式，可以獲知的是，針對爐膛溫度、主蒸汽溫度以及汽包水位等參量也可根據實際應用需要裝設趨勢判斷模塊，以便針對模擬量判斷趨勢進行對應設備的工作狀態調整。圖2示出了一種基于DCS的垃圾焚燒發電廠，包括圖1圖示及其對應說明中所述的基于DCS的垃圾焚燒發電廠設備控制系統。所述控制系統的結構參見圖1，所述控制系統的各組成結構的功能參見圖1的結構及說明，此處不再贅述。綜上所述本實用新型實施例中的垃圾焚燒發電廠的控制系統和發電廠，利用一體化的DCS控制體系，將采集的監控模擬量和/或數字開關量發送至對應的DCS控制器中處理，將處理的結果在相應DCS控制器中進一步判斷處理后得到下發指令，并對關聯的設備進行基于DCS的控制，該控制方法從現有的DCS+PLC的控制構架存在的技術缺點出發，由于DCS控制器與輸入輸出I/O模塊之間采用現場總線通訊，克服了 DCS與PLC通信點數量大，故障多的問題；并且可實現對并列運行的設備，如并列運行的多臺垃圾焚燒爐進行給料量和一、二次風量的調節，以與汽輪發電機系統進行垃圾焚燒爐和汽輪發電機組的協調控制。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型實施例的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型實施例將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種基于DCS的垃圾焚燒設備控制系統，其特征在于，包括 采集模塊，所述采集模塊與垃圾焚燒發電廠的各個受控系統采集點連接，用于采集垃圾焚燒發電廠垃圾焚燒爐系統、汽輪發電機系統和后續處理系統及電氣控制系統的監控模擬量和/或數字開關量； DCS控制器，與所述采集模塊通過總線連接，用于處理通過現場總線接收的所述監控模擬量和/或數字開關量，得到與所述各系統相應的模塊處理結果； DCS操作員站，與對應DCS控制器連接，用于接收所述模塊處理結果，并由所述DCS控制器根據對應的所述模塊處理結果下發針對與各系統關聯的設備的控制量。
2.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述垃圾焚燒發電廠中設置有多臺垃圾焚燒爐和多臺汽輪發電機組時 當垃圾熱值低于特定值時，采用汽機調壓方式，包括指定多臺汽輪機中的一臺汽輪機蒸汽入口為主蒸汽母管的壓力調節口； 所述采集模塊具體實現接收主蒸汽母管壓力變送器發送的模擬量信號；以及， 采集所述其余各臺汽輪機調速汽門的閥門開度模擬量。
3.如權利要求2所述的控制系統，其特征在于，所述DCS控制器具體為DHl控制器，包括 將所述主蒸汽母管壓力模擬量通過現場總線發送至實現調壓功能的汽輪機數字電液調節系統DEH的控制器中； 比較所述主蒸汽母管壓力模擬量與主蒸汽母管壓力設定值，得到主蒸汽母管壓力比較結果; 以及， 將所述其余各臺汽輪機調速汽門的閥門開度模擬量通過現場總線發送至對應DEH的控制器中； 比較所述其余各臺汽輪機調速汽門閥門開度模擬量與對應的閥門開度設定值，得到其余各臺汽輪機調速汽門閥門開度比較結果。
4.如權利要求3所述的控制系統，其特征在于，所述DCS操作員站具體為DHl操作員站，包括 所述實現調壓功能的汽輪機對應的DHl操作員站接收所述主蒸汽母管壓力比較結果，并由所述DHl控制器根據所述主蒸汽母管壓力比較結果下發調速汽門開度控制量至該汽輪機的調速汽門； 以及， 所述其余各臺汽輪機對應的DHl操作員站接收所述閥門開度比較結果，并由所述DEH控制器根據所述閥門開度比較結果下發調速汽門開度控制量至對應的各臺汽輪機調速汽門。
5.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述垃圾焚燒發電廠中設置有多臺垃圾焚燒爐和多臺汽輪發電機組時，且當垃圾熱值低于特定值時，所有垃圾焚燒爐均采用主蒸汽流量控制方式； 所述采集模塊具體實現 采集所述各臺垃圾焚燒爐的主蒸汽流量模擬量。
6.如權利要求5所述的控制系統，其特征在于，所述DCS控制器包括 將所述各臺垃圾焚燒爐主蒸汽流量模擬量通過現場總線發送至垃圾焚燒爐的DCS控制器中； 比較所述流量模擬量與對應的主蒸汽流量設定值，得到主蒸汽流量比較結果。
7.如權利要求6所述的控制系統，其特征在于，所述DCS操作員站具體實現 所述各臺垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽流量比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽流量比較結果下發針對各臺垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量。
8.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述垃圾焚燒發電廠中設置有多臺垃圾焚燒爐和多臺汽輪發電機組時，且當垃圾熱值高于特定值時，指定多個垃圾焚燒爐中的一臺垃圾焚燒爐蒸汽出口為主蒸汽母管的壓力調節口； 所述采集模塊具體實現 接收主蒸汽母管壓力變送器發送的模擬量信號；以及，采集所述其余各臺垃圾焚燒爐的主蒸汽出口壓力模擬量。
9.如權利要求8所述的控制系統，其特征在于，所述DCS控制器具體實現 將所述主蒸汽母管壓力模擬量通過現場總線發送至垃圾焚燒爐的DCS控制器中； 比較所述壓力模擬量與母管壓力設定值，得到主蒸汽母管壓力比較結果； 以及， 將所述其余各臺垃圾焚燒爐主蒸汽出口壓力模擬量通過現場總線發送至對應的垃圾焚燒爐的DCS控制器中； 比較所述壓力模擬量與對應主蒸汽出口壓力設定值，得到主蒸汽出口壓力比較結果。
10.如權利要求8所述的控制系統，其特征在于，所述DCS操作員站具體實現 所述垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽母管壓力比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽母管壓力比較結果下發針對所述指定垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量； 以及， 所述其余垃圾焚燒爐對應的DCS操作員站接收所述主蒸汽出口壓力比較結果，并由所述DCS控制器根據所述主蒸汽出口壓力比較結果下發針對其余各臺垃圾焚燒爐的垃圾給料量控制量和一次風量控制量。
11.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述監控模擬量具體為 汽輪發電機預設檢測點的溫度、壓力和/或流量監控模擬量。
12.如權利要求11所述的控制系統，其特征在于， 所述DCS控制器具體實現 將所述溫度、壓力和/或流量監控模擬量通過現場總線發送至汽輪發電機系統對應的DCS控制器中，將所述溫度、壓力和/或流量監控模擬量分別對應分別與對應主蒸汽溫度、壓力和/或流量的設定值比較，得到對應的溫度、壓力和/或流量比較結果。
13.如權利要求12所述的控制系統，其特征在于， 所述DCS操作員站具體實現 所述汽輪發電機組對應的DCS操作員站接收所述對應的溫度、壓力和/或流量比較結果，并由所述DCS控制器根據所述對應的溫度、壓力和/或流量比較結果下發針對與各系統關聯的設備的控制量。
14.如權利要求1-13任一項權利要求中所述的控制系統，其特征在于，所述現場總線采用Profibus DP現場總線。
15.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，還包括與所述DCS操作員站互為冗余的DCS操作員站。
16.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，還包括與所述DCS控制器為冗余配置的DCS控制器。
17.—種基于DCS的垃圾焚燒發電廠,其特征在于,包括權利要求1-16任一項權利要求所述的基于DCS的垃圾焚燒發電廠設備控制系統。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種基于DCS的垃圾焚燒設備控制系統和發電廠，所述系統包括采集模塊，所述采集模塊與垃圾焚燒發電廠的各個受控系統采集點連接，用于采集垃圾焚燒發電廠垃圾焚燒爐系統、汽輪發電機系統和后續處理系統及電氣控制系統的監控模擬量和/或數字開關量；DCS控制器，與所述采集模塊通過總線連接，用于處理通過現場總線接收的所述監控模擬量和/或數字開關量，得到與所述各系統相應的模塊處理結果；DCS操作員站，與對應DCS控制器連接，用于接收所述模塊處理結果，并由所述DCS控制器根據對應的所述模塊處理結果下發針對與各系統關聯的設備的控制量。克服了DCS與PLC通信點數量大，故障多的問題，實現對并列運行設備的協調控制。
文檔編號G05B19/418GK202870566SQ20122026212
公開日2013年4月10日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者陶之未, 盧巨流, 師平, 喬德衛, 孫旭, 張安平, 鄧全亮, 張體強, 于明巖, 蔣勤松, 李彩娟, 代金鳳 申請人:杭州和利時自動化有限公司, 綠色動力環保集團股份有限公司