新型布袋除尘控制系统的设计与实现

PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVol.27No.3March2006新型布袋除尘控制系统的设计与实现DesignandImplementationofaNovelControlSystemforBagFilterDustPrecipitator黑伟亮谢剑英王林(上海交通大学自动化研究所,上海200030)摘要:介绍了基于工业以太网设计的新型布袋除尘器控制系统,该系统采用了自上而下的三层工业网络结构和自动化站-工程师站-操作员站的系统模式;同时为各子系统的控制对象设计了满足控制工艺要求的先进控制策略,使得系统具有更好的实用性和可靠性,提升了系统的可控性和先进性。通过实际运行证明,该系统达到了节约成本,降低粉尘排放浓度的控制目的。关键词:布袋除尘器工业以太网先进控制策略粉尘浓度中图分类号:TP302.1文献标识码:AAbstract:AnovelcontrolsystembasedonindustrialEthernetforbagfilterprecipitatorisintroduced.Inthissystem,three2layer,fromtoptobottomnetworkstructureandthesystemmodeofAS-ES-OSisadopted.Advancedcontrolstrategiesthatmeetthecontroldemandsaredesignedforallsub2systems.Allthesemethodsmakethecontrolsystemwithbetterpracticability,reliability,controllabilityandadvancement.Actualoperationresultsprovethatthissystemhasreachedthecontroltargetsofreducingthecapitalizedcostandloweringtheconcentrationofdischargeddust.Keywords:BagfilterdustprecipitatorIndustrialEthernetAdvancedcontrolstrategyConcentrationofdust0前言随着当今世界各国工业水平的不断提高,粉尘污染已经成为主要的大气污染源之一,这一点在大型火力发电厂尤为突出。因此,设计出效率更高的除尘系统并应用于工业系统就成为环保领域的一大重要课题。当今在工业上仍广泛使用的是基于国外六七十年代技术的电除尘方法。为了降低硫氧化物的排放,当今在锅炉上更多的使用了低硫煤,这导致排放粉尘的比电阻变大,降低了电除尘方法的除尘效率。而布袋除尘方法就以其除尘效率不受粉尘比电阻影响、排放粉尘浓度低和对硫氧化物有吸收作用的优点,成为电除尘的首选替代工艺。但是,在我国成功运行的几个火电厂布袋除尘系统,如内蒙古丰泰电厂和郑州电厂,其技术和系统都依赖于国外进口。因此,自主开发出适合中国工业的布袋除尘系统,包括控制系统就成为必然的选择。1控制系统的设计布袋除尘PLC控制系统在具有相对独立性的同时,也是电厂锅炉DCS系统的一个重要组成部分。因此,布袋除尘PLC控制系统不仅要完成本系统降低粉尘排放浓度的控制目的,还需要与电厂锅炉DCS系统进行可靠及时的数据通信,以达到整体集成控制(TIA)的效果。布袋除尘控制系统主要由工程师站(ES)和集成了PLC、ET200以及低压控制单元工业控制柜组成。同时,根据不同的工业系统规模和实际状况,可以增加OSServer、OSClient、网关等其他控制系统组件。因此,布袋除尘控制系统因其系统配置方案的多样性具有很高的灵活性、可扩展性,可以适用于各种复杂的火电厂系统。从系统的完整性角度出发,我们将着重介绍基于工业以太网结构和ES-OS-AS模式的网络控制系统配置。此系统的设计采用了自顶而下的三层网络结构[2]。它以工业以太网为核心,主干网为100M全双工交换式冗余光纤环网,以完成与采用冗余结构的其他工业以太网设备的通信。ProfibusDP现场总线完成从现场数据测控到布袋除尘系统内部信息管理系统的集成。而企业局域网(EnterpriseLAN)实现了布袋除尘PLC控制系统与电厂其余系统信息交互的集成。该系统网络结构原理图如图1(①类系统配置)所示。三层网络结构的顶层是标准以太网,它主要负责将布袋除尘PLC系统内部的数据与外部网络实际双向传输,同时完成布袋除尘PLC系统与锅炉DCS实现通信。由于布袋除尘系统相对与锅炉系统具有一定的独立性,所以锅炉系统对布袋除尘系统的控制实时性65新型布袋除尘控制系统的设计与实现黑伟亮,等《自动化仪表》第27卷第3期2006年3月图1布袋除尘