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加热炉控制系统优化
作者：陆文龙
来源：《硅谷》2012年第15期
1 现有温控仪控制锅炉运行效果分析
现有温控仪均安装在烧火间配电箱内，配电箱本身不具备防爆功能，存在很大安全隐患。 以往水套锅炉控制大部分采用用温控仪控制燃烧器启停、大小火切换。其原理是在温控仪上设置水套炉水温上限和下限，当水温低于下限时，燃烧器大火启动，当水温介于上下限之间时，燃烧器切换为小火，当水温高于上限时，燃烧起停止。利用温控仪基本可以控制燃烧器启停，但却忽略了很多重要参数，如壳体压力、液位、烟道温度等。当壳体压力高、液位低等一系列状况出现时，由于这些参数没有办法采集到控制系统里去，燃烧器并不会停止运行，依然会依据当前温度受温控仪控制，存在很大安全隐患。
部分温控仪产品控制精度不高，当实际温度到达温控仪设定的上下限时，温控仪并不会立即做出动作，最终影响水套炉加热效果，导致原油加热效果不好或燃气资源浪费。
由于温控仪只能实现燃烧器起停控制，并不能实现数据采集、监控，因而仅采用温控仪并不能实现数据采集监控以及远传，不可能实现数据实时监控。 2 自动控制方案与效果分析
为了进一步加强对燃气锅炉生产控制能力，尕斯库勒联合站集中供热系统采用控制水平较高的横河公司DCS集散控制系统，该系统性能稳定、功能完善，具有可靠性高、适用性强等优点，提高生产率的同时节省劳动力，为节能减排发挥重大作用。
采用DCS集散式控制系统，实现了一体化自动控制，通过仪表、电气、计算机的综合同一控制，实现了燃气锅炉的全自动过程监控。
集中供热系统采用了横河公司CS3000 R3控制系统，实现了锅炉流量运算、壳体压力、液位、烟道温度、水温等参数的检测与燃烧器连锁控制。
DCS系统操纵方便，控制灵活，实现了远程报警复位，远程点炉，远程停炉，既可以手动控制燃烧器大小火，也可以根据生产需求，工艺要求，在设定启停炉温度，大小火温度后，实现燃烧器自动运行。既降低了工人的劳动强度，又减少了设备故障率。
上位机利用CS3000 R3软件实现画面集中监控，查看变量实时数据和历史数据，设置重要参数报警，实现水套炉液位、温度等重要参数自动化连锁功能，保证安全生产。
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计注四站采用西门子S7 300 PLC作为控制系统，利用WINCC作为岗位工人操作所用人机界面，与集中供热控制系统一样，操纵方便，控制灵活，实现了远程报警复位，远程点炉，远程停炉，既可以手动控制燃烧器大小火，也可以根据生产需求，工艺要求，在设定启停炉温度，大小火温度后，实现燃烧器自动运行。既降低了工人的劳动强度，又减少了设备故障率。 3 DCS系统与PLC系统简介
DCS集散控制系统是一套分层分布式的网络体系结构，采用分级分布式网络体系结构，CPU分布式处理，基于优先级的实时操纵系统作为控制算法处理平台，满足了锅炉运行和两个分离器电气控制的实时性要求。现场控制站完成过程数据采集和实时控制，所有的硬件均实现模块化、智能化。
本系统设现场控制站1台，分别用于1#——11#锅炉及两台分离器的数据采集和控制。控制站主要包括冗余电源组件、数据采集卡、控制器以及控制网总线控制器，实现现场数据的采集处理、过程控制、联锁保护、顺控逻辑等。监控站运行实时专用监控软件，完成控制过程的人机界面图形显示，报警提醒等。
通过组态编程，该系统生产数据已经与生产运行科现有的GE公司SCADA系统软件通过OPC服务器——客户端方式，以WEB发布形式，实现数据的远传与监控，构成青海油田采油一厂综合生产自动化系统。
目前计注四站S7 300 PLC控制数据已经通过OPC软件组态，实现了数据的远传与监控，构成青海油田采油一厂综合生产自动化系统。 4 效果评估
无论是CS3000 DCS系统还是S7 300 PLC系统，运行至今，性能稳定，安全高效，采用多重冗余化技术以及有效的抗干扰措施，充分发挥了DCS与PLC控制系统运行可靠、维护方便的优点。通过锅炉温度、压力、液位等参数的连锁控制，在保证安全生产这一重要前提下，合理控制燃烧器大小火与启停，使燃气锅炉高效安全运转，减少排放污染，节约了能源，真正实现了仪表、电气和自动控制的一体化，充分体现了全集成自动化的特点，是适用于现在、面向未来的开放型过程控制系统，应用远景巨大，具有广阔的推广价值。 参考文献：
[1]王晓柱，基于TM卡的民用水表设计[J].自动化仪表，2003，1（5）：2-6． [2]侯立刚，循环水处理计算机监控系统[J].控制工程，2002，12（2）：21-48.
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