水泥熟料、餘熱發電、汽輪機安全保護控制一體化系統的製作方法
2023-05-29 09:06:46 1
專利名稱：水泥熟料、餘熱發電、汽輪機安全保護控制一體化系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水泥廠一體化安全保護控制系統，尤其是把水泥熟料DCS、餘熱發電DCS、汽輪機控制保護DEH統一集成的一體化控制系統。
背景技術：
目前國內水泥廠由於資金、技術等問題，水泥熟料線與餘熱發電生產線大都不是同時建設，即使是同期建設，由於水泥和電站屬於不同行業、所要求的自動化專業技術不同，所採用的控制系統也不是同一品牌，即使是同一品牌的系統，也是完全獨立的兩個系統。另外汽輪機DEH(電液調節系統)、ETS(緊急跳閘系統)由於專業技術要求更高，目前全部是由鍋爐配套廠家來完成，與餘熱發電DCS更是完全獨立的孤島系統。目前國外由於專業分工更加細化，而且由於水泥工廠餘熱發電的投資很小，汽輪機保護控制技術難度很高，所以國外以上三個系統也是完全獨立的！從生產工藝來說，餘熱發電是水泥熟線的一個輔助工段，不可能像傳統電站那樣獨立運行，而且當前國內外狀況是，孰料水泥線DCS、餘熱發電DCS、汽輪機保護控制系統 DEH、ETS是三個完全獨立的自動化控制系統，而且在生產過程中熟料水泥操作員和餘熱發電操作員也完全獨立、各自為政，所以經常發生因為多發電而影響水泥質量不穩定、產量下降、水泥熟料能耗增高等問題，也經常發生熟料水泥線設備故障導致餘熱發電出現異常波動，餘熱發電操作員丈二和尚摸不著頭腦的現象發生。綜上所述，熟料生產線、餘熱發電、汽輪發電機是一個工廠不可分割的一個整體， 而且是整個工廠並列的生產車間，從保證熟料產量、質量、保證水泥熟料能耗不變的情況下儘可能多發電的客觀要求出發，從工廠降低運行總成本的角度出發，從提高DCS維護方便性出發，從提高整個工廠效益的現實角度出發，從節能減排奉獻社會角度出發，整個工廠 DCS系統一體化是必然的趨勢、歷史的選擇。
發明內容為了克服現有的熟料水泥線DCS、餘熱發電DCS、汽輪機保護控制DEH、ETS三個彼此獨立系統數據不共享、人機界面不統一、控制不聯鎖的不足，本實用新型提供一種基於整個工廠的同一資料庫、同一工業乙太網、同一 DCS/PLC軟體、同一軟體兼容DCS/PLC硬體、同一人機界面的一體化控制系統，即熟料水泥線DCS、餘熱發電DCS、汽輪機保護控制DEH、ETS 是同一個系統的不同控制站，通過一個整體資料庫查詢數據、判斷故障、分析問題，通過一個工業乙太網實現數據交換、控制聯鎖、盲點顯示，通過同一人機界面實現協調運行，保證工藝策略和生產管理的實現，確保設備安全、長期、穩定運轉，另外通過統一規劃、分步實施也降低了建設成本，減少勞動定員，降低勞動強度。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是從設計出發，將水泥熟料DCS、 餘熱發電DCS、汽輪機控制保護DEH、ETS進行同步一體化設計，採用「域」的控制理念，即熟料水泥工段、餘熱發電工段、汽輪機控制保護工段作為整個工廠DCS系統地不同的「域」，通過共用同一操作平臺、同一工業乙太網、同一資料庫、同一兼容品牌系統硬體，實現數據共享、資源共享、協調控制、連鎖運行，從而實現局部操作、全局監控，穩定質量、提高產量、節能降耗的目的。從實施出發，可以同步，也可以分步實施某一「域」，從而實現整體劃一的一體化控制系統。熟料水泥「域」由原料控制站、燒成窯尾控制站、燒成窯頭控制站、水泥磨控制站組成；餘熱發電「域」由鍋爐控制站、汽輪發電機控制站、輔助設備控制站組成；汽輪機控制保護「域」由DEH、ETS控制站組成。現場層現場智能總線設備採用ftOf ibus DP通信標準與CPU控制器進行通信；控制管理層採用工業乙太網TCP/IP協議實現系統控制器及操作站之間的通信； 各層之間相互獨立又相互聯繫，通過計算機網絡系統連接，以達到DCS的分散控制，集中管理的目的。將工程師站、熟料水泥中控、餘熱發電中控、熟料水泥現場控制「域」、餘熱發電現場控制「域」、汽輪機保護「域」接入企業主幹網即工業乙太網。採用工業乙太網TCP/IP協議實現企業主幹網的通訊，主幹網可以是星形拓撲結構、環形拓撲結構，也可以是總線型拓撲結構。熟料水泥中控和餘熱發電中控共用一臺伺服器即工程師站，熟料水泥現場控制 「域」、餘熱發電現場控制「域」、汽輪機保護「域」通過工業乙太網將信號數據傳送至伺服器， 信號數據經過伺服器處理後送至各個操作站，由操作員對生產線進行監視控制。由於共用了同一臺伺服器，將汽輪機電液調節DEH系統和汽輪機緊急跳閘ETS系統直接連接至工業乙太網，由伺服器直接讀取汽輪機全部信息，在操作員站上實現無盲點顯示。實現了數據信息的完全共享，熟料線操作工在操作本工段的同時也能監視本線的其他工段以及餘熱發電線的汽輪機參數，餘熱發電操作員也是如此，他只能操作本發電工段，但能監視整個工廠。 這樣熟料線中控和餘熱發電中控不再相互獨立，各自為政。為了更好的保證權責分明，本站的操作工對本站具有操作和監視權限，對它站只具有監視權限，沒有操作權限。本實用新型的有益效果是，保證水泥熟料線DCS、餘熱發電DCS、汽輪機控制保護 DEH是同一個系統的不同控制站，通過一個整體資料庫查詢數據、判斷故障、分析問題，通過一個工業乙太網實現數據交換、控制聯鎖、盲點顯示，通過同一人機界面實現協調運行，保證工藝策略和生產管理的實現，確保設備安全、長期、穩定運轉，另外通過統一規劃、分步實施也降低了建設成本，減少勞動定員，降低勞動強度
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型多「域」一體化控制系統結構圖。圖中1.工程師站，2.熟料水泥中控，3.餘熱發電中控，4.熟料水泥現場控制「域」， 5.餘熱發電現場控制「域」，6.汽輪機電液調節系統，7.汽輪機緊急跳閘系統，8.工業乙太網。
具體實施方式
圖1中，熟料水泥「域」(4)由原料控制站、燒成窯尾控制站、燒成窯頭控制站、水
4泥磨控制站組成；餘熱發電「域」(5)由鍋爐控制站、汽輪發電機控制站、輔助設備控制站組成；汽輪機控制保護「域」由電液調節系統DEH(6)和緊急跳閘系統ETS(7)控制組成。現場層現場智能總線設備採用ibus DP通信標準與CPU控制器進行通信；控制管理層採用工業乙太網TCP/IP協議實現系統控制器及操作站之間的通信； 各層之間相互獨立又相互聯繫，通過計算機網絡系統連接，以達到DCS的分散控制，集中管理的目的。以總線型拓撲結構為例，將工程師站(1)、熟料水泥中控O)、餘熱發電中控(3)、 熟料水泥現場控制「域」(4)、餘熱發電現場控制「域」( 、汽輪機保護「域」即電液調節系統 DEH(6)和緊急跳閘系統ETS(7)接入企業主幹網即工業乙太網(8)。
權利要求1.一種水泥熟料、餘熱發電、汽輪機安全保護控制一體化系統，該系統由水泥生產工段、餘熱發電工段、汽輪機控制保護工段組成，其特徵是該系統共用同一操作平臺、同一工業乙太網、同一資料庫、同一兼容品牌系統硬體。
2.根據權利要求1所述的水泥熟料、餘熱發電、汽輪機安全保護控制一體化系統，其特徵是將系統分為不同的「域」，熟料水泥「域」由原料控制站、燒成窯尾控制站、燒成窯頭控制站、水泥磨控制站組成；餘熱發電「域」由鍋爐控制站、汽輪發電機控制站、輔助設備控制站組成；汽輪機控制保護「域」由DEH、ETS控制站組成。
3.根據權利要求1所述的水泥熟料、餘熱發電、汽輪機安全保護控制一體化系統，其特徵是現場層採用現場總線與CPU控制器進行通信；控制管理層採用工業乙太網TCP/IP 協議實現系統控制器及操作站之間的通信；各層之間相互獨立又相互聯繫，通過計算機網絡系統連接，以達到DCS的分散控制，集中管理的目的。
4.根據權利要求1所述的水泥熟料、餘熱發電、汽輪機安全保護控制一體化系統，其特徵是採用工業乙太網TCP/IP協議實現企業主幹網的通訊，企業主幹網可以是星形拓撲結構、環形拓撲結構，也可以是總線型拓撲結構。
5.根據權利要求1所述的水泥熟料、餘熱發電、汽輪機安全保護控制一體化系統，其特徵是將汽輪機電液調節DEH系統和汽輪機緊急跳閘ETS系統直接連接至工業乙太網，由伺服器直接讀取汽輪機全部信息，在操作員站上實現無盲點顯示。
專利摘要一種水泥熟料、餘熱發電、汽輪機安全保護控制一體化系統，該系統由水泥生產工段、餘熱發電工段、汽輪機控制保護工段組成，其特徵是該系統共用同一操作平臺、同一工業乙太網、同一資料庫、同一兼容品牌系統硬體，通過數據共享，網絡共享，實現整個工廠局部操作、全局監控，使生產與設備安全、高效地運行，減少勞動定員，降低勞動強度。
文檔編號G05B19/418GK202008599SQ20102051335
公開日2011年10月12日 申請日期2010年8月30日 優先權日2010年8月30日
發明者葉金輝 申請人:葉金輝