谈牡丹江友搏药业锅炉DCS自动控制系统的实现

摘 要：本文主要研究牡丹江友搏药业锅炉DCS自控控制系统的实现。分析了DCS自动控制系统的系统结构和主要功能，并以我厂锅炉车间的自动化改造为例，对DCS锅炉自动控制系统的应用策略进行了探究，DCS自动控制系统在制药厂锅炉运行控制中的应用能够提高锅炉控制的有效性和安全性，有着较高的应用价值。

关键词：制药厂；锅炉；自动控制

锅炉是工业生产中重要的设备，在电力、化工和制药行业有着广泛的应用。随着工业科技不断发展，锅炉多参数控制逐渐从人工控制转为自动控制，借助计算机技术更准确迅速的完成锅炉参数控制，有效降低了工作人员的工作量，提高了锅炉运行参数控制精度，尤其是DCS自动控制系统在锅炉控制中的应用，实现了锅炉生产资源和人力资源的优化配置，通过建立现场和控制室之间高质量的数据通信，提高了锅炉系统的安全性稳定性，在制药锅炉中取得了广泛的应用。

1 DCS自动控制系统

介绍了锅炉DCS自动控制系统的系统结构和需要实现的功能。

1.1 系统结构

DCS（Distirbuted Control System）自动控制系统，是进行系统集中操作分散控制的一种管理系统，一般有中央层和现场设备两部分，其中中央层使用工业级控制计算机实时采集现场来源组态软件的信息，并进行数据信息的存储显示等操作，并发出参数调整控制质量，调整现场设备运行状态。现场设备主要通过PLC和现场设备连接，应用Ethernet完成中央控制和现场设备之间的数据通信，实时监控锅炉各项运行参数。现阶段，制药行业锅炉DCS自动化控制系统多采用S7-200的PLC硬件和基于WINCCV6.0的监控软件，系统运行在Windows系统上，兼容性和人机交互界面较好。

1.2 主要功能

1.2.1 燃烧控制

为了确保燃料燃烧产生的热量能够满足反应对锅炉热功率的具体要求，需要对锅炉的燃烧参数进行控制，保证锅炉在满足使用需求的同时尽量节约能源。为了提高锅炉燃烧的经济性，调节锅炉燃料和负荷时要求同时能够改变锅炉的引风和送风量，所以燃烧控制有燃料、引风、送风三个控制参数。调整蒸汽出口压力在稳定水平之上，蒸汽压力和定值出现偏移就需要调整这三个参数使之恢复到正常值范围。锅炉运行过程中还要注意对炉膛内剩余空气系数的调整，维持送风量和燃烧量在最佳比例状态，减少热量损耗。

1.2.2 锅炉汽包水位控制

汽包水位是锅炉运行中重要的安全参数，主要通过汽包液位、给水流量、蒸汽流量和主给水阀的调节进行控制。制药锅炉有主副两个给水调节阀，分别负责正常负荷运行条件下的汽包水位控制和低压运行情况下的汽包水位控制，副阀也是主阀的备用。

1.2.3 自动送风

送风控制是对进入锅炉的空气流量的控制，通过在锅炉燃料燃烧过程中加入适当风量，提高锅炉燃料燃烧的经济性。送风控制通过对煤气压力、送风压力调整，利用调节送风机挡板开度改变通风面积，调节送风和煤气压力，从而提高燃料实际使用效率。

1.2.4 锅炉过热蒸汽温度控制

锅炉过热蒸汽调节一般通过自制冷凝水喷水器降低蒸汽温度，测量减温器出口蒸汽温度和集气集箱蒸汽温度测量结果，据此调节减温水调节阀开度，调整减水量。如果集气集箱出口蒸汽温度偏高，减温水量将自动增加，反之将减少，从而保持蒸汽温度稳定。

2 DCS自动控制系统在制药厂锅炉中的应用

以我厂锅炉车间所应用的DCS集散控制系统为例，对DCS应用效果的建议进行了介绍。我厂锅炉为燃气炉，共有两台15吨的锅炉，一备一用，四台造气炉，两台造气炉带一台锅炉。DCS系统厂家为正泰中自控制工程有限公司，所用系统为其公司自主研发的TDCS9200集散控制系统，组态也是用其自主研发的SunyTech工业控制应用软件包。DCS系统主要对锅炉的温度、压力、风机、循环泵、补水泵、传送带电机等进行监测和控制。

2.1 功能设计

2.1.1 自动调节

系统要能够实现运行参数的自动控制，保持参数和外界负荷之间的一致性，提高锅炉运行的经济性。

2.1.2 自动检测

通过各种传感器和检测期间实时、动态显示各种运行参数，为自动调节和安全保护系统提供支撑。

2.1.3 连锁保护

是锅炉系统必备的安全警报和保护功能，通过电气连锁保护，防止设备在开启和关闭过程中因为操作事务造成的故障。

2.1.4 程序控制

是对锅炉操作自动化作业流程的程序化编排，便于通过计算机进行实时监控。

2.2 DCS控制

药厂锅炉DCS自动控制主要有燃烧系统、送风系统、炉膛负压、汽包水位、蒸汽温度五个方面。燃烧系统的控制主要目的是使蒸汽满足要求，消除蒸汽母管中的不稳定性因素，确保燃料完全燃烧，提高燃料燃烧效率，降低能源消耗和生产成本。电力负荷和燃料调节过程应该根据送风量、引风量条件实际情况进行调整，确保燃料充分燃烧。在调节幅度较大时，可采用暂停层数的方式，使负荷量恢复到合理的范围。锅炉自动控制送风操作主要通过调节送风压力和煤气压力进行，这两个参数是锅炉总热效率的关键影响因素，通过控制送风机挡板开度来改变送风压力，实现自动控制，当锅炉自动控制系统中有两台送风机，调节其中一台就能够达到效果。炉膛负压调整通过平衡量、引风量的控制实现，锅炉自动控制系统运行过程中，为了保证系统运行的安全性，需要维持一个微负压，一般都集中在炉膛。通过风门开度的调节，能够保持膛内负压稳定，使锅炉燃烧系统稳定运行，配合自动控制锅炉送风，进一步提高负压调节的有效性。

2.3 改进建议

我针对实际工作，提出了改进建议。我单位锅炉汽包的补水泵利用电接点液位计进行开关量控制，这样会造成补水泵频繁启动，不仅对补水泵电机有损伤而且在补水泵启停瞬间对锅炉汽包内液位和压力有很大冲击，会影响锅炉正常运行，因此建议把电接点液位计改成液位变送器，并且将补水泵加上变频器控制，通过DCS对液位变送器与补水泵变频器之间进行串级控制，通过模拟量控制补水泵变频器，使锅炉汽包更稳定的补水，能够保让锅炉良好的运行状志，保证生产顺利进行。

结束语

制药厂锅炉DCS自动控制系统能够实现对锅炉运行参数的实时监控和高精度的调整，减少了锅炉运行需要的值班人数，提高锅炉运行的安全性和稳定性，同时进一步提高锅炉运行效率，节省燃料和生产成本。

参考文献

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