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流化床燃烧工艺是一种新型、清洁的燃烧工艺,在锅炉电站领域上应用越来越普遍。采用这种工艺的锅炉称为循环流化床锅炉,简称CFBB(Circulating Fluidized Bed Boiler)。它是一个分布参数、多变量耦合的控制对象,必须采用分布式的多回路控制。当前我国工厂实际的自动化水平还很落后,循环流化床锅炉的很多控制回路还沿用手动控制,本文针对循环流化床锅炉控制中的一些关键问题,开展了集散式控制系统(DCS)的研究与开发,对提高循环流化床锅炉自动化水平做了有益的尝试。 本文从实际工程出发,以某热电厂240t/h的循环流化床锅炉DCS系统项目为背景,主要进行了以下研究工作: 1、CFBB工艺分析和算法研究。本文在分析循环流化床锅炉工艺的基础上,对流化床锅炉这个复杂系统进行解耦控制,把它分成各个单独的子系统,并以最有代表性的汽包水位子系统为研究对象进行了控制算法的研究,控制算法采用了串级三冲量PID控制,仿真及实际控制效果良好。 2、产品选型和系统设计。本文通过大量的现场调研和实际经验的总结,设计了一套符合中、小电站锅炉的DCS系统。该系统集成了台湾盟立公司的下位控制硬件FAMA系列产品和美国软控公司的PLC控制软件SoftPLC。采用下位机控制网络和上位机以太网相结合,满足了数据通讯的需要。 3、系统组态编程和现场调试。本文详述了DCS系统的组态方案,包括下位机的数据采集,数据通讯,PLC控制程序编程,以及上位机的监控画面,报警和历史数据查询。本DCS系统经过现场的组态和调试,最终实现了控制回路的设计要求。在系统实际运行中,取得了很好的控制效果。 本文设计的DCS控制系统是一种新型有效的系统,对循环流化床锅炉的控制效果达到了设计要求。本文中阐述的设计方案和方法,对于今后类似循环流化床锅炉控制系统的设计有着一定的借鉴作用。受时间和客观条件所限,本文对燃烧自动控制回路和其他回路没有进行讨论,这也是留给今后的一个课题。