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現(xiàn)場總線技術(shù)在水泥余熱發(fā)電項目中的應(yīng)用
1. 前言
利用水泥生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)廢氣中剩余的熱量用于純低溫余熱發(fā)電，能夠爭取最大限度地合理利用能源，達到節(jié)能的目的。在水泥余熱發(fā)電中使用基于Profibus技術(shù)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS），不僅在自動化控制和電氣控制方面取得技術(shù)領(lǐng)先，還可以降低總的工程造價。
2. 系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用
水泥余熱發(fā)電主要是利用窯頭熟料冷卻機廢氣余熱，設(shè)置窯頭余熱鍋爐AQC爐，保證窯頭余熱鍋爐的煙氣溫度，使之產(chǎn)生與窯尾余熱鍋爐相同參數(shù)的過熱蒸汽。同時在窯尾預(yù)熱器的廢氣管道上設(shè)置SP余熱鍋爐，其產(chǎn)生的蒸汽與窯頭AQC余熱鍋爐產(chǎn)生的同參數(shù)蒸汽合并后送入汽輪機做功。水泥余熱發(fā)電的熱力系統(tǒng)的主機主要有兩臺余熱鍋爐和一套凝汽式汽輪機組。
上海自動化儀表有限公司研發(fā)的SUPMAX800控制系統(tǒng)能夠全方位支持Profibus現(xiàn)場總線通信技術(shù)，同時也可以通過本地或遠程的I/O模塊兼容模擬量的儀表。上海自動化儀表公司同時還開發(fā)了Profibus PA的壓力/差壓、溫度、物位變送器以及閥門定位器，還有Profibus DP的電動執(zhí)行機構(gòu)等。上海自動化儀表有限公司可以從儀表到控制系統(tǒng)可以為用戶提供總體的解決方案，下圖就是基于Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)的水泥余熱發(fā)電儀控系統(tǒng)的示意圖。
圖1水泥余熱發(fā)電儀控示意圖
如圖1所示，通過SUPMAX800控制系統(tǒng)的Profibus DP主站卡可以擴展出一條DP總線，可以掛接遠程I/O、執(zhí)行機構(gòu)、智能電機控制器、變頻器等設(shè)備，還可以通過中繼器擴展出多個網(wǎng)段，分別延伸至AQC鍋爐、SP鍋爐和汽機房。在充分考慮Profibus PA總線供電能力以及阻抗匹配的情況下，通過DP/PA耦合器擴展出多條Profibus PA網(wǎng)絡(luò)，分別延伸至AQC鍋爐、SP鍋爐和汽機房。對于距離較遠的循環(huán)水泵房和化學(xué)水處理PLC,可以通過光電轉(zhuǎn)換模塊將DP總線進行遠距離延伸。
3. 結(jié)論
通過在水泥余熱發(fā)電項目中使用基于現(xiàn)場總線技術(shù)的儀表和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)較傳統(tǒng)同規(guī)模DCS系統(tǒng)減少60%以上，同時通過取代4-20mA模擬信號傳輸，減少了A/D轉(zhuǎn)換次數(shù)，提高了系統(tǒng)的精度，還實現(xiàn)傳輸信號的數(shù)字化，增強信號的抗干擾能力。同時通過現(xiàn)場總線的設(shè)備管理功能增加了系統(tǒng)信息量，可以方便遠程對現(xiàn)場設(shè)備進行組態(tài)、維護和診斷。在項目實施中，減少大量電纜、橋架和敷設(shè)工程量，節(jié)省電纜和安裝費用達60％以上。還可以通過現(xiàn)場總線與多種小型PLC控制系統(tǒng)連接，能夠更有效的了解設(shè)備的狀態(tài)并進行控制。
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