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摘要:近年来，随着城市生活垃圾焚烧处理技术的快速发展，垃圾焚烧减量化、资源化效果显著。文章介绍了垃圾焚烧发电厂DCS控制系统，该软件包具有高度的准确性和满意的计算速度,组态方式灵活,操作简单明了等特点,并能实现对复杂的垃圾焚烧发电进行高效稳定的自动控制。
关键词：DCS；垃圾焚烧发电厂；工程师站；操作员站
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：
1 垃圾焚烧发电厂DCS控制系统的基本构成与功能
垃圾焚烧发电厂一般采用机炉电集中控制，焚烧系统、热力系统、汽轮发电机组和电气系统的监控采用一套DCS控制系统。DCS系统中，分别包含有数据采集系统（DAS）生产过程调节控制系统（MCS），设备顺序控制系统（SCS），以及连锁保护系统等子系统。数据采集系统负责把现场生产过程的温度、压力、流量、氧量、水位等模拟参数信号和设备运行的状态参数信号采集进入DCS系统的过程控制站，通过DCS系统内部的数字滤波、工程转换、数据库存储等实现对运行参数的自动连续测量、记录、报警和对主要设备运行状态的监控，进而对主要过程运行参数实行自动调节和对主要设备的运行,实现顺序控制及联锁保护。另外对锅炉汽包水位等重要运行参数采用二次仪表显示，供操作人员实时监控。
烟气净化系统一般由系统供货商成套提供控制柜，并配有上位机，对烟气净化系统的生产过程进行调节、控制和信息管理，并通过通讯接口与DCS系统连接。垃圾车进出厂称重系统、垃圾预处理系统、燃料油供应系统、锅炉吹灰监控系统、锅炉点火系统、除渣系统、压空系统、化学水处理系统等各系统由各系统厂家成套提供控制柜，并通过通讯或硬接线方式与DCS系统连接。汽机监控调节由DEH完成，DEH的数据通过硬接线或通讯接口送入DCS。汽机安全监测由汽机厂提供的TSI装置完成，通过硬接线送入ETS和DCS。DCS控制系统是由一套操作员站及工程师站为监控中心，以显示器、鼠标、键盘等人机交互设备为监视和控制手段，在热工仪表及少量的工业电视监控的配合下，实现对垃圾焚烧发电厂各系统设备的监控。中控室主控台上设置有紧急停机、停炉和解列发电机等少量紧急操作按钮和开关。各过程控制站、汽机控制柜和电源柜放置在电子设备间。
2 天津滨海某垃圾焚烧发电厂项目概况
本项目工程日处理生活垃圾2000吨，年处理能力60万吨。采用4×500t/d台机械炉排，2×12MW抽汽式汽轮发电机组。主控单元包括：
1）1、2、3、4号线锅炉/焚烧控制单元；
2）1、2、3、4号线烟气净化控制单元；
3）4条焚烧线的公用设备的控制以及与工厂公用和辅助设备有关的装置的控制；
4）1、2号汽轮发电机部分。点火燃烧系统、辅助燃烧器、炉排控制系统、振打系统、压空系统、布袋除尘器、飞灰输送等采用独立的PLC，随工艺设备成套供货，其中一些重要的数据通过通讯线或硬接线的方式进入DCS，在中控室进行监视报警。电气控制系统、化学水处理系统、废水处理系统、垃圾抓斗起重机、地磅称重系统和加药系统采用独立的控制系统，随设备成套供货，其中一些重要的数据通过通讯线或硬接线的方式进入DCS。DCS主要人机接口硬件配置如下：
工程师站1套（包括彩色打印机1台）；
操作员站11套；
激光打印机2台；
值长站1套；
通讯接口站1套
3 ABB 貝利公司800xA For PowerGeneration系统简介
A B B 贝利公司为天津滨海电厂项目提供800xA For Power Generation系统。该系统采用先进的工业控制，计算机网络等技术，具有卓著的声誉。
PCU
过程控制单元PCU是800xA For PowerGeneration系统的基本控制节点。通过控制器上的ethernet接口与交换机连接。PCU机柜包含AC800M PM866控制器和输入/输出设备。实际的过程控制和管理就在这一层实现。
控制器本项目
采用AC800M PM866控制器，是高性能、高容量过程控制器。支持导轨安装。
AC800M PM866控制器采用PMC 866微处理器，主频133MHz，64M RAM配以内置或外置电池。微处理器性能优越，能够替代外部的大型机或微机。
AC800M PM866控制器是一种独立控制器，能进行具体控制和信息处理，以及多环模拟量控制，顺序控制和批量控制等。支持IEC 61131-3规定的五种编程语言（SFC，LD，FBD，IL，ST）。为了增加可靠性，AC800M模块具有支持冗余性的电路。后备的AC800模块在主模块运行时处于备用模式。如果主模块离线，控制将无扰切换至备用模块。
除了信号处理，回路和逻辑控制等传统任务，AC800M控制器还能运行顺序控制，批量控制和先进控制等复杂运算。
I/O模块
800xA For Power Generation控制器和I/O产品使用全系列输入/输出I/O模块，提供：远程和就地安装，单一或冗余配置，机架安装和全系列I/O种类，使得控制更佳，输出更优，费用更少。I/O模块与现场设备的输入输出信号连接并对其进行处理。有若干不同的I/O类型供选。
本工程中应用下列I/O模件：
A I 8 1 0 ： 模 拟 量 输 入 模 件 ， 支 持 0 ( 4 ）~20mA，0(2)~10V输入，8通道。
A I 8 3 0 ： 热 电 阻 输 入 模 件 ， 支 持 R T D（PT100，Cu50，Ni100和Ni120），8通道。
AI835：热电偶输入模件，支持TC（B，C，E，J，K，N，R，S，T），8通道，并可通过第8通道进行冷端补偿。
AO810：模拟量输出模件，0(4)~20mA，8通道。
DI810：数字量输入模件，24VDC，电流下降型，16通道。DO810：数字量输出模件，24VDC，0.5A，电流源型，16通道。
DI830：SOE模件，24VDC，电流下降型，16通道。
4）工程师站（CBM）
CBM系统基于PC，将ABB设计的软硬件包整合成完整的组态和文件工具。CBM用于组态、显示、文件和修改整个系统，为ABB控制系统提供了一个综合的工程、维护工具。
5）操作员站（PGP）电力发电接口（PGP）提供了过程操作的窗口和管理这些操作的ABB分散控制系统工具，能概览整体设施或单体单元操作，如图2所示。
4 800xA For Power Generation系统在天津滨海新区圾焚烧发电厂的应用
控制系统简介控制系统为800xA for Power Generation，上位机为PGP 4.1 SP1，下位机为AC800M控制器+S800
系列IO模件。
项目共23面机柜，其中电子设备间有15面机柜，包括14面模件柜和1面电源柜。锅炉MCC间4面模件柜，变频器间3面模件柜，循环水电气间1面模件柜。
控制网络的交换机连接PGP服务器和各个控制器，还有GPS装置，位于102柜上部。
操作网络交换机连接PGP的服务器和客户机，还有NPORT装置，位于电气2和汽机2操作台下面。DCS系统总貌图如下。
PGP配置
PGP共配置服务器3台，分别是电气1台，分别是汽机1，分别是历史站1台。PGP软件版本为4.1SP1。PGP Server
网络接口物理位置，如图4所示。
COMPUTER ETERNET PORT
PGP与第三方的OPC接口：OPC通讯有3个，分别是希格斯，雪浪烟气净化，CEMS。
希格斯有2台服务器，位于值长台的两侧，由ABB提供，网卡为双口网卡，计算机名为：PGPSEG1和PGPSEG2。IP地址为：172.16.4.32、172.16.4.33。烟气净化有一台服务器，位于电气1操作台左侧，由雪浪公司提供，计算机名：PGPXL。IP地址为：172.17.4.34。
CEMS有一台服务器，位于烟囱下，计算机名：BHGAS。IP地址为：172.17.4.35通过光纤和光网转换器连入DCS，DCS侧光网转换器在CAB102柜。
PGP与第三方的MODBUS接口：共 配 置 两 台 N P O R T ， I P 地 址 分 别 为 ：172.17.4.41和172.17.4.42，位于电气1（SVR1）和汽机1（SVR2）操作台下。
PGP报警组设置，如表1所示。
表1 PGP报警组设置表
CBM與控制器配置
CBM版本为Compact Control Builder AC800MVersion 5.0.2.2.项目共11对控制器，都在电子设备间里，依次控制1号炉，2号炉，3号炉，4号炉，1-2号炉输灰，3-4号炉输灰，1号机，2号机，公用1，公用2，电气。
控制网路交换机网口连接如图6所示。
结束语
垃圾焚烧处理技术方兴未艾，发展势头迅猛，垃圾焚烧发电行业要足够重视环境保护。本文介绍了垃圾焚烧发电厂DCS系统的特点，并结合天津滨海某垃圾焚烧发电厂引入了ABB公司DCS系统在该垃圾焚烧发电厂中的应用。垃圾焚烧发电行业，在中国发展才二十几年，由于中国人口众多，其具有很好的发展前景，随着控制技术的不断发展，必将带来良好的效益。
参考文献：
[1]王常力,罗安.分布式控制系统(DCS)设计与应用实例[M].电子工业出版社,2005.
[2]程先斌.火力发电厂厂区植物景观配置探讨[J〕.武汉大学学报(工学版)，2007，(l0):45.
[3]苏维.火电厂绿地建设研究—以义马锦江煤砰石电厂为[D」.杨凌:西北农林科技大学，2008.
关键词：DCS；垃圾焚烧发电厂；工程师站；操作员站
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：
1 垃圾焚烧发电厂DCS控制系统的基本构成与功能
垃圾焚烧发电厂一般采用机炉电集中控制，焚烧系统、热力系统、汽轮发电机组和电气系统的监控采用一套DCS控制系统。DCS系统中，分别包含有数据采集系统（DAS）生产过程调节控制系统（MCS），设备顺序控制系统（SCS），以及连锁保护系统等子系统。数据采集系统负责把现场生产过程的温度、压力、流量、氧量、水位等模拟参数信号和设备运行的状态参数信号采集进入DCS系统的过程控制站，通过DCS系统内部的数字滤波、工程转换、数据库存储等实现对运行参数的自动连续测量、记录、报警和对主要设备运行状态的监控，进而对主要过程运行参数实行自动调节和对主要设备的运行,实现顺序控制及联锁保护。另外对锅炉汽包水位等重要运行参数采用二次仪表显示，供操作人员实时监控。
烟气净化系统一般由系统供货商成套提供控制柜，并配有上位机，对烟气净化系统的生产过程进行调节、控制和信息管理，并通过通讯接口与DCS系统连接。垃圾车进出厂称重系统、垃圾预处理系统、燃料油供应系统、锅炉吹灰监控系统、锅炉点火系统、除渣系统、压空系统、化学水处理系统等各系统由各系统厂家成套提供控制柜，并通过通讯或硬接线方式与DCS系统连接。汽机监控调节由DEH完成，DEH的数据通过硬接线或通讯接口送入DCS。汽机安全监测由汽机厂提供的TSI装置完成，通过硬接线送入ETS和DCS。DCS控制系统是由一套操作员站及工程师站为监控中心，以显示器、鼠标、键盘等人机交互设备为监视和控制手段，在热工仪表及少量的工业电视监控的配合下，实现对垃圾焚烧发电厂各系统设备的监控。中控室主控台上设置有紧急停机、停炉和解列发电机等少量紧急操作按钮和开关。各过程控制站、汽机控制柜和电源柜放置在电子设备间。
2 天津滨海某垃圾焚烧发电厂项目概况
本项目工程日处理生活垃圾2000吨，年处理能力60万吨。采用4×500t/d台机械炉排，2×12MW抽汽式汽轮发电机组。主控单元包括：
1）1、2、3、4号线锅炉/焚烧控制单元；
2）1、2、3、4号线烟气净化控制单元；
3）4条焚烧线的公用设备的控制以及与工厂公用和辅助设备有关的装置的控制；
4）1、2号汽轮发电机部分。点火燃烧系统、辅助燃烧器、炉排控制系统、振打系统、压空系统、布袋除尘器、飞灰输送等采用独立的PLC，随工艺设备成套供货，其中一些重要的数据通过通讯线或硬接线的方式进入DCS，在中控室进行监视报警。电气控制系统、化学水处理系统、废水处理系统、垃圾抓斗起重机、地磅称重系统和加药系统采用独立的控制系统，随设备成套供货，其中一些重要的数据通过通讯线或硬接线的方式进入DCS。DCS主要人机接口硬件配置如下：
工程师站1套（包括彩色打印机1台）；
操作员站11套；
激光打印机2台；
值长站1套；
通讯接口站1套
3 ABB 貝利公司800xA For PowerGeneration系统简介
A B B 贝利公司为天津滨海电厂项目提供800xA For Power Generation系统。该系统采用先进的工业控制，计算机网络等技术，具有卓著的声誉。
PCU
过程控制单元PCU是800xA For PowerGeneration系统的基本控制节点。通过控制器上的ethernet接口与交换机连接。PCU机柜包含AC800M PM866控制器和输入/输出设备。实际的过程控制和管理就在这一层实现。
控制器本项目
采用AC800M PM866控制器，是高性能、高容量过程控制器。支持导轨安装。
AC800M PM866控制器采用PMC 866微处理器，主频133MHz，64M RAM配以内置或外置电池。微处理器性能优越，能够替代外部的大型机或微机。
AC800M PM866控制器是一种独立控制器，能进行具体控制和信息处理，以及多环模拟量控制，顺序控制和批量控制等。支持IEC 61131-3规定的五种编程语言（SFC，LD，FBD，IL，ST）。为了增加可靠性，AC800M模块具有支持冗余性的电路。后备的AC800模块在主模块运行时处于备用模式。如果主模块离线，控制将无扰切换至备用模块。
除了信号处理，回路和逻辑控制等传统任务，AC800M控制器还能运行顺序控制，批量控制和先进控制等复杂运算。
I/O模块
800xA For Power Generation控制器和I/O产品使用全系列输入/输出I/O模块，提供：远程和就地安装，单一或冗余配置，机架安装和全系列I/O种类，使得控制更佳，输出更优，费用更少。I/O模块与现场设备的输入输出信号连接并对其进行处理。有若干不同的I/O类型供选。
本工程中应用下列I/O模件：
A I 8 1 0 ： 模 拟 量 输 入 模 件 ， 支 持 0 ( 4 ）~20mA，0(2)~10V输入，8通道。
A I 8 3 0 ： 热 电 阻 输 入 模 件 ， 支 持 R T D（PT100，Cu50，Ni100和Ni120），8通道。
AI835：热电偶输入模件，支持TC（B，C，E，J，K，N，R，S，T），8通道，并可通过第8通道进行冷端补偿。
AO810：模拟量输出模件，0(4)~20mA，8通道。
DI810：数字量输入模件，24VDC，电流下降型，16通道。DO810：数字量输出模件，24VDC，0.5A，电流源型，16通道。
DI830：SOE模件，24VDC，电流下降型，16通道。
4）工程师站（CBM）
CBM系统基于PC，将ABB设计的软硬件包整合成完整的组态和文件工具。CBM用于组态、显示、文件和修改整个系统，为ABB控制系统提供了一个综合的工程、维护工具。
5）操作员站（PGP）电力发电接口（PGP）提供了过程操作的窗口和管理这些操作的ABB分散控制系统工具，能概览整体设施或单体单元操作，如图2所示。
4 800xA For Power Generation系统在天津滨海新区圾焚烧发电厂的应用
控制系统简介控制系统为800xA for Power Generation，上位机为PGP 4.1 SP1，下位机为AC800M控制器+S800
系列IO模件。
项目共23面机柜，其中电子设备间有15面机柜，包括14面模件柜和1面电源柜。锅炉MCC间4面模件柜，变频器间3面模件柜，循环水电气间1面模件柜。
控制网络的交换机连接PGP服务器和各个控制器，还有GPS装置，位于102柜上部。
操作网络交换机连接PGP的服务器和客户机，还有NPORT装置，位于电气2和汽机2操作台下面。DCS系统总貌图如下。
PGP配置
PGP共配置服务器3台，分别是电气1台，分别是汽机1，分别是历史站1台。PGP软件版本为4.1SP1。PGP Server
网络接口物理位置，如图4所示。
COMPUTER ETERNET PORT
PGP与第三方的OPC接口：OPC通讯有3个，分别是希格斯，雪浪烟气净化，CEMS。
希格斯有2台服务器，位于值长台的两侧，由ABB提供，网卡为双口网卡，计算机名为：PGPSEG1和PGPSEG2。IP地址为：172.16.4.32、172.16.4.33。烟气净化有一台服务器，位于电气1操作台左侧，由雪浪公司提供，计算机名：PGPXL。IP地址为：172.17.4.34。
CEMS有一台服务器，位于烟囱下，计算机名：BHGAS。IP地址为：172.17.4.35通过光纤和光网转换器连入DCS，DCS侧光网转换器在CAB102柜。
PGP与第三方的MODBUS接口：共 配 置 两 台 N P O R T ， I P 地 址 分 别 为 ：172.17.4.41和172.17.4.42，位于电气1（SVR1）和汽机1（SVR2）操作台下。
PGP报警组设置，如表1所示。
表1 PGP报警组设置表
CBM與控制器配置
CBM版本为Compact Control Builder AC800MVersion 5.0.2.2.项目共11对控制器，都在电子设备间里，依次控制1号炉，2号炉，3号炉，4号炉，1-2号炉输灰，3-4号炉输灰，1号机，2号机，公用1，公用2，电气。
控制网路交换机网口连接如图6所示。
结束语
垃圾焚烧处理技术方兴未艾，发展势头迅猛，垃圾焚烧发电行业要足够重视环境保护。本文介绍了垃圾焚烧发电厂DCS系统的特点，并结合天津滨海某垃圾焚烧发电厂引入了ABB公司DCS系统在该垃圾焚烧发电厂中的应用。垃圾焚烧发电行业，在中国发展才二十几年，由于中国人口众多，其具有很好的发展前景，随着控制技术的不断发展，必将带来良好的效益。
参考文献：
[1]王常力,罗安.分布式控制系统(DCS)设计与应用实例[M].电子工业出版社,2005.
[2]程先斌.火力发电厂厂区植物景观配置探讨[J〕.武汉大学学报(工学版)，2007，(l0):45.
[3]苏维.火电厂绿地建设研究—以义马锦江煤砰石电厂为[D」.杨凌:西北农林科技大学，2008.