CN108073069A - 复数锅炉智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复数锅炉智能控制系统，包括：数据采集装置，DCS控制站，集线器和DCS操作站。数据采集装置安装于各锅炉上、用于实时检测锅炉中的各项参数；DCS控制站内设有I/O模块、AD转换模块、通讯模块和CPU：I/O模块与数据采集装置电连接，接收数据采集装置上传的模拟信号；AD转化模块用以将从I/O模块输入的模拟信号转化为数字信号；通讯模块用以输出由AD转化模块所转化的该数字信号；CPU用以控制I/O模块、AD转换模块和通讯模块工作；DCS控制站上的通讯模块与集线器连接；DCS操作站通过以太网与集线器连接，通过集线器与各个DCS控制站实现信号交互。本发明能够对复数锅炉进行集中式控制，有效减少控制系统的硬件配置成本和人力成本，提高生产安全性。

Description

复数锅炉智能控制系统

技术领域

本发明涉及设备管理自动化技术领域，具体来说涉及一种应用于石化聚酯行业的复数锅炉智能控制系统。

背景技术

在传统的石化聚酯行业中，对锅炉的智能控制全都是采用PLC控制系统来进行实现的。这种技术方案存在的问题是，PLC受自身硬件限制影响，无法使用一套单独的控制系统容纳大量的I/O点，实现对大批量锅炉的集中管控。实践中的常规做法是每1套锅炉系统使用一套PLC系统，同时针对PLC控制系统的数量增加同样数量的上位机操作站并对各个上位机操作站配置对应的操作人员。随着技术的进步和生产规模的不断扩大，实践中经常出现复数锅炉同步工作的情况。导致项目的I/O点数轻易超过500点甚至1000点。显然，继续采用传统的PLC控制系统会极大的增加硬件配置成本和人力成本。此外， PLC系统的硬件无法实现冗余配置，在生产过程中一旦出现I/O模块或CPU故障，PLC程序受硬件影响会出现错误甚至完全失效，导致生产过程存在较高的风险。因此，如何开发出一种迥异于PLC系统的新型复数锅炉智能控制系统，能够一次性容纳大量的I/O点，对复数锅炉进行集中式控制，有效减少控制系统的硬件配置成本和人力成本，并提高生产的安全性是本领域技术人员需要研究的方向。

发明内容

本发明提供了一种复数锅炉智能控制系统，能够实现对复数锅炉的集中式控制，有效减少控制系统的硬件配置成本和人力成本，提高大规模石化聚酯生产的锅炉群管理效率。

其采用的具体技术方案如下：

一种复数锅炉智能控制系统，包括数据采集装置，DCS控制站，集线器和DCS操作站。所述数据采集装置安装于锅炉上、用于实时检测锅炉中的各项参数；所述DCS控制站与数据采集装置电连接。所述DCS控制站内设有I/O模块、AD转换模块、通讯模块和CPU：，通过I/O模块接收数据采集装置上传的模拟信号；所述AD转化模块用以将从I/O模块接收的模拟信号转化为数字信号；所述通讯模块用以输出由AD转化模块所转化的该数字信号；所述CPU用以控制I/O模块、AD转换模块和通讯模块工作；所述DCS控制站上的通讯模块与集线器连接；DCS操作站，所述DCS操作站通过以太网与集线器连接，通过集线器与各个DCS控制站实现信号交互，对各个锅炉进行实时监控。

通过采用这种技术方案：复数锅炉的数据采集装置I/O点分别进入DCS控制站，DCS控制站通过通讯模块、集线器以及以太网传输数据至DCS操作站中。实现了采用一套DCS系统对所有锅炉进行集中管控，操作站的数量无需根据锅炉的数量进行配置，只需根据同时操作的数量需求进行配置即可。由此大幅节约了成本且方便了对整个锅炉群的维护。

优选的是，上述复数锅炉智能控制系统中：所述集线器包括主集线器和冗余集线器；所述DCS控制站上的通讯模块同时连接到主集线器和冗余集线器上。

通过采用这种技术方案：当主集线器出现问题时可以瞬间热切换至冗余集线器上，实现主集线器出现意外故障时保障系统继续正常运行。

更优选的是，上述复数锅炉智能控制系统中：所述CPU包括主CPU和冗余CPU；所述主CPU和冗余CPU彼此电连接。

通过采用这种技术方案：在主CPU出现问题是可以瞬间热切换至冗余CPU上，在出现意外故障时保障系统继续正常运行。

进一步优选的是，上述复数锅炉智能控制系统中：所述DCS控制站内还包括冗余I/O模块。

通过采用这种技术方案：在运行过程中，当I/O模块出现问题，可以通过冗余I/O模块替代损坏的I/O模块连接数据采集装置，保证在维修损坏的I/O模块时系统对锅炉工作的持续监控。

与现有技术相比，本发明结构简单，易于实现，无需针对锅炉数量进行操作站数量配置，能够对所有锅炉进行集中控制管理，具有较低的硬件配置成本和人力成本，安全可靠。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为现有的PLC控制锅炉的拓扑结构图；

图2为本发明的结构示意图。

各附图标记与部件名称对应关系如下：

1、数据采集装置；2、DCS控制站；3、集线器；4、DCS操作站；5、下位机；6、上位机。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步描述。

图1所示为现有的PLC控制锅炉系统：

其包括数据采集装置1，下位机5和上位机6。数据采集装置1与下位机5电连接，而下位机5通过以太网与对应的上位机6实现数据交互。在这种系统结构下，每台锅炉都须配置各自对应的下位机5、上位机6。并对每台上位机6配置对应的操作员。无法满足以较小成本监控复数锅炉工作的现实需求。

图2所示为本发明的实施例1：

一种复数锅炉智能控制系统，包括：数据采集装置1，DCS控制站2，集线器3，DCS操作站4。

其中，数据采集装置1安装于各个锅炉上、用于实时检测各个锅炉中的各项参数。所述DCS控制站2内设有I/O模块、AD转换模块、通讯模块、CPU和冗余I/O模块。所述DCS控制站2与数据采集装置1电连接，通过I/O模块接收数据采集装置1上传的模拟信号；所述AD转化模块将从I/O模块接收的模拟信号转化为数字信号；所述通讯模块23用以输出由AD转化模块22所转化的该数字信号；所述CPU24用以控制I/O模块、冗余I/O模块、AD转换模块和通讯模块工作。具体的，所述CPU24包括主CPU、和冗余CPU；所述主CPU和冗余CPU彼此电连接。

所述DCS控制站2上的通讯模块通过485总线与集线器3连接；DCS操作站4通过以太网与集线器3连接，DCS操作站4由此通过集线器3与各个DCS控制站2实现信号交互。所述集线器3包括主集线器和冗余集线器；所述DCS控制站2上的通讯模块同时连接到主集线器和冗余集线器上。

实践中：复数锅炉上的数据采集装置1分别通过I/O模块21分别进入各自配置的DCS控制站2，DCS控制站2通过通讯模块连接至集线器3并通过以太网传输数据至DCS操作站4中。实现了采用一套DCS系统对所有锅炉进行集中控制的效果。当主集线器出现问题时可以瞬间热切换至冗余集线器上，实现主集线器出现故障时保障系统的继续正常运行。在主CPU出现问题是可以瞬间热切换至冗余CPU上，在出现主CPU故障时保障系统继续正常运行。当I/O模块出现问题时通过冗余I/O模块替代损坏的I/O模块连接数据采集装置1，保证在维修损坏的I/O模块时系统对锅炉工作的持续监控。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种复数锅炉智能控制系统，其特征在于包括：

数据采集装置（1），安装于锅炉上、用于实时检测锅炉中的各项参数；

DCS控制站（2），所述DCS控制站（2）内设有I/O模块、AD转换模块、通讯模块和CPU：所述DCS控制站（2）与数据采集装置（1）电连接，通过I/O模块接收数据采集装置（1）上传的模拟信号；所述AD转化模块用以将从I/O模块接收的模拟信号转化为数字信号；所述通讯模块用以输出由AD转化模块所转化的该数字信号；所述CPU用以控制I/O模块、AD转换模块和通讯模块工作；

集线器（3），所述DCS控制站（2）上的通讯模块与集线器（3）连接；

DCS操作站（4），所述DCS操作站（4）通过以太网与集线器（3）连接，通过集线器（3）与各个DCS控制站（2）实现信号交互。

2.如权利要求1所述一种复数锅炉智能控制系统，其特征在于：所述集线器（3）包括主集线器和冗余集线器；所述DCS控制站（2）同时连接到主集线器和冗余集线器上。

3.如权利要求1所述一种复数锅炉智能控制系统，其特征在于：所述CPU（24）包括主CPU和冗余CPU；所述主CPU和冗余CPU彼此电连接。

4.如权利要求1所述一种复数锅炉智能控制系统，其特征在于：所述DCS控制站（2）内还包括冗余I/O模块。