CN110433950A - 一种磨煤机出口温度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磨煤机出口温度控制装置，包括SIS系统和DCS系统，DCS系统与各个工况设备连接以获取运行数据，还包括能够根据接收的煤质数据以及运行数据计算出出口温度数据的控制模块，控制模块与SIS系统建立信号连接以获取煤质数据，控制模块与DCS系统建立信号连接以获取运行数据并传出出口温度数据，DCS系统能够根据出口温度数据调节磨煤机运行。在该磨煤机出口温度控制装置中，通过设置控制模块，并使控制模块与SIS系统以及DCS系统连通，以及时获取煤质数据和运行数据，并可以自动算出出口温度数据，以传递至DCS系统，进而能够完成自动调节，并且调节方式更为客观精准，使得磨煤机更为安全、经济的运行。
Description
技术领域
本发明涉及煤厂设备领域，更具体地说，涉及一种磨煤机出口温度控制装置。
背景技术
磨煤机出口温度是制粉系统运行的重要参数，对燃煤机组经济性具有直接影响，在锅炉机组运行中，磨煤机出口温度由运行人员手动设定，并通过磨煤机冷风门进行自动调节，其控制关系如下：Vcold＝PID(tsp,tpv)，Vcold为冷风门开度，单位为％(百分比)；tsp为磨煤机出口设定温度，单位为℃(摄氏度)；tpv为磨煤机出口实际温度，单位为℃(摄氏度)，PID为比例-积分-微分控制器。
磨煤机出口设定温度tsp由运行人员根据运行规程的要求进行设定，但是在实际场景中，因为人工调节成本受限，所以存在比较大的随意性，且过度考虑磨煤机运行安全，设定温度往往偏低，不利于锅炉机组的经济运行。
综上所述，如何有效地解决磨煤机运行不经济的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磨煤机出口温度控制装置，该磨煤机出口温度控制装置可以有效地解决磨煤机运行不经济的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种磨煤机出口温度控制装置，包括SIS系统和DCS系统，所述DCS系统与各个工况设备连接以获取运行数据，还包括能够根据接收的煤质数据以及运行数据计算出出口温度数据的控制模块，所述控制模块与所述SIS系统建立信号连接以获取所述煤质数据，所述控制模块与所述DCS系统建立信号连接以获取所述运行数据并传出所述出口温度数据，所述DCS系统能够根据所述出口温度数据调节所述磨煤机运行。
在运行上述磨煤机出口温度控制装置时，此时SIS系统会向控制模块发送煤质数据，DCS会向控制模块发送运行数据，控制模块然后按照设定的计算规则严格、客观的获取期望的出口温度数据，然后将该出口温度数据传输至DCS系统，DCS系统根据该出口温度数据调节磨煤机的运行，以使磨煤机的出口实际温度逼近上述出口温度数据，以使磨煤机更为安全、经济的运行。在该磨煤机出口温度控制装置中，通过设置控制模块，并使控制模块与SIS系统以及DCS系统连通，以及时获取煤质数据和运行数据，并可以自动算出出口温度数据，以传递至DCS系统，进而能够完成自动调节，并且调节方式更为客观精准，使得磨煤机更为安全、经济的运行。综上所述，该磨煤机出口温度控制装置能够有效地解决磨煤机运行不经济的问题。
优选地，所述控制模块与所述SIS系统之间通过反向隔离网闸连通。
优选地，所述反向隔离网闸与所述控制模块之间通过能够对煤质数据进行物理隔离的4～20mA转换装置。
优选地，所述控制模块与所述DCS系统之间通过MODBUS通信协议设备进行信号传输。
优选地，所述SIS系统与所述隔离网闸之间通过通讯站控制器进行信号传输，所述反向隔离网闸与所述4～20mA转换装置之间通过通讯站控制器进行信号传输。
优选地，所述控制模块包括根据接收的所述煤质数据以及所述运行数据计算出所述出口温度数据的MPC控制器。
优选地，所述控制模块包括两个所述MPC控制器，其中一个所述MPC控制器为主用控制器、另一个所述MPC控制器为备用控制器。
优选地，还包括显示器和切换控制器，所述切换控制器能够根据选择指令选择其中一个数据输入口输入数据传递至数据输出口，所述切换控制器各个所述数据输入口分别与各个所述通讯站控制器以及各个所述MPC控制器连通，所述数据输出口与所述显示器连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的磨煤机出口温度控制装置的结构示意图。
附图中标记如下：
SIS系统1、DCS系统2、控制模块3、隔离网闸4、4～20mA转换装置5、工况设备6。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种磨煤机出口温度控制装置，以有效地解决磨煤机运行不经济的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的磨煤机出口温度控制装置的结构示意图。
在一种具体实施例中，本实施例提供了一种磨煤机出口温度控制装置，具体的，该磨煤机出口温度控制装置包括SIS系统1、DCS系统2和控制模块3，
其中SIS系统1指的是，厂级监控信息系统，是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的厂级自动化信息系统，主要是通过大规模的数据搜集处理，实现生产实时信息与管理信息的共享，通过系列手段以实现生产过程监视、工艺设备性能及经济指标分析和运行指导，主要体现在系统决策支撑上。本申请的SIS系统1主要是火电厂SIS系统，在实际运行中一般会连接外部网络。该SIS系统1内部会统一设置有煤仓动态管理系统，里面记载储存有煤仓数据及其相应的煤质数据，以方便SIS系统1的处理主件根据该煤质实现监控。
其中DCS系统2，即分散式控制系统，又称为分布式控制系统、集散控制系统，是以处理为基础的集中分散型控制系统，主要起到集中管理和分散控制的作用，一般不与外部网络直接连接，以保证独自运行的精确性。
该DCS系统2直接与各个工况设备6进行连接，以获取各个工况设备6的工况数据，如运行数据，并能够根据控制指令或控制要求，对各个工况设备6的运行进行控制。具体的，如工况设备6是锅炉或磨煤机，该DCS系统2能够获取锅炉和磨煤机的运行数据，如机组负荷、磨煤机出力、风量、入口温度、出口温度、冷风门开度等。其中DCS系统2所获取的运行数据主要是通过工况设备6上设置的检测器检测获取的，如温度、风门开度等。
其中控制模块3，该控制模块3能够根据接收的煤质数据和运行数据计算出出口温度数据，此处运行数据指的是锅炉和磨煤机的运行数据，而其中的出口温度数据，指的是对磨煤机出口所期望达到的出口温度数据。需要说明的是，根据接收到的煤质数据以及多个运行数据，采用设定的运算规则获取出口温度数据，其中设定的运算规则可以参考现有技术进行选择，也可以根据实际运行情况进行选择设定，并非本申请改进所在，在此不再重复赘述。
具体的，其中控制模块3与SIS系统1建立信号连接以获取煤质数据，具体的可以使控制模块3与SIS系统1之间形成数据传输连接，以使SIS系统1定期或实时或根据控制模块3请求，发送煤质数据至控制模块3处，其中建立的信号连接可以是单向信号连接。
其中控制模块3与DCS系统2建立信号连接，且应是双向信号连接，使得该控制模块3能够从DCS系统2获取运行数据，并能够向DCS系统2传出出口温度数据。即控制模块3根据从DCS系统2以及SIS系统1获取的煤质数据，计算出出口温度数据后，并将该出口温度数据传递至DCS系统2。需要说明的是，为了使控制模块3与DCS系统2更好的进行信号传输，此处优选控制模块3与DCS系统2之间通过MODBUS通信协议设备进行信号传输，MODBUS通信协议设备即采用MODBUS通信协议进行信号传输，MODBUS通信协议指的是一种串行通信协议，具体的，可以是采用MODBUS通信协议的LC卡进行信号传输。
相应的，该DCS系统2应当能够根据从上述控制模块3获取到的出口温度数据调节磨煤机运行，以使磨煤机的出口温度向上述出口温度数据靠近。具体的根据获取的出口温度数据，如何对应调节磨煤机运行以使实际出口温度值接近或等于上述出口温度数据，可以参考现有技术，也可以后期根据实际情况进行对应调节，如可以调节磨煤机的冷风门开度。
在本实施例中，在运行上述磨煤机出口温度控制装置时，此时SIS系统1会向控制模块3发送煤质数据，DCS系统2会向控制模块3发送运行数据，控制模块3然后按照设定的计算规则严格、客观的获取期望的出口温度数据，然后将该出口温度数据传输至DCS系统2，DCS系统2根据该出口温度数据调节磨煤机的运行，以使磨煤机的出口实际温度逼近上述出口温度数据，以使磨煤机更为安全、经济的运行。在该磨煤机出口温度控制装置中，通过设置控制模块3，并使控制模块3与SIS系统1以及DCS系统2连通，以及时获取煤质数据和运行数据，并可以自动算出出口温度数据，以传递至DCS系统2，进而能够完成自动调节，并且调节方式更为客观精准，使得磨煤机更为安全、经济的运行。综上所述，该磨煤机出口温度控制装置能够有效地解决磨煤机运行不经济的问题。
进一步的，考虑到SIS系统1，一般为外部系统，需要接入外部网络，而DCS系统2在使用中，一般仅连接内部网络，因为直接与工况设备6进行连接，所以需要保证足够的安全性。基于此，此处优选控制模块3与SIS系统1之间通过反向隔离网闸4连通，以通过反向隔离网闸4有效地避免未经过认证的信号数据，传递至控制模块3，进而避免传递至DCS系统2。其中反向隔离网闸4还能起到确保单向传输的作用，以进一步的保证操作安全。需要说明的是，具体的反向隔离网闸4结构可以参考现有技术，在此不再赘述。需要说明的是，当DCS系统2直接与SIS系统1连接以进行信号传输时，其中DCS系统2与SIS系统1之间也应当对应设置有能够进行网络隔离的装置。具体的，其中隔离网闸4可以采用反向隔离网闸。
为了进一步确保DCS系统2与外部网络之间的隔离，此处优选反向隔离网闸4与控制模块3之间通过能够对煤质数据进行物理隔离的4～20mA转换装置5，其中mA指的是电流单位毫安，起到物理隔离的作用，进而配合反向隔离网闸4以更为有效地起到外部网络隔离的作用。需要说明的是，其中4～20mA转换装置5具体的结构形状，以及工作方式可以参考现有技术。4～20mA转换装置5，一般包括五个模拟量输入模块和五个模拟量输出模块，负责将送来的煤质数据模拟量转换为4～20mA信号后，再转换回煤质数据模拟量，每个模块八路信号，一共可实现四十个煤质数据模拟量的4～20mA转换。该4～20mA转换装置5还包括两个数字量输入输出模块，用于将数字量进行4～20mA转换隔离。
进一步的，为了更好地配合反向隔离网闸4以及4～20mA转换装置5的使用，此处优选SIS系统1与隔离网闸4之间通过通讯站控制器进行信号传输，反向隔离网闸4与4～20mA转换装置5之间通过通讯站控制器进行信号传输，通过通信站控制器对传输信号的控制，以更好的保证信号按照所需要的要求进行传输。
需要说明的是，其中控制模块3的目的在于根据输入设定，或后期编程设定的计算规则，对输入的两方面数据进行计算，即对输入的煤质数据以及运行数据进行计算，以获取出口温度数据。为了保证计算效果，此处优选所述控制模块3包括根据接收的所述煤质数据以及所述运行数据计算出所述出口温度数据的MPC控制器(模型预测控制器)，能够更为高效地、准确地计算出出口温度数据。
具体的，考虑到电厂运行现场，首先设备环境恶劣，其次一旦设备出现故障，则停机成本非常大，基于此，此处优选控制模块3包括两个MPC控制器，其中一个MPC控制器为主用控制器、另一个MPC控制器为备用控制器。其中主用控制器和备用控制器应当并联在控制系统中，以在主用控制器出现故障损坏关机时，此时备用控制器立刻进行后续的控制操作，以保证运行的连贯性。对应的，还可以使整个磨煤机出口温度控制装置设置有两个供电电源，并在供电电源与各个用电设备，如各个控制器之间设置电源切换开关，以切换选择至其中一个供电电源为整个磨煤机出口温度控制装置的各个主要用电设备或全部用电设备供电，同时供电电路上还设置有空气开关。
如上所述的，需要多个通讯站控制器，以及多个MPC控制器，在实际使用中，需要对通讯站控制器以及MPC控制器输入对应程序，为了方便输入程序，一般均需要对应设置显示器，考虑到编程次数不多，使用不频繁，此处优选还包括切换控制器，切换控制器能够根据选择指令选择其中一个数据输入口输入数据传递至数据输出口，切换控制器各个数据输入口分别与各个通讯站控制器以及各个MPC控制器连通，数据输出口与显示器连接，以通过切换控制器选择对应的通讯站控制器或对应的MPC控制器进行信号传输，以显示该控制器信息。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种磨煤机出口温度控制装置，包括SIS系统和DCS系统，所述DCS系统与各个工况设备连接以获取运行数据，其特征在于，还包括能够根据接收的煤质数据以及运行数据计算出出口温度数据的控制模块，所述控制模块与所述SIS系统建立信号连接以获取所述煤质数据，所述控制模块与所述DCS系统建立信号连接以获取所述运行数据并传出所述出口温度数据，所述DCS系统能够根据所述出口温度数据调节所述磨煤机运行。
2.根据权利要求1所述的磨煤机出口温度控制装置，其特征在于，所述控制模块与所述SIS系统之间通过反向隔离网闸连通。
3.根据权利要求2所述的磨煤机出口温度控制装置，其特征在于，所述隔离网闸与所述控制模块之间通过能够对所述煤质数据进行物理隔离的4～20mA转换装置。
4.根据权利要求3所述的磨煤机出口温度控制装置，其特征在于，所述控制模块与所述DCS系统之间通过MODBUS通信协议设备进行信号传输。
5.根据权利要求3-4任一项所述的磨煤机出口温度控制装置，其特征在于，所述SIS系统与所述反向隔离网闸之间通过通讯站控制器进行信号传输，所述反向隔离网闸与所述4～20mA转换装置之间通过通讯站控制器进行信号传输。
6.根据权利要求5所述的磨煤机出口温度控制装置，其特征在于，所述控制模块包括根据接收的所述煤质数据以及所述运行数据计算出所述出口温度数据的MPC控制器。
7.根据权利要求6所述的磨煤机出口温度控制装置，其特征在于，所述控制模块包括两个所述MPC控制器，其中一个所述MPC控制器为主用控制器、另一个所述MPC控制器为备用控制器。
8.根据权利要求7所述的磨煤机出口温度控制装置，其特征在于，还包括显示器和切换控制器，所述切换控制器能够根据选择指令选择其中一个数据输入口输入数据传递至数据输出口，所述切换控制器各个所述数据输入口分别与各个所述通讯站控制器以及各个所述MPC控制器连通，所述数据输出口与所述显示器连接。
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