制粉系统远程控制方法和制粉远程综合控制系统

摘要

本发明公开了一种制粉系统远程控制方法和一种远程控制系统，将给煤机、磨煤机、分离器的测量和电动机的动力回路分开，将测控系统的各个测点的测量输出信号回路接入远程综合控制柜的I/O卡件，将磨煤机、磨煤机油站、给煤机、风机和煤斗空气炮的电动机动力回路分别接入远程综合控制系统配电柜，将分离器的电动机动力回路接入分离器变频电控柜，DCS处理器根据送煤粉量的需求（前馈）、风粉在线的浓度测量结果（反馈）进行PID运算，调节给煤机、磨煤机、分离器的电机转速，就地完成三者之间协调控制的功能，同时实现给煤机、磨煤机的连锁和保护，实现DCS的功能分层设计原则。本发明将给煤机、磨煤机、分离器之间协调控制、连锁保护的功能在就地完成，形成完整的制粉控制单元，采用此控制系统后将强电回路和弱电回路完全分开，避免干扰。

说明书

技术领域

本发明涉及电力自动控制领域，具体涉及一种制粉系统远程控制方法和制粉远程综合控制系统。

背景技术

燃煤电厂的制粉系统是提供锅炉燃料的系统，在电厂中属于重要系统。制粉系统的流程包括：煤由给煤机送至磨煤机，经研磨后形成煤粉，由分离器分离，小颗粒煤粉通过粉管道送至锅炉燃烧器，大颗粒分离后落回磨煤机重新研磨。制粉系统附属的控制设备和测点很多，每套制粉系统测点大约200点左右，每台锅炉大约需要4~8套制粉系统。

现有制粉远程综合控制系统如图1所示，给煤机、磨煤机、分离器的设备各自设置电控柜，相应的电动机控制进入电控柜，设备本体的测点也进入电控柜，行成孤立的控制单元，电控柜中有可编程控制器（PLC），实现本设备的信号采集和自动控制。整个系统包括给煤机电控柜20、磨煤机电控柜21、分离器变频电控柜22、磨煤机油站电控柜23和煤斗空气炮电控柜13，同时所有信号上传至控制楼的分散控制系统25（DCS），在DCS中实现制粉系统以及其他系统的协调控制。现有制粉远程综合控制系统存在如下问题：

1)每个设备电控柜中既有电动机的控制信号也有测点信号传输，强电、弱电未分开，强电信号对弱电信号会造成干扰，使进入DCS的信号不准确。

2)控制柜数量多，每个柜中加装PLC,但每个PLC的利用并不充分，造成功能重复，并且浪费空间、成本提高。

3)鉴于制粉系统重要性，DCS和PLC的通讯兼容性差，所以DCS和就地电控柜的控制信号采用一对一方式接线，由此需要大量电缆从就地到控制楼，相应的电缆费用和施工量巨大。

4)磨煤机、给煤机、分离器无法实现在就地的协调控制，目前各电厂的制粉系统仍然采用集中的方式，在DCS中实现。而控制楼的DCS负责锅炉、汽机等各大系统，60万机组的I/O点达到6000~10000点，若所有工作量集中而不分层次，会造成DCS的负荷率过大，运行速度降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制粉系统远程控制方法和远程控制系统，本发明解决了现有制粉系统设备分散，DCS控制系统分层分散不够、敷设电缆多和设计复杂的技术问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种制粉系统远程控制方法，包括如下步骤：

步骤一、在制粉系统中部署测控系统的各个测点，将测控系统的各个测点的测量输出信号回路接入远程综合控制柜的I/O卡件；

步骤二、将磨煤机、磨煤机油站、给煤机和煤斗空气炮的电动机动力回路分别接入远程综合控制系统配电柜的磨煤机电控柜单元、磨煤机油站电控柜单元、给煤机电控柜单元、煤斗空气炮电控柜单元，将分离器的电动机动力回路接入分离器变频电控柜；

步骤三、将远程综合控制系统配电柜和分离器变频电控柜的电动机控制信号回路接入远程综合控制柜的I/O卡件；

步骤四、制粉系统运行过程中，测控系统的各个测点将测量输出信号传送给I/O卡件，I/O卡件将测量输出信号转化为DCS信号，并将DCS信号传送给远程综合控制柜内的DCS处理器；

步骤五、从测点的DCS信号中提取风粉在线的浓度测量结果，并根据电厂预置的送煤粉量需求进行PID运算，调节给煤机、磨煤机、分离器的电机转速，就地完成三者之间协调控制，，同时实现给煤机、磨煤机、分离器的连锁和保护，实现DCS的功能分层设计原则。

所述远程综合控制柜I/O卡件同时将各个测点的测量输出信号进行信号变换后的结果通过通讯电缆传送至控制中心的机组DCS系统，机组DCS系统实现集中监控。

一种制粉远程综合控制系统，包括制粉系统、测控系统、远程综合控制系统配电柜、分离器变频电控柜、远程综合控制柜和机组DCS系统；所述制粉系统包括依次连接的煤斗、给煤机、混料箱、磨煤机、分离器和燃烧器，所述混料箱还和分离器通过管路连接；所述远程综合控制系统配电柜包括磨煤机电控柜单元、磨煤机油站电控柜单元、给煤机电控柜单元、风机电控柜单元和煤斗空气炮电控柜单元；所述远程综合控制系统配电柜和分离器变频电控柜的电动机控制信号回路以及测控系统的各个测点的测量输出信号回路分别与远程综合控制柜的I/O卡件相连；所述远程综合控制柜内的DCS处理器和控制中心的机组DCS系统采用通讯接口相连。

所述测控系统的测点包括煤斗煤位、落料筒煤流检测器、给煤机称重传感组件、给煤机皮带上方给煤探测器、给煤机出口堵煤报警器、给煤机出口温度计、磨煤机电耳煤位测量装置、磨煤机压差煤位测量装置、磨煤机油站油泵出口压力表、磨煤机油站油温显示控制装置、石子煤料位传感器、送粉管道压力变送器、送粉管道关断门、温度测量元件和风粉在线测量元件。

所述远程综合控制系统配电柜为8回路抽屉式配电柜。

所述远程综合控制柜包括柜体，所述柜体中设置一隔板，所述隔板上侧设置三组DCS远程I/O卡件和一对DCS处理器，所述隔板下侧前方设置电磁阀组和气源三联件，所述隔板下侧后方设置风粉在线测量信号处理单元。

本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：

1)所有设备本体测点等不再进入各自电控柜，而是接入远程综合控制柜中。送粉管道上各变送器和关断门、温度测量元件、风粉在线测量元件等，也接入此控制柜。控制柜内装有DCS远程I/0卡件，可将制粉的所有控制设备和测点完成信号转化，同时，控制柜内装有DCS的一对处理器，能够实现PID运算，根据送煤粉量的需求和风粉在线的浓度测量结果，调节给煤机、磨煤机、分离器的转速，将三者之间协调控制的功能在就地完成，形成完整的制粉控制单元，有利于减少上层DCS的负荷率、提高DCS的网络安全性，实现控制分层分散的要求。

2)本控制柜内集装了关断门和蒸汽消防的电磁阀组以及风粉在线测量信号处理单元，使功能集装化。减少订货种类，显著减少施工量和电缆量，节约设备占地。采用就地标准控制柜后，设计制粉系统将会模块化，减轻设计工作量，具有推广价值。

3)采用此控制系统后将强电回路和弱电回路完全分开，系统各就地柜在功能上各司其职，功能更加清晰。

附图说明

图1是现有每组制粉系统的远程综合控制系统结构示意图。

图2是本发明的每组制粉系统的远程综合控制系统结构示意图。

图3是本发明的送粉管道及外部装置接入远程控制柜的测点示意图。

图4是本发明的制粉远程综合控制柜的正面结构示意图。

图5是本发明的制粉远程综合控制柜的背面结构示意图。

图6是本发明的远程综合控制系统配电柜的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、制粉远程综合控制柜（正面）；2、制粉远程综合控制柜（背面）；3、DCS处理器；4、DCS远程I/O卡件；5、安装隔板；6、风粉在线测量信号处理单元；7、电磁阀组；8、气源三联件；9、给煤机；10、磨煤机；11、分离器；12、煤斗空气炮；13、煤斗空气炮电控柜；14、电动机；15、压力变送器；16、风粉在线测量元件；17、温度测量元件；18、磨煤机油站；20、给煤机电控柜；21、磨煤机电控柜；22、分离器变频电控柜；23、磨煤机油站电控柜；24、关断门；25、机组DCS系统；26、远程综合控制系统配电柜；27、分离器变频柜；28、石子煤控制装置；29、差压煤位测量柜；30、电耳煤位测量柜。

具体实施方式

根据本发明的一种制粉系统远程控制方法，包括如下步骤：

步骤一、在制粉系统中部署测控系统的各个测点，将测控系统的各个测点的测量输出信号回路接入远程综合控制柜的I/O卡件；

步骤二、将磨煤机、磨煤机油站、给煤机、风机和煤斗空气炮的电动机动力回路分别接入远程综合控制系统配电柜的磨煤机电控柜单元、磨煤机油站电控柜单元、给煤机电控柜单元、风机电控柜单元、煤斗空气炮电控柜单元，将分离器的电动机动力回路接入分离器变频电控柜；

步骤三、将远程综合控制系统配电柜和分离器变频电控柜的电动机控制信号回路接入远程综合控制柜的I/O卡件；

步骤四、制粉系统运行过程中，测控系统的各个测点将测量输出信号传送给I/O卡件，I/O卡件将测量输出信号转化为DCS信号，并将DCS信号传送给远程综合控制柜内的DCS处理器；

步骤五、从测点的DCS信号中提取风粉在线的浓度测量结果，并根据电厂预置的送煤粉量需求进行PID运算，调节给煤机、磨煤机、分离器的电机转速，就地完成三者之间协调控制，实现DCS的功能分层设计原则。

所述远程综合控制柜I/O卡件同时将各个测点的测量输出信号进行信号变换后的结果传送至控制中心的机组DCS系统，由机组DCS系统实现集中监控。

如图2、3所示，一种制粉远程综合控制系统，包括制粉系统、测控系统、远程综合控制系统配电柜26、分离器变频电控柜22、远程综合控制柜1或2和机组DCS系统25；所述制粉系统包括依次连接的煤斗、给煤机9、混料箱、磨煤机10、分离器11和燃烧器，所述混料箱还和分离器通过管路连接；所述远程综合控制系统配电柜26包括磨煤机电控柜单元、磨煤机油站电控柜单元、给煤机电控柜单元、风机电控柜单元和煤斗空气炮电控柜单元；所述远程综合控制系统配电柜26和分离器变频电控柜22的电动机控制信号回路以及测控系统的各个测点的测量输出信号回路分别与远程综合控制柜1的I/O卡件相连；所述远程综合控制柜1内的DCS处理器和控制中心的机组DCS系统25采用通讯接口相连。

所述测控系统的测点包括煤斗煤位、落料筒煤流检测器、给煤机称重传感组件、给煤机皮带上方给煤探测器、给煤机出口堵煤报警器、给煤机出口温度计、磨煤机电耳煤位测量装置30、磨煤机压差煤位测量装置29、磨煤机油站油泵出口压力表、磨煤机油站油温显示控制装置、石子煤料位传感器28、送粉管道压力变送器15、送粉管道关断门24、送粉管道温度测量元件17和送粉管道风粉在线测量元件16。

如图4、5所示，远程综合控制柜1包括柜体，所述柜体中设置一隔板5，所述隔板5上侧设置三块DCS远程I/O卡件4和一对DCS处理器3，所述隔板5下侧前方设置电磁阀组7和气源三联件8，所述隔板5下侧后方设置风粉在线测量信号处理单元6，柜体底部设置多个穿板接头11。如图6所示，远程综合控制系统配电柜26为8回路抽屉式配电柜。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。