西门子可编程控制器直流传动装置在发电厂等离子无油点火自动控制.PDFVIP

西门子可编程控制器、直流传动装置 在发电厂等离子无油点火 自动控制系统中的应用 李本伟 一、 系统概述 烟台龙源电力技术有限公司成功开发研制出DLZ-200 型工业性等离子无 油点火装置，可直接点燃煤粉，用于电厂锅炉的点火启动和稳燃。2000 年 10 月 该装置通过国家电力公司组织的专家组的鉴定，结论具有世界领先水平，建议在 全国电厂大规模推广。等离子无油点火系统由等离子无油点火装置，等离子无油 点火燃烧器，制粉系统，一次风风速在线监测系统，直流电源系统，压缩空气系 统，冷却水泵系统，图像火检系统等组成。这些系统主要由可编程控制器完成自 动控制过程，并通过工业局域网实现在中央控制室进行这些系统的监测控制管 理。 二、 等离子无油点火系统介绍及控制任务 等离子无油点火装置是等离子无油点火系统的核心部分，用来产生高温 等离子电弧，其基本原理是在一定的磁场强度下，通过给特定结构的电极加特定 的直流电源，通过电极的前后运动使电极之间的压缩空气在大电流、强磁场的作 用下电离，形成高温等离子弧，冷却水用来冷却电极。将高温等离子弧置于煤粉 管道中，煤粉以一定的风速一定的浓度经过电弧时，煤粉颗粒迅速破裂，析出挥 发份，再造挥发份，从而使煤粉迅速燃烧。特定直流电源的提供及自动调节控制， 直流电源与电极动作的紧密配合能够使点火装置自动点火成功，是自动控制的关 键。根据锅炉容量的不同，单台炉应配备 2-4 个等离子无油点火装置不等，还需 要通过现场总线实现设备的分布式集中控制，并且应留有与电厂其他控制系统的 接口(如电厂的集散控制系统 DCS) 。 根据等离子无油点火系统的独有特点，通过考察和比较国内外知名公司 的工控产品的性能和价格，选用了西门子公司的可编程控制器及大功率直流传动 装置来完成等离子点火装置自动控制过程；并通过 Profibus 现场总线实现设备的 分布式集中控制。 三、 系统结构与硬件配置 系统配置如下：（插图1） 1， 选用西门子公司新推出的 SIMOREG DC Master 6RA70 系列全数 字直流调速装置，配以大功率晶闸管三相全控桥式整流装置来得 到大功率稳定的可调节的直流电源。具有以下特点： • 功率 50~150KW 连续可调。 • 能通过自适应自动测量出输出回路的电阻和电感值，并自动调 节电流调节器的增益和积分时间。 • 具有完善的通讯功能。 • 具有简易便捷的参数设定及监控。 • 具有完善的过压，欠压，过流等保护功能。 • 通过其他功能模板可实现很多附加功能（如多路开关量和模拟 量输入、输出）。 2 ， 选用 S7-200 CPU224 可编程控制器来对直流电源和电极动作进 行控制，实现等离子无油点火装置的自动点火。具体方案如下： 1 • 使用USS 协议通过 CPU224 上的通讯口 PORT0 与 6RA70 的通 讯口 X172 之间的进行数据交换，以完成对主电路的操作控制 和各类状态信息的读出和条件判断等，实现直流电源的控制。 • 电极控制信号及点火必须的压缩空气压力、冷却水压力等信号 直接接入 CPU224固有的开关量输入输出。 • 通过扩展 EM277 DP 模块与主站 S7-300 完成数据交换，实现 集中控制。EM277 模块配置为 16 字入/16 字出模式。 • 通过CPU224 内部的逻辑运算，实现点火装置的自动控制。 3， 选用 S7-200 CPU226 可编程控制器完成等离子压缩空气系统、冷 却水系统