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現場總線技術在水泥余熱發(fā)電項目中的應用
1. 前言
利用水泥生產線燒成系統廢氣中剩余的熱量用于純低溫余熱發(fā)電，能夠爭取最大限度地合理利用能源，達到節(jié)能的目的。在水泥余熱發(fā)電中使用基于Profibus技術的現場總線控制系統（FCS），不僅在自動化控制和電氣控制方面取得技術領先，還可以降低總的工程造價。
2. 系統設計及應用
水泥余熱發(fā)電主要是利用窯頭熟料冷卻機廢氣余熱，設置窯頭余熱鍋爐AQC爐，保證窯頭余熱鍋爐的煙氣溫度，使之產生與窯尾余熱鍋爐相同參數的過熱蒸汽。同時在窯尾預熱器的廢氣管道上設置SP余熱鍋爐，其產生的蒸汽與窯頭AQC余熱鍋爐產生的同參數蒸汽合并后送入汽輪機做功。水泥余熱發(fā)電的熱力系統的主機主要有兩臺余熱鍋爐和一套凝汽式汽輪機組。
上海自動化儀表有限公司研發(fā)的SUPMAX800控制系統能夠全方位支持Profibus現場總線通信技術，同時也可以通過本地或遠程的I/O模塊兼容模擬量的儀表。上海自動化儀表公司同時還開發(fā)了Profibus PA的壓力/差壓、溫度、物位變送器以及閥門定位器，還有Profibus DP的電動執(zhí)行機構等。上海自動化儀表有限公司可以從儀表到控制系統可以為用戶提供總體的解決方案，下圖就是基于Profibus現場總線技術的水泥余熱發(fā)電儀控系統的示意圖。
圖1水泥余熱發(fā)電儀控示意圖
如圖1所示，通過SUPMAX800控制系統的Profibus DP主站卡可以擴展出一條DP總線，可以掛接遠程I/O、執(zhí)行機構、智能電機控制器、變頻器等設備，還可以通過中繼器擴展出多個網段，分別延伸至AQC鍋爐、SP鍋爐和汽機房。在充分考慮Profibus PA總線供電能力以及阻抗匹配的情況下，通過DP/PA耦合器擴展出多條Profibus PA網絡，分別延伸至AQC鍋爐、SP鍋爐和汽機房。對于距離較遠的循環(huán)水泵房和化學水處理PLC,可以通過光電轉換模塊將DP總線進行遠距離延伸。
3. 結論
通過在水泥余熱發(fā)電項目中使用基于現場總線技術的儀表和控制系統，控制系統的I/O點數較傳統同規(guī)模DCS系統減少60%以上，同時通過取代4-20mA模擬信號傳輸，減少了A/D轉換次數，提高了系統的精度，還實現傳輸信號的數字化，增強信號的抗干擾能力。同時通過現場總線的設備管理功能增加了系統信息量，可以方便遠程對現場設備進行組態(tài)、維護和診斷。在項目實施中，減少大量電纜、橋架和敷設工程量，節(jié)省電纜和安裝費用達60％以上。還可以通過現場總線與多種小型PLC控制系統連接，能夠更有效的了解設備的狀態(tài)并進行控制。
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