超凈電袋除塵器可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)

摘要：本文設(shè)計(jì)了一種超凈電袋除塵器可視化智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，超凈電袋除塵器可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)是一種基于WINCC平臺(tái)開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)，作為電袋除塵器的動(dòng)力和控制中心，可實(shí)時(shí)監(jiān)控超凈電袋除塵器現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備投運(yùn)情況，保證超凈電袋除塵器系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：超凈電袋除塵器;可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言

近年來(lái)，大氣污染日趨嚴(yán)峻，國(guó)家環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，超凈電袋除塵器憑借其低排放、可靠、節(jié)能、高效等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和高性?xún)r(jià)比受到了環(huán)保界廣大用戶(hù)的青睞，可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)是超凈電袋除塵器的配套設(shè)備，是超凈電袋除塵器的動(dòng)力和控制中心，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、合理性及監(jiān)控管理等技術(shù)性能在超凈電袋除塵器中尤為重要。

2 超凈電袋除塵器可視化智能監(jiān)控管理系統(tǒng)構(gòu)成

超凈電袋除塵器可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控電袋除塵器現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備投運(yùn)情況，監(jiān)控對(duì)象主要包括高壓控制系統(tǒng)和低壓控制系統(tǒng)兩部分。高壓控制系統(tǒng)采用以單片機(jī)為核心的微機(jī)控制器，通過(guò)智能控制器對(duì)整流變進(jìn)行控制，起到調(diào)壓、控制火花作用，使控制器適應(yīng)閃絡(luò)等復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)工況。低壓控制系統(tǒng)包括電區(qū)控制系統(tǒng)和袋區(qū)控制系統(tǒng)，電區(qū)含陰陽(yáng)極振打裝置、電加熱恒溫控制裝置;袋區(qū)主要有脈沖噴吹裝置等，通過(guò)PLC程控柜對(duì)超凈電袋除塵器現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備及儀表等裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通訊協(xié)議（如Modbus TCP/IP、以太網(wǎng)或OPC等）對(duì)超凈電袋除塵器現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并以對(duì)象、動(dòng)畫(huà)、圖表、表格、文本、曲線(xiàn)等方式呈現(xiàn)。

超凈電袋除塵器的可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)是基于WINCC平臺(tái)開(kāi)發(fā)的一款智能監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)WINCC組態(tài)軟件的畫(huà)面編輯器功能，采用對(duì)象控件技術(shù)，將超凈電袋除塵器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)態(tài)化元素轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂旋垉籼厣珜?zhuān)用庫(kù)，構(gòu)建超凈電袋除塵器的監(jiān)控操作界面，對(duì)除塵器現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制等操作;通過(guò)WINCC的變量管理器功能，建立電袋除塵器大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的參數(shù)通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)鏈接到設(shè)計(jì)操作界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控電袋除塵器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù);通過(guò)WINCC的報(bào)警記錄功能，將電袋除塵器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所有故障信息導(dǎo)入專(zhuān)用報(bào)警庫(kù)，并通過(guò)操作界面的報(bào)警控件實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警信息;通過(guò)WINCC的數(shù)據(jù)庫(kù)歸檔，將電袋除塵器重要設(shè)備參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄并歸檔，數(shù)據(jù)量歸檔時(shí)間可自由設(shè)置，通常按365天進(jìn)行歸檔，并以棒圖、表格、曲線(xiàn)等形式在監(jiān)控平臺(tái)呈現(xiàn);通過(guò)WINCC的用戶(hù)管理功能，實(shí)現(xiàn)多種級(jí)別權(quán)限的管理，不同級(jí)別的登錄權(quán)限不同，對(duì)高危險(xiǎn)級(jí)設(shè)備設(shè)置操作告知及二次確認(rèn)提醒功能。

為了更直觀地闡述可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)，下列以江蘇沙洲電廠二期2x1000MW機(jī)組超凈電袋除塵器項(xiàng)目為例，如圖1所示。

3 超凈電袋除塵器可視化智能監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 高壓控制系統(tǒng)

高壓控制系統(tǒng)的高頻電源控制芯片采用32位DSP （digitalsignal processor）數(shù)字信號(hào)處理器，功能比單片機(jī)強(qiáng)大，主頻高達(dá)150MHz; IO口豐富;32位DSP高頻控制器繼承了單片機(jī)高頻控制器的所有功能，除塵器現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況復(fù)雜，不同參數(shù)需要不同算法加以控制，而DSP2812的運(yùn)算能力能處理復(fù)雜的算法，使控制器能適應(yīng)閃絡(luò)、反電暈等復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)工況，適用于工業(yè)控制，用途廣泛。

高壓控制系統(tǒng)通過(guò)智能數(shù)據(jù)采集前端機(jī)將高壓系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS TCP/IP數(shù)據(jù)格式，經(jīng)以太網(wǎng)交換機(jī)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦I(yè)控制計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高壓設(shè)備數(shù)據(jù)采集，可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，操作簡(jiǎn)單，可顯示一次電流、一次電壓、二次電流、二次電壓等運(yùn)行參數(shù)，可遠(yuǎn)程對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)/停止、報(bào)警復(fù)位等操作，如圖2所示。

3.2 低壓控制系統(tǒng)

低壓控制系統(tǒng)主要由PLC程控柜和低壓控制柜構(gòu)成，配置PLC控制系統(tǒng)和控制回路，用于超凈電袋除塵器低壓設(shè)備的自動(dòng)化控制及重要數(shù)據(jù)的監(jiān)視。低壓控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)超凈電袋除塵器陰陽(yáng)極頂部電磁振打裝置、電加熱恒溫控制裝置、袋區(qū)脈沖噴吹裝置及進(jìn)口煙溫、進(jìn)出口差壓、清灰氣包壓力、出口煙溫、出口濁度等現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)的采集，通過(guò)PLC通訊模塊與以太網(wǎng)交換機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)PLC與可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)超凈電袋除塵器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理和控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)粉塵濁度檢測(cè)儀信號(hào)和清灰大周期構(gòu)成閉環(huán)控制，使超凈電袋除塵器做到長(zhǎng)期穩(wěn)定高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)電袋除塵器的集中管理和分散控制。

江蘇沙洲電廠二期2xIOOOMW機(jī)組超凈電袋除塵器項(xiàng)目低壓控制系統(tǒng)主要包括陰陽(yáng)極頂部電磁振打裝置、電加熱恒溫控制裝置、袋區(qū)脈沖噴吹裝置及進(jìn)口煙溫、進(jìn)出口差壓、清灰氣包壓力、出口煙溫、出口濁度等現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)的采集，下面對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)功能進(jìn)行細(xì)化：

3.2.1 頂部電磁振打裝置

通過(guò)頂部電磁振打器對(duì)電區(qū)陰陽(yáng)極極板積灰進(jìn)行清除，頂部電磁振打控制系統(tǒng)采用行列選矩陣控制方式，具有矩陣和分組兩種控制模式，可對(duì)振打間隔、振打高度、分組間隔和振打次數(shù)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可顯示當(dāng)前振打器號(hào)、當(dāng)前振打組號(hào)、當(dāng)前振打高度等運(yùn)行參數(shù)，可遠(yuǎn)程對(duì)振打系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)/停止操作，并對(duì)故障進(jìn)行狀態(tài)復(fù)位。

3.2.2 電加熱恒溫控制裝置

絕緣子保溫箱電加熱和灰斗電加熱系統(tǒng)均采用恒溫控制模式。絕緣子保溫箱用于超凈電袋除塵器項(xiàng)部，對(duì)保溫箱內(nèi)部進(jìn)行加熱，防止絕緣子結(jié)露、爬電，造成電場(chǎng)故障;灰斗電加熱器對(duì)灰斗進(jìn)行加熱，防止灰斗內(nèi)部板結(jié)、堵灰。恒溫控制系統(tǒng)可對(duì)設(shè)定溫度、報(bào)警上限溫度、報(bào)警下限溫度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)實(shí)時(shí)溫度反饋進(jìn)行自動(dòng)控制，具有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能，可手動(dòng)進(jìn)行開(kāi)/關(guān)操作等。

3.2.3 袋區(qū)脈沖噴吹控制裝置

對(duì)袋區(qū)電磁脈沖閥設(shè)備進(jìn)行控制，對(duì)濾袋上的積灰進(jìn)行清除。脈沖噴吹清灰系統(tǒng)采用行列選矩陣控制，可對(duì)脈沖寬度進(jìn)行設(shè)置。具有定時(shí)/定壓清灰方式、單噴/雙噴工作模式。投入運(yùn)行后，各分室按照時(shí)序進(jìn)行順序控制，可對(duì)單個(gè)分室進(jìn)行投入/退出選擇。如圖3所示。

3.3 報(bào)警功能

通過(guò)WINCC的報(bào)警記錄功能，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所有故障信息導(dǎo)入報(bào)警庫(kù)，并在可視化監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)報(bào)警控件實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警信息，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)異常情況迅速做出反應(yīng)，同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲響，提醒運(yùn)行人員及時(shí)處理。如：高壓通訊故障報(bào)警（負(fù)載短路、偏勵(lì)磁等）、進(jìn)口煙溫超限報(bào)警、進(jìn)出口壓差超限報(bào)警、清灰氣包壓力超限報(bào)警、振打器運(yùn)行狀態(tài)報(bào)警、綜合故障報(bào)警等。

3.4 歸檔功能

通過(guò)WINCC的歸檔功能，將超凈電袋除塵器重要設(shè)備參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄并歸檔，數(shù)據(jù)歸檔時(shí)間可自由設(shè)置，通常按365天進(jìn)行歸檔，并通過(guò)棒圖、表格、曲線(xiàn)等形式在監(jiān)控平臺(tái)呈現(xiàn)。

3.5 用戶(hù)管理

通過(guò)WINCC的用戶(hù)管理功能，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控系統(tǒng)完整的用戶(hù)管理體系，防止未經(jīng)授權(quán)的人員隨意操作，破壞系統(tǒng)設(shè)置，影響除塵系統(tǒng)的安全，實(shí)現(xiàn)多種級(jí)別權(quán)限的管理，不同級(jí)別的登錄權(quán)限不同，禁止未經(jīng)授權(quán)的任何操作，對(duì)高危險(xiǎn)級(jí)設(shè)備設(shè)置操作告知及二次確認(rèn)提醒。

4 結(jié)束語(yǔ)

可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)己被大量運(yùn)用于超凈電袋除塵器，涵蓋300MW、600MW、1000MW除塵項(xiàng)目中，長(zhǎng)期的實(shí)踐證明該系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地監(jiān)控超凈電袋除塵器設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，為超凈電袋除塵器的各個(gè)子系統(tǒng)提供了操作簡(jiǎn)便的智能化系統(tǒng)，同時(shí)該系統(tǒng)為超凈電袋除塵器提供了大量的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)（如高壓電壓/電流、粉塵濃度、煙氣溫度、進(jìn)出口壓差等），為除塵器技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展提供了依據(jù)和夯實(shí)了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

黃小連（1987-），女，福建省龍巖市人。大學(xué)本科學(xué)歷，工程師。研究方向?yàn)檐浖刂啤?/p>