基于dcs的煤粉高压密相输送控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于干煤粉气流床气化技术领域，涉及煤粉高压密相输送研宄时的试验装置，具体为基于DCS的煤粉高压密相输送控制系统。
【背景技术】
[0002]将煤粉稳定可控地送入到气化是粉煤加压气化工艺的关键技术之一，气力输送是加压条件下实现煤粉稳定输送的一种好方法。针对煤粉气力输送试验装置的控制方法和设备，是实现稳定可控输送的保证。
[0003]现有的煤粉气力输送试验装置的控制技术采用的是可编程控制器PLC实现，甚至还采用了 ISA (Industrial Standard Architecture，工业标准结构总线)这种已经被淘汰的技术，系统一旦出现故障维修起来相当麻烦，并且兼容性和拓展性差，平时系统维护极不方便。
[0004]煤粉高压密相输送试验系统目前有两种方案，一个是公开号为CN1670137A，公开日为2005年9月21的中国发明专利文献，发明名称为:密相气力输送进料装置和方法，该试验系统很大程度上依靠的是人工操作，开展试验时，需要大量的人员驻守在试验现场，试验人员的工作强度大，自动化程度低；其二，该系统只有一种DNlO的输送管径，对于研宄输送放大规律的作用有局限。并且只有水平管、垂直管、水平弯管和垂直弯管4个测试段的差压。
[0005]另外一个是华东理工大学的密相输送进料装置，该装置采用下出料粉煤发料罐，被输送介质为粉煤，采用压缩空气作为输送气体，存在安全隐患。该试验系统只有一个发料罐，一次输送试验完成以后若想再次进行试验，操作相当繁琐。与此同时，输送管线沿程设置的压力传感器过少，对全面研宄不同输送方向的压力变化时，显得力不从心。另外，其调节方式采用加压气，流化气，调节气的协同作用的方法，工况调节范围有限，尤其是在大范围变动工况的情形下。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型针对上述缺陷，提出了一种基于DCS的煤粉高压密相输送控制系统，设置有不同输送管径，加强了输送试验台的自动化程度，减少了工作人员的工作强度，具有输送管径多样化，管道走向多元化，操作流程自动化，控制系统可靠性高等特点。
[0007]本实用新型的技术方案如下:
[0008]基于DCS的煤粉高压密相输送控制系统，其特征在于:包括采集模块、DCS控制器、操作员站、工程师站、模拟电压输出模块和数字电压输出模块、煤粉装卸系统、三套输送系统和氮气供应系统，其中:
[0009]煤粉装卸系统、三套输送系统和氮气供应系统作为采集模块采集的对象模块，均与采集模块连接；
[0010]DCS控制器通过总线与采集模块连接，用于处理通过总线接收的监控模拟量和监控数据量，得到与各系统(即采集的对象模块)相应的模块处理结果；
[0011]工程师站，与对应DCS控制器连接，通过编制组态工程文件，经过编译、下载到相应的DCS控制器；
[0012]操作员站，与对应DCS控制器连接，作为人机交互输入端，用于接收所述模块处理结果，并由对应DCS控制器根据对应的模块处理结果下发针对与各关联设备的控制量，并通过模拟电压输出模块和数字电压输出模块作用于现场设备；
[0013]模拟电压输出模块和数字电压输出模块与DCS控制器连接，还与煤粉装卸系统、三套输送系统和氮气供应系统的阀门连接；并根据DCS控制器的计算将控制器处理结果作用于现场设备，现场设备执行打开、关闭阀门的动作。
[0014]所述监控模拟量包括两类，一类是实测的模拟量信号:包括高压液氮罐内压力以及液位信号，低温液氮泵前后液氮温度、压力，低温液氮泵变频器频率以及转速信号，氮气缓冲罐内温度、压力，氮气缓冲罐压力调节阀开度信号，发料罐、接收罐、装卸罐内温度以及压力，充压风、流化风、煤粉阀吹扫风、调节风A、调节风B、泄压风以及煤粉质量流量计流量，各种直管道、弯管道沿程测点压力以及压差，充压风调节阀、流化风调节阀、煤粉阀吹扫风调节阀、调节风A调节阀、调节风B调节阀、泄压风调节阀以及煤粉质量流量调节阀开度信号等；另一类是由以上实际测量值经过计算处理的中间模拟变量:包括煤粉瞬时输送速率，瞬时表观气速，瞬时固气比，以研宄输送规律之用。
[0015]所述监控数据量包括:低温液氮泵开启开关指示按钮以及开闭状态，低温液氮泵工作状态指示信号，DN10、DN15和DN25输送阀、接收阀的开关指示按钮以及开闭状态；装卸罐上装煤电动阀、卸煤电动阀、除尘电动阀、输煤电动阀、DNlO、DN15、DN25顶部输送/底部输送过程切换电动阀等。
[0016]所述三套输送系统分别为DNlO输送系统、DN15输送系统、DN25输送系统。
[0017]所述工程师站、操作员站与DCS控制器之间均通过双绞屏蔽网线连接。
[0018]工程师站和操作员站与DCS控制器之间均通过交换机充当中间媒介。
[0019]所述煤粉高压密相输送控制系统还设置有电源模块，电源模块是将220V交流输入转换成5V/24V直流电输出，220V交流输入分别来自市电和UPS，互为冗余。
[0020]所述煤粉高压密相输送控制系统还设置有和DCS控制器同步工作的冗余控制器，当DCS控制器出现故障时，冗余控制器立即投入使用。
[0021]本实用新型工作时，现场的温度、压力、流量、阀门开度等信号通过采集模块采集至DCS控制器中，经过控制器运算后，计算结果通过模拟输出和数字输出模块反馈给现场执行机构，以此实现整个试验台的各种功能。
[0022]本实用新型的有益效果如下:
[0023](I)通过改变操作参数，可以实现不同输送管径下各工况的切换，适应性更广；
[0024](2)通过不同的控制策略，可以实现不同输送罐压力、接受罐压力、充压风、流化风、调节风等试验工况下试验研宄；
[0025](3)在线纪录、处理输送过程中相关物理量，如煤粉瞬时输送速率，瞬时表观气速，瞬时固气比等参数，便于试验过程直观观察与试验后分析。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的结构示意图。
[0027]其中，附图标记为:I采集模块，2 DCS控制器，3操作员站，4工程师站，5煤粉装卸系统，6DN10输送系统，7 DN15输送系统，8 DN25输送系统，9氮气供应系统，10冗余控制器。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实例和附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0029]本实用新型提供的基于DCS的煤粉高压密相输送控制系统，如附图1所示，包括采集模块1、DCS控制器2、操作员站3、工程师站4、模拟电压输出模块和数字电压输出模块、煤粉装卸系统5、三套输送系统和氮气供应系统9，其中:
[0030]煤粉装卸系统5、三套输送系统和氮气供应系统9作为采集模块I采集的对象模块，均与采集模块I连接；
[0031]DCS控制器2通过总线与采集模块I连接，用于处理通过总线接收的监控模拟量和监控数据量，得到与各系统(即采集的对象模块)相应的模块处理结果；
[0032]工程师站4，与对应DCS控制器2连接，通过编制组态工程文件，经过编译、下载到相应的DCS控制器2