一种磁悬浮orc废热发电一体化自适应协调控制系统的制作方法
【专利摘要】一种磁悬浮ORC废热发电一体化自适应协调控制系统，将原化工生产线、废热发电线接入同一数据库、同一工业以太网、同一DCS/PLC软件、同一软件兼容DCS/PLC硬件、同一人机界面的,实现一体化自适应协调控制，确保设备安全、长期、稳定运转，使工厂废热最大化转换为电能，使企业效益达到最大化。
【专利说明】一种磁悬浮ORC废热发电一体化自适应协调控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业自动控制领域，特别涉及到一种磁悬浮ORC废热发电一体化自适应协调控制系统。
【背景技术】
[0002]有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称0RC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环；低品位工业废热资源特点:具有多样性(气态、液态、成分复杂)、低参数(温度低于200°C)、不稳定(压力、流量波动幅度大、频率快)，例如大量的工厂排气烟?、火炬、造纸和纸浆工业的高温液体、燃气轮机的排气和柴油发动机的尾气、冶金化工工业的生产低温废气等。
[0003]国内现状，针对废热回收利用发电市场的开发，鉴于工艺、设备、技术、投资回报高低等因素限制，目前基本上都是针对高品位废热(主要温度高于250°C)领域，利用单压、双压、闪蒸发电工艺、利用水蒸汽推动汽轮机发电，鉴于高品位废热回收发电项目技术比较成熟、投资回报较高，所有在这一领域竞争异常激烈；但在低品位废热领域，具有温度低于200°C且变化幅度大、变化频率高、成分复杂、小而散等特点，由于技术的局限性，在国内只有寥寥几家涉及，都是利用的有机郎肯循环发电工艺，该工艺是利用汽化的有机工质推动磁悬浮涡轮机发电。
[0004]国内化工厂由于生产规划、资金、技术等问题，原工厂生产线与磁悬浮ORC废热发电系统大都不是同时建设，即使是同期建设，由于原工厂生产线和发电站属于不同行业、所要求的自动化专业技术不同，所采用的控制系统也不是同一品牌，即使是同一品牌的系统，也是完全独立的两个系统，因此通常会形成两个完全独立的孤岛系统。由于两个系统完全独立、各自为政，往往在实际生产过程中数据不共享、沟通不及时，会造成热源浪费，甚至可能会影响到原生产线的正常生产。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种磁悬浮ORC废热发电一体化自适应协调控制系统，本系统提供一种基于整个工厂的同一数据库、同一工业以太网、同一 DCS/PLC软件、同一软件兼容DCS/PLC硬件、同一人机界面的一体化控制系统，即原化工生产线和废热发电系统座位同一个系统的不同控制站，通过一个整体数据库查询数据、判断故障、分析问题，通过一个工业以太网实现数据交换、控制联锁、盲点显示，通过同一人机界面实现协调运行，保证工艺策略和生产管理的实现，确保设备安全、长期、稳定运转，达到废热发电利用最大化。
[0006]本发明的技术解决方案:
从设计出发，将原化工生产线DCS、废热发电DCS进行同步一体化设计，采用“域”的控制理念，即化工生产线、废热发电工段作为整个工厂DCS系统地不同的“域”，通过共用同一操作平台、同一工业以太网、同一数据库、同一兼容品牌系统硬件，实现数据共享、资源共享、协调控制、连锁运行，从而实现局部操作、全局监控，稳定质量、提高发电的目的。
[0007]从实施出发，可以同步，也可以分步实施某一 “域”，从而实现整体划一的一体化控制系统。原化工生产线“域”由生产线控制站组成；废热发电“域”由废热换热控制站、磁悬浮涡轮控制站、发电机控制站组成。
[0008]现场层:现场智能总线设备采用Profibus DP通信标准与CPU控制器进行通信； 控制管理层:采用工业以太网TCP/IP协议实现系统控制器及操作站之间的通信；各层之间相互独立又相互联系，通过计算机网络系统连接，以达到DCS的分散控制，集中管理的目的。
[0009]将生产线控制站、废热换热控制站、磁悬浮涡轮控制站、发电机控制站接入企业主干网即工业以太网。采用工业以太网TCP/IP协议实现企业主干网的通讯，主干网可以是星形拓扑结构、环形拓扑结构，也可以是总线型拓扑结构。
[0010]原化工生产线“域”和废热发电“域”共用一台服务器即工程师站，生产线控制站、废热换热控制站、磁悬浮涡轮控制站、发电控制站通过工业以太网将信号数据传送至服务器，信号数据经过服务器处理后送至各个操作站，由操作员对生产线进行监视控制。由于共用了同一台服务器，将各个工作站直接连接至工业以太网，由服务器直接读取全部信号、数据信息，在操作员站上实现数据交换、控制联锁、盲点显示。实现了数据信息的完全共享，原化工生产线操作工在操作本工段的同时也能监视本线的其他工段以及废热发电站运行参数，废热发电操作工也是如此。这样原化工生产线工段和废热发电工段不再相互独立，各自为政。为了更好的保证权责分明，在系统中设定本站的操作工只对本站具有操作和监视权限，对它站具有监视权限，没有操作权限。
[0011]本发明的有益效果是，通过本系统实现数据交换、控制联锁、盲点显示，保证了原生产线和废热发电站线无缝连接、一体化自适应协调控制，确保设备安全、长期、稳定运转，使工厂废热最大化转换为电能，使企业效益达到最大化。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0013]图1是本系统设备结构连接示意图；
图2是本系统多“域”一体化控制系统结构图。
[0014]
【具体实施方式】
[0015]图1、2中，将原化工生产线DCS、废热发电DCS进行同步一体化设计，采用“域”的控制理念，即化工生产线、废热发电工段作为整个工厂DCS系统地不同的“域”，共用同一操作平台、同一工业以太网、同一数据库、同一兼容品牌系统硬件。
[0016]原化工生产线“域”由生产线控制站组成；废热发电“域”由废热换热控制站、磁悬浮涡轮控制站、发电控制站组成。
[0017]现场层:现场智能总线设备采用Profibus DP通信标准与CPU控制器进行通信； 控制管理层:采用工业以太网TCP/IP协议实现系统控制器及操作站之间的通信；各层之间相互独立又相互联系，通过计算机网络系统连接，以达到DCS的分散控制，集中管理的目的。
[0018]将生产线控制站、废热换热控制站、磁悬浮涡轮控制站、发电控制站接入企业主干网即工业以太网。采用工业以太网TCP/IP协议实现企业主干网的通讯，主干网可以是星形拓扑结构、环形拓扑结构，也可以是总线型拓扑结构。
【权利要求】
1.一种磁悬浮ORC废热发电一体化自适应协调控制系统，该系统由生产线工段、废热换热控制工段、磁悬浮涡轮控制工段、发电机控制工段组成，其特征是:该系统共用同一操作平台、同一工业以太网、同一数据库、同一兼容品牌系统硬件。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮ORC废热发电一体化自适应协调控制系统，其特征是:设计上将本系统分为原化工生产线“域”和废热发电“域”:原化工生产线“域”由生产线控制站组成；废热发电“域”由废热换热控制站、磁悬浮涡轮控制站、发电机控制站组成。
3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮ORC废热发电一体化自适应协调控制系统，其特征是:采用工业以太网TCP/IP协议实现企业主干网的通讯，企业主干网可以是星形拓扑结构、环形拓扑结构，也可以是总线型拓扑结构。
【文档编号】G05B19/418GK104199414SQ201410441891
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】叶金辉 申请人:叶金辉