一種磁懸浮orc廢熱發(fā)電一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種磁懸浮ORC廢熱發(fā)電一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，將原化工生產(chǎn)線、廢熱發(fā)電線接入同一數(shù)據(jù)庫、同一工業(yè)以太網(wǎng)、同一DCS/PLC軟件、同一軟件兼容DCS/PLC硬件、同一人機(jī)界面的,實現(xiàn)一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制，確保設(shè)備安全、長期、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，使工廠廢熱最大化轉(zhuǎn)換為電能，使企業(yè)效益達(dá)到最大化。
【專利說明】一種磁懸浮ORC廢熱發(fā)電一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動控制領(lǐng)域，特別涉及到一種磁懸浮ORC廢熱發(fā)電一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle，簡稱0RC)是以低沸點有機(jī)物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)；低品位工業(yè)廢熱資源特點:具有多樣性(氣態(tài)、液態(tài)、成分復(fù)雜)、低參數(shù)(溫度低于200°C)、不穩(wěn)定(壓力、流量波動幅度大、頻率快)，例如大量的工廠排氣煙囪、火炬、造紙和紙漿工業(yè)的高溫液體、燃?xì)廨啓C(jī)的排氣和柴油發(fā)動機(jī)的尾氣、冶金化工工業(yè)的生產(chǎn)低溫廢氣等。
[0003]國內(nèi)現(xiàn)狀，針對廢熱回收利用發(fā)電市場的開發(fā)，鑒于工藝、設(shè)備、技術(shù)、投資回報高低等因素限制，目前基本上都是針對高品位廢熱(主要溫度高于250°C)領(lǐng)域，利用單壓、雙壓、閃蒸發(fā)電工藝、利用水蒸汽推動汽輪機(jī)發(fā)電，鑒于高品位廢熱回收發(fā)電項目技術(shù)比較成熟、投資回報較高，所有在這一領(lǐng)域競爭異常激烈；但在低品位廢熱領(lǐng)域，具有溫度低于200°C且變化幅度大、變化頻率高、成分復(fù)雜、小而散等特點，由于技術(shù)的局限性，在國內(nèi)只有寥寥幾家涉及，都是利用的有機(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電工藝，該工藝是利用汽化的有機(jī)工質(zhì)推動磁懸浮禍輪機(jī)發(fā)電。
[0004]國內(nèi)化工廠由于生產(chǎn)規(guī)劃、資金、技術(shù)等問題，原工廠生產(chǎn)線與磁懸浮ORC廢熱發(fā)電系統(tǒng)大都不是同時建設(shè)，即使是同期建設(shè)，由于原工廠生產(chǎn)線和發(fā)電站屬于不同行業(yè)、所要求的自動化專業(yè)技術(shù)不同，所采用的控制系統(tǒng)也不是同一品牌，即使是同一品牌的系統(tǒng)，也是完全獨立的兩個系統(tǒng)，因此通常會形成兩個完全獨立的孤島系統(tǒng)。由于兩個系統(tǒng)完全獨立、各自為政，往往在實際生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)不共享、溝通不及時，會造成熱源浪費，甚至可能會影響到原生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種磁懸浮ORC廢熱發(fā)電一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)提供一種基于整個工廠的同一數(shù)據(jù)庫、同一工業(yè)以太網(wǎng)、同一 DCS/PLC軟件、同一軟件兼容DCS/PLC硬件、同一人機(jī)界面的一體化控制系統(tǒng)，即原化工生產(chǎn)線和廢熱發(fā)電系統(tǒng)座位同一個系統(tǒng)的不同控制站，通過一個整體數(shù)據(jù)庫查詢數(shù)據(jù)、判斷故障、分析問題，通過一個工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、控制聯(lián)鎖、盲點顯示，通過同一人機(jī)界面實現(xiàn)協(xié)調(diào)運行，保證工藝策略和生產(chǎn)管理的實現(xiàn)，確保設(shè)備安全、長期、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，達(dá)到廢熱發(fā)電利用最大化。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0007]從設(shè)計出發(fā)，將原化工生產(chǎn)線DCS、廢熱發(fā)電DCS進(jìn)行同步一體化設(shè)計，采用“域”的控制理念，即化工生產(chǎn)線、廢熱發(fā)電工段作為整個工廠DCS系統(tǒng)地不同的“域”，通過共用同一操作平臺、同一工業(yè)以太網(wǎng)、同一數(shù)據(jù)庫、同一兼容品牌系統(tǒng)硬件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享、協(xié)調(diào)控制、連鎖運行，從而實現(xiàn)局部操作、全局監(jiān)控，穩(wěn)定質(zhì)量、提高發(fā)電的目的。
[0008]從實施出發(fā)，可以同步，也可以分步實施某一 “域”，從而實現(xiàn)整體劃一的一體化控制系統(tǒng)。原化工生產(chǎn)線“域”由生產(chǎn)線控制站組成；廢熱發(fā)電“域”由廢熱換熱控制站、磁懸浮渦輪控制站、發(fā)電機(jī)控制站組成。
[0009]現(xiàn)場層:現(xiàn)場智能總線設(shè)備采用Profibus DP通信標(biāo)準(zhǔn)與CPU控制器進(jìn)行通信；
[0010]控制管理層:采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)系統(tǒng)控制器及操作站之間的通信；各層之間相互獨立又相互聯(lián)系，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，以達(dá)到DCS的分散控制，集中管理的目的。
[0011]將生產(chǎn)線控制站、廢熱換熱控制站、磁懸浮渦輪控制站、發(fā)電機(jī)控制站接入企業(yè)主干網(wǎng)即工業(yè)以太網(wǎng)。采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)企業(yè)主干網(wǎng)的通訊，主干網(wǎng)可以是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也可以是總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0012]原化工生產(chǎn)線“域”和廢熱發(fā)電“域”共用一臺服務(wù)器即工程師站，生產(chǎn)線控制站、廢熱換熱控制站、磁懸浮渦輪控制站、發(fā)電控制站通過工業(yè)以太網(wǎng)將信號數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器，信號數(shù)據(jù)經(jīng)過服務(wù)器處理后送至各個操作站，由操作員對生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)視控制。由于共用了同一臺服務(wù)器，將各個工作站直接連接至工業(yè)以太網(wǎng)，由服務(wù)器直接讀取全部信號、數(shù)據(jù)信息，在操作員站上實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、控制聯(lián)鎖、盲點顯示。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的完全共享，原化工生產(chǎn)線操作工在操作本工段的同時也能監(jiān)視本線的其他工段以及廢熱發(fā)電站運行參數(shù)，廢熱發(fā)電操作工也是如此。這樣原化工生產(chǎn)線工段和廢熱發(fā)電工段不再相互獨立，各自為政。為了更好的保證權(quán)責(zé)分明，在系統(tǒng)中設(shè)定本站的操作工只對本站具有操作和監(jiān)視權(quán)限，對它站具有監(jiān)視權(quán)限，沒有操作權(quán)限。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，通過本系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、控制聯(lián)鎖、盲點顯示，保證了原生產(chǎn)線和廢熱發(fā)電站線無縫連接、一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制，確保設(shè)備安全、長期、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，使工廠廢熱最大化轉(zhuǎn)換為電能，使企業(yè)效益達(dá)到最大化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是本系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)連接示意圖；
[0016]圖2是本系統(tǒng)多“域” 一體化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0017]圖1、2中，將原化工生產(chǎn)線DCS、廢熱發(fā)電DCS進(jìn)行同步一體化設(shè)計，采用“域”的控制理念，即化工生產(chǎn)線、廢熱發(fā)電工段作為整個工廠DCS系統(tǒng)地不同的“域”，共用同一操作平臺、同一工業(yè)以太網(wǎng)、同一數(shù)據(jù)庫、同一兼容品牌系統(tǒng)硬件。
[0018]原化工生產(chǎn)線“域”由生產(chǎn)線控制站組成；廢熱發(fā)電“域”由廢熱換熱控制站、磁懸浮渦輪控制站、發(fā)電控制站組成。
[0019]現(xiàn)場層:現(xiàn)場智能總線設(shè)備采用Profibus DP通信標(biāo)準(zhǔn)與CPU控制器進(jìn)行通信；
[0020]控制管理層:采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)系統(tǒng)控制器及操作站之間的通信；各層之間相互獨立又相互聯(lián)系，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，以達(dá)到DCS的分散控制，集中管理的目的。
[0021]將生產(chǎn)線控制站、廢熱換熱控制站、磁懸浮渦輪控制站、發(fā)電控制站接入企業(yè)主干網(wǎng)即工業(yè)以太網(wǎng)。采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)企業(yè)主干網(wǎng)的通訊，主干網(wǎng)可以是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也可以是總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁懸浮ORC廢熱發(fā)電一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由生產(chǎn)線工段、廢熱換熱控制工段、磁懸浮渦輪控制工段、發(fā)電機(jī)控制工段組成，其特征是：該系統(tǒng)共用同一操作平臺、同一工業(yè)以太網(wǎng)、同一數(shù)據(jù)庫、同一兼容品牌系統(tǒng)硬件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磁懸浮ORC廢熱發(fā)電一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征是：設(shè)計上將本系統(tǒng)分為原化工生產(chǎn)線“域”和廢熱發(fā)電“域”:原化工生產(chǎn)線“域”由生產(chǎn)線控制站組成；廢熱發(fā)電“域”由廢熱換熱控制站、磁懸浮渦輪控制站、發(fā)電機(jī)控制站組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磁懸浮ORC廢熱發(fā)電一體化自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征是：采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)企業(yè)主干網(wǎng)的通訊，企業(yè)主干網(wǎng)可以是星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也可以是總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G05B19/418GK204256486SQ201420501246
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】葉金輝 申請人:葉金輝