DCS集散式控制系统在发电厂的运用

2008-03-26 11:15:06来源: www.aetnet.com.cn

  本文重点介绍集散系统控制(DCS)在发电厂的应用,并对主要控制功能的设计思路进行详细的叙述。

  1.发电系统配置

  1.1 DCS组成

  发电厂控制系统,全厂设置1套集散控制系统(DCS),集中操作与各工段分散控制相结合的系统运行模式。系统采用德国西门子公司SIMATIC PCS7新型控制系统,整个系统控制由一台工程师站、五台操作站、一台资料档案站、五台过程处理中心组成。控制系统通信拥有现代高速的以太网(10/100LAN),冗余的通信设备,总的设计I/O点数包括2条生产线、汽轮发电机、中低压电气系统及公用系统都有各自独立的控制器,每个焚烧线安装了7个远程I/O(输入/输出)站,一个汽轮发电机远程I/O(输入/输出)站,一个远程I/O(输入/输出)站控制公用系统,中低压电气的信号单独处理。实现了生产过程状态监视、运行操作、过程控制、事件报警、运行联锁、安全保护,完成数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)和联锁保护(PRO)等系统功能。

  1.2 DCS的I/O点数

  系统总的设计I/O点数系统为2303点,系统实际容量为3100点。I/O点的数量分布如下:

  

  

  

  

  2.DCS控制功能

  2.1操作员站

  数据采集和处理:定时采集全站生产过程输入、输出信号(包括开关量、模拟量、脉冲量)经滤波,检出事故、故障、状态信号和模拟信号参数变化,实时地更新数据库,为监控系统提供运行状态的数据。将自动装置的动作按动作顺序记录。模拟量设置上上限、上限、下限、下下限等几个限值,当测量值越限时发出报警。事件产生时,启动相关的事故追忆记录,输出事故前、后一段时间内的模拟量值,追忆数据的测点和周期可定义。

  控制操作:画面显示及流程显示、控制调节、趋势显示、分级报警管理及实时和历史显示、报表管理和打印、操作记录、运行状态显示、在线参数组态设置、操作权限保护等功能。控制中实现安全操作闭锁功能。

  事件报警:在系统发生事件或运行设备工作异常进行报警。

  系统自诊断:监控系统在线自诊断能力。可以诊断出通讯通道、I/O模块等故障,并进行报警和在系统自诊断表中记录。

  系统维护:系统在线软件自我监控系统。

  控制系统采用国际流行的上位机监控方式,整个控制系统的运行操作和监视全部在上位机实现。在上位机上不仅能显示系统设备的运行状态、过程参数、报警等,在上位监控中还对PLC、总线模块等电源及通讯状态进行显示,对重要I/O信号的故障状态进行显示,方便故障的排除,还可以进行各运行方式的选择和切换,进行自动程控操作,同时还具有模拟量参数显示、棒状图显示、声光报警、打印制表等功能。

  2.2 工程师站

  提供一套台式工程师站,用于程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库和画面的编辑及修改。工程师站能调出任一已定义的系统显示画面,在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等,均能通过数据高速公路加载到操作员站。

  工程师站能通过数据高速公路,既可调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据,还可将组态数据从工程师站上下载到各分散处理单元和操作员站。此外,当重新组态的数据被确认后,系统能自动的刷新其内存。

  工程师站包括站用处理器、图形处理器及能容纳系统内所有数据库、各种显示和系统程序所需的主存储器和外存设备。还提供系统趋势显示所需的历史趋势缓冲器。

  工程师站设置软件保护密码,以防一般人员擅自改变控制策略、应用程序和系统数据库。

  工程师站兼有历史数据站功能。

  工程师站能支持光盘刻录机等辅助设备。

  工程师站能进行性能计算、文件传送等。

  2.3以太网系统

  系统网络分为下层控制网、上层管理网。下层控制网采用同轴屏敝电缆,适合欧洲Profibus标准,通过每个ET200M上的IM153-1通讯卡与AS417-2DP控制器互相连接,满足现场信号的采集、处理和控制器的冗余通讯,为Profibus-DP现场通讯网。上层管理网采用同轴电缆,适合欧洲Profibus标准。通过OS站、ES站和控制器上的CP443-5通讯卡相连接,满足操作员站、工程师站对现场设备的监视、控制和管理,实现数据共享。另一类为采用同轴细缆,符合TCP/IP协议的管理以太网,通过OS站、ES站上的D-LINK网卡连接,主要实现工程师和工厂管理网之间文件管理。

  2. 4过程处理中心

  过程处理中心选型型号为AS417-4-2H。操作站利用CP1613与冗余软件包相连,在出现故障时,容错通信自动的继续进行。电源配有浪涌保护

  PLC系统能在高的电气噪声,无线电波干扰和振动环境下连续正常运行。所有在可编程控制器系统中的硬件能在环境温度-10~50℃,相对湿度为5~95%的范围内连续正常运行。

  中央处理单元(CPU)设置足够容量的存储器。

  当CPU掉电后,不会导致程序或数据丢失。

  过程控制、监视和用所需的故障诊断等,其使用功能设置于可编程控制器内。这些功能至少包括下列内容:实时时钟和日历、继电器和锁存继电器、过渡触点、计时器、计数器、算术运算、逻辑功能、移位寄存器等。

  2.5系统控制软件

  操作员站OS和工程师站ES均采用微软英文版Windows NT Workstation V4.0作为操作系统,附加安装版Package 3和Internet explorer 4.0,汉字处理采用中文之星For Windows NT V2.0,使得除工程师组态以外的所有信息、界面均实现汉化。

  操作员站另加载了SIMATIC WINCC RT 64K Tags、 NET Profibus-S7、WINCC ADVANCED PROCESS CTRL.、WINCC BASIC PROCESS CTRL.等监控软件。在操作员站所加载软件的基础上,工程师站还加装了SIMATIC STEP7 BASIS V4.0、CFC V4.0、S7-SCL V4.0、SFC V4.X 等组态功能软件。除用于系统软、硬件组态外,ES站具有与OS站完全相同的功能,可以兼做OS站,起到了降低用户成本的作用。

 

关键字:工程师站  上位机  DCS  Profibus  发电厂  控制系统  浪涌保护  模拟量控

编辑:ssb 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2008/0326/article_626.html
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