浅析电厂集控设计与运行技术 .doc

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1、浅析电厂集控设计与运行技术1电厂集控运行概述1.1集散控制系统集散控制系统(TotalDistributedControlSystem)，以下简称DCS系统，是以微处理器为基础的全分布式控制系统。自20世纪70年代第一套DCS系统问世以来，已经在工业自动化控制领域获得了广泛的应用，遍及冶金、石油化工、纺织、制造和电力等行业。该系统的主要特征在于集中管理和分散控制，随着电子信息技术的发展，DCS系统向着络化、实时化、高集成方向发展。DCS系统的产品繁多，但从系统组成来看，主要包括通信部分、集中管理与操作部分、分散过程控制部分，三者以通信部分作为纽带实现数据交换。1.2运行条件作为电场生产环

2、节当中的重要组成部分，要实现DCS系统需要计算技术、通信技术和硬件技术的支持。还需要拥有良好的外部环节，包括不断电的电源系统、温湿度控制系统、接地系统、集控室以及合理的线路布置。1.3系统特点①标准化、模块化、通用化。DCS系统是常规控制系统的延伸，在软硬件方面使用模块化设计，可适应多种不同的生产过程，同时采用大量标准化、通用化的技术，如PC机、PLC、操作平台等，使系统具有很高的兼容性。②控制能力。DCS系统当中通过软件实现控制功能，不仅具备常规控制系统的控制功能，还可通过优化控制算法提高控制能力，提高系统的稳定性。③人机互动。DCS系统使用图形显示系统和计算机外设(键盘)进行操作，直

3、观反映现场信息，值班人员可随时查看任意画面，同时通过外设键入指令，对生产过程进行调整。这种调整具有实时性，实现这一特点的关键在于分散过程控制层和通信系统。2电厂集控设计某电厂拟安装2套发电机组，其中1号机组汽轮机1台，锅炉2台;2号机组汽轮机1台，锅炉1台。2.1系统设计2.1.1结构方案。DCS系统的设计应能够覆盖拟安装的2套发电机组以及温度控制、湿度控制、减温减压站、公用系统等对象，实现集中远程控制。系统结构层次以图1所示为参考，设现场分布过程控制层、集中操作与监控层、综合管理层。组件多组双CPU冗余服务器，3号锅炉安装FSSS(锅炉炉膛安全监控系统)。2套发电机组通过控制线缆分别接

4、入6套AS控制站，公共系统等通过现场总线接入AS控制站。接入7组OS控制站、1个历史站、1个工程师站，以工业以太组成络通信。2.1.2硬件选型①分布式过程控制层。分布式过程控制层的核心使用西门子S7系列PLC(S7-200/300/400),设置6组冗余控制器分别控制2套机组及公用系统等。锅炉控制器使用3组CPU417-4H，汽轮机控制器采用2组CPU417-4H，公用系统采用1组CPU417-4H，使用PS407电源，通讯模块使用CP443-1、SM321、SM322、SM331、SM332和ET200M等。②操作管理单元。操作管理单元的工程师站的主要设备为戴尔工业控制计算机，采用西门

5、子Step7V5.3编程平台，程序需要具备数据采集功能、回路控制功能、连锁控制功能、流量累计功能等。操作员站的工作平台统一为戴尔工业控制计算机，分配6台计算机控制锅炉，每台锅炉分配2台，汽轮机和公共系统由剩下的3台计算机控制并互为冗余，3台计算之间均可进行数据交换。组态软件使用PI/DP和DP专用接口。MPI接口可建立32个节点的简单络，数据传输速率187.5Kbit/s。CPU可以通过通信总线与总线上的节点以及MPI上的节点建立64个连接。DP专用接口为PROFIBUS总线，可实现冗余、分布式自动化组态，便于使用，可将分布式I/O作为集中式I/O来处理。每个CPU需要对ET200M从站

6、分配独立的IP(PROFIBUS-DP站地址)，配置CP5611TO通讯卡，分配独立IP。各层级当中的通信络为同一个络当中的不同段。线材采用专用DP线，保证通讯质量。④实现功能。一是主画面控制。主画面显示生产流程当中的各个环节检测值和设备运行情况，按生产流程依次显示。同时，给每一个控制回路设计独立控制面板，显示方式为弹出。用户可点击主画面当中的相应控制键进入需要的控制回路，操作员可在该控制面板上进行手动操作、调整参数等操作。二是显示历史曲线。对液位、温度、流量、压力等进行历史曲线显示。三是报警。若系统当中出现故障，系统会给出提示，提示内容包括软硬件的故障信息。其中，软件故障信息包括调节超

7、时、检测值超限等用户自定义的故障;硬件故障则包括通信故障、无法启动电机等。四是参数集中显示。以表格的形式根据用户需要集中显示过程控制当中的重要数据，方便用户了解现场运行情况。五是参数设置。参数设置只能在工程师站进行，并且需要相应的控制权限，用于修改重要参数如PID控制参数等。六是打印报表。累计班别生产流量，并提供打印功能。2.2集控室布置集控室作为DCS系统的中控室，操作员站、历史站和工程师站都集中于此，是整个生产环节产生的控制信息