电厂DCS应用技术介绍.

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1、DCS应用技术 DCS概要 DCS组成 DCS的硬件 DCS的系统软件 DCS的应用 DCS的硬件结构 人机接口 操作员站 和工程师站 控制单元 控制器 I/O模件 电源 网络 工程师站操作员站 工程师站操作员站 控制器 I/O模件 控制单元结构 DCS的系统软件 人机接口系统软件 人机接口组态工具软件 控制器的系统软件 控制器组态工具软件 维护等工具软件 DCS的发展趋势 向上建立实时数据平台 向下实施现场总线 图像、声音等多媒体技术的应用 建立数字化、信息化电厂 工程师站操作员站 实时数据库 服务器 磁盘阵列 隔离器 客户机 应用机 DCS SIS 建立实时数据平台 MIS SIS实时信息

2、系统 网络隔离器 网络隔离器 水工检测 在线振动分析 主变系统 巡捡数据库 采集虚网 SIS虚网 实时数据库 服务器 磁盘阵列 事件服务器 磁带机 MIS虚网 Cisco 6509 实时WEB服务器 SIS客户户机 Cisco 3550 SIS应用服务器 DCS系统统 控制器 I/O模件 工程师站操作员站 I/O模件+现场总路线 整体现场总线 现场总线 工程师站操作员站 多煤体数据 服务器 磁盘阵列 客户机 DCS与图像、声音等多媒体集成一体 数字化、信息化电厂发展趋势 信号源数字化（温度等低成本信号采用智能前端集中处理后数 字化） 阀门、挡板、电气开关等被控对象数字化，通过机电一体化的 方法

3、提高这些设备的质量和智能化程度，不仅完成常规的设备 状态数据采集和开关、启停、定位控制控制，还将提供故障、 维护和寿命管理等信息，还将完成局部控制。 DCS的软件发展，现场总线产品的标准化，将使现场总的信号 源和被控对象将会像“即插即用”的计算产品哪样使用方便，使 设备管理带来革命性发展。 图像、声音等多媒体技术，尤其图像、声音的处理、识别技术 的发展将提供监控一个新的空间。 建立与DCS一体化安全可靠的“海量”数据库平台，在这一平台 上将会有大量的应用软件，它们将对机组运行的数据进行分析 处理，使数据变成有用的信息，提高电厂的运行管理水平。与 MIS结合，降低运行成本、维修和检修成本，为公司

4、决策提供依 据。 DCS工程实施 用户（设计院）提供PI、初步I/O清单。 双方商定控制功能分配原则。 DCS供货商进行硬件布置。 双方修改和完善I/O清单，硬件冻结。 用户协调机组的设备供货商提高控制系统功能设计输入 资料，最好由锅炉、汽机的供货商提供控制策略。 DCS供货商根据用户提供的资料做出控制方案，一般以 类似的项目做参考。 双方商定控制方案。 DCS组态，期间用户定期检查，操作画面最好有运行人 员参与确认。 DCS功能测试（仿真）、出厂验收。 现场调试和投运。 I/O清单 过程参数信号 压力、流量、液位等的420mA信号 热电偶、热电阻温度信号 压力、流量、液位等开关量信号 其他

5、二位式阀门、风门对象接口信号 开指令 DO 关指令 DO 开到位 DI 关到位 DI 故障 DI （仅电动门有） p故障 开过力矩 DI 关过力矩 DI 过载 DI 辅机对象接口信号 启动（合闸）指令 DO 停止（分闸）指令 DO 运行（合闸） DI 停止（分闸） DI 合闸回路监视器 DI 分闸回路监视器 DI 保护动作 DI 接地报警 DI 过负荷 DI 功率 AI 电流 AI I/O清单的属性 TAG名是DCS数据库的关键字段，建议使用 KKS等标准 信号描述、信号类型、量程、单位、报警等等 信号DCS侧的物理地址、信号源的地址 I/O清单的交换 以“EXCEL”编写I/O清单 用户（设

6、计院）提供包含TAG名、信号描述、 信号类型等基本信息的初步I/O清单 DCS供货商做I/O配置，在I/O清单中增加信号 DCS侧的物理地址 同时只能一方修改，逐步完善I/O清单 最终变成一份完整的DCS数据库 控制器功能分配 控制器功能分配的原则 硬件故障对工艺影响相对最小原则， 如二台引风机不放在同一控制器中。 控制器的负荷较小，注意控制器的设 置周期。 控制器的负荷相近原则。 控制器之间通讯量最小原则，相关设 备放在同一控制器。 合适的控制器数量。 控制器按功能分配 DAS MCS FSSS SCS ECS DEH/MEH 其他 控制器按工艺分配 锅锅炉风风烟系统统A/B 锅锅炉汽水系统

7、统 锅锅炉燃烧烧系统统（分组组） FSS（或机组组保护护系统统） CCS（机组负组负 荷调节调节 系统统，狭义义CCS） 汽机侧辅侧辅 机A/B 汽机侧给侧给 水系统统 汽机侧侧凝水系统统 DEH（包括汽机本体相关设备设备 ） I/O模件的分配的原则 模件故障对机组影响最小原则，冗余的信 号分配在不同的I/O模件中，并列（备用 ）的设备分配在不同的I/O模件中 。 模件柜的模件数分配相近原则，使电源的 电耗比较平均。 工艺系统模件的物理位置相对独立原则。 便于安装和维护原则。 硬件布置对称原则，如油枪、制粉系统、 A/B侧风烟系统等完全可以做到布置相同 。 DCS应用软件设计和组态 DCS应用

8、软件设计和组态内容 控制和显示基本功能的标准化设计 辅机启动条件 辅机的跳闸原因 设备间的联锁要求 工艺系统启停顺序 调节系统的控制策略 操作画面的设计和组态 控制器的控制逻辑组态 1号高加紧急放水电动门TRUETRUE#1高加水位H1FALSEFALSE#1高加水位不高1号高加至2号高加疏水电动门TRUETRUEFALSE#2高加水位H2#2高加水位不高FALSE 设备 名称 允许启/开允许停/关联锁启/开 联锁停 /关 自动启/开 自动 停/ 关 高压 交流油 泵 TRUETRUE润滑油压低 二值S20-P1 FALSEFALSE FALS E 低压 交流油 泵 TRUETRUE润滑油压低

9、 三值S20-P2 FALSEFALSE FALS E 直流油 泵 TRUETRUE 主油泵出口 油压低S20- P3 FALSEFALSE FALS E 顶轴 油泵A 顶轴油压正 常S20-P6 TRUEFALSEFALSE 顶轴油泵B跳闸FALS E 顶轴油泵B运行时 顶轴油压低S20-P4 顶轴 油泵B 顶轴油压正 常S20-P6 TRUEFALSEFALSE 顶轴油泵A跳闸FALS E 顶轴油泵A运行时 顶轴油压低S20-P4 排烟 风机TRUETRUE FALSEFALSEFALSE FALS E 盘车 装置TRUETRUE FALSEFALSEFALSE FALS E 凝结 水泵A

10、 凝汽器水位 不低时，凝 结水泵A出 口电动门 关 或备用方式 汽机跳闸或 凝结水泵B或 C运行（注： 同给水泵） FALSEFALSE 凝结水泵B跳闸 FALS E 凝结水泵C跳闸 凝结水泵运行时， 凝结水母管压力低 顺控设备控制基本功能的设计 辅机、电动门、电磁阀等二位式对象的基本 控制功能、操作显示功能。 阀门等调节对象的基本控制功能、操作显示 功能。 重要辅机启动条件显示 辅机跳闸逻辑及首出原因显示 二位式对象的基本控制和操作显示功 能 SCS和FSSS中的绝大部分对象是二位制控制，它们是各 种电压等级的辅机、电动门、气动门等。每种对象设计了 一个标准化的控制功能块，用来完成对象启（开

11、）、停（ 关）控制。 这些标准化的控制功能块通过硬接线的I/O信号与对象接口 ，向对象发出启（开）、停（关）指令，并接受对象的状 态反馈。 它通过DCS的内部信号与CRT和控制器的其他控制块接口 ，接受CRT的操作指令或其他控制块控制要求，完成相应 控制，并把合成后的状态信息发送给CRT显示或其他控制 块。 DCS控制的基本框架 1EAB00303 26212211 1EAB00304 26212212 1EAB00305 26212201 1EAB00306 26212202 引风机A 1EAB00309 26212207 1EAB00107 26212205 1EAB00308 26212

12、206 1EAB00310 26212208 BI01允许启 BI02启要求 BI03联锁启 BI04允许停 BI05停要求 BI06联锁停 启动指令BO01 跳闸状态BO05 运行状态BO03 停止状态BO04 停止指令BO02 运行反馈BI06/11 停止反馈BI07/12 保护动作BI01 合闸回路正常BI04 分闸回路正常BI05 过负荷BI02 接地BI03 故障状态BO06 03_EAB003_1 03_EQB003_2 FUNC_1 电流正常II01O1251308.HAI I/O 模 件 启动条件 跳闸 顺序控制 联锁/自启动 引风机A启动条件 引风机A高位润滑油箱油位正常 引

13、风机A轴承润滑油箱油位正常 引风机A轴承润滑油压正常 引风机A没故障和跳闸 引风机A动叶及出口档板关闭 引风机A进出口挡板和隔绝门开 炉膛压力正常 引风机A入口隔离挡板1在开位置 引风机A入口隔离挡板2在开位置 风烟通道允许启动引风机A 引风机A跳闸原因 送、引风机全运行时送风机A跳闸 二台送风机全停 引风机A轴承润滑油压低低 引风机A#1轴承温度高75 引风机A#2轴承温度高75 事故吹扫5分钟，炉膛压力超限 引风机A事故跳闸 控制器 CRT 设备 过 程 信 号 引风机A启动条件 引风机A高位润滑油箱油位正常 引风机A轴承润滑油箱油位正常 引风机A轴承润滑油压正常 引风机A没故障和跳闸 引

14、风机A动叶及出口档板关闭 引风机A进出口挡板和隔绝门开 炉膛压力正常 引风机A入口隔离挡板1在开位置 引风机A入口隔离挡板2在开位置 风烟通道允许启动引风机A 启动条件显示 顺控操作显示跳闸原因显示 对象操作面板 动态模拟图状态显示 DCS 辅机控制标准功能块 允许停(关)：只有允许停(关)条件满足，CRT上的停(关)操作和停(关)要求才能产生 “停(关)”输出指令。停(关)要求：停(关)要求输入用来接受系统内其他信号，主要 完成自动停(关)功能（顺控功能）。它作用和CRT上的停(关)操作相同，在允许停(关 )条件满足时如有停(关)要求，发出“停(关)”输出指令。 联锁停(关)：联锁停(关)输

15、入用来接受系统内其他信号，主要完成联锁停(关)和重要 辅机的跳闸功能。它具有最高优先级停(关)控制，如有联锁停(关)时，将旁路允许停 (关)条件，发出“停(关)”输出指令。对于重要辅机设计了跳闸的首出原因功能，当 出现危及设备运行的原因时，对有关辅机实施跳闸动作，并在CRT上显示该辅机跳闸 的首出原因。 允许启：只有允许启条件满足，CRT上的启操作和启要求才能产生“启”输出指令。 对于重要辅机，设计了防止误操作启动条件，当所有启动条件满足时，在CRT上显示 每一个启动条件的状态。 启要求：启要求输入用来接受系统内其他信号，主要完成自动启功能（顺控功能）。 它作用和CRT上的启操作相同，在允许启条件满足时如有启要求，发出“启”输出指 令。 联锁启：联锁启输入用来接受系统内其他信号，主要完成联锁启功能。它具有最高优 先级启控制，如有联锁启时，将旁路允许启条件，发出“启”输出指令。 手/自动方式切 换 试验方式