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1、本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题 目：DCS控制发电厂监控系统设计学生姓名：学 号：专 业：班 级：指导教师：56第一章 摘 要随着发电厂综合自动化的发展，电力系统监控已有了长足的发展。分布式系统广泛应用于电力系统中。目前利用scada系统对发电系统进行实时监控已经趋向成熟，随着新技术的发展及应用力控组态软件由于支持多方硬件设备的驱动广泛应用在实际的发电厂。DCS将成为今后的发展趋势。论文首先分析DCS监控的范围和控制要求,并就有关DCS硬件配置、软件功能；其次分析讨论了力控组态软件的特点，应用；最后根据电气系统控制的特点，应用力控的态软件实现DCS控制发电厂监控。关键词：集散系统；发电厂
2、；力控 第二章 AbstractWith the development of integrated automation power plants, power system monitoring has been a significant development.Distributed systems are widely used in electric power systems.Scada system currently used for real-time power system monitoring has been maturing, with the developme
3、nt and application of new technologies forcecontrol configuration software of the hardware device driver to support multi-widely used in actual power plants.Distributed Control System will be the future trend. Paper first analyzes the scope of Distributed Control System monitoring and control requir
4、ements, and on the Distributed Control System hardware configuration, software functions;Followed by analysis and discussion of the power control configuration software features, applications;Finally, according to the characteristics of electric system control, application control configuration soft
5、ware power plant Distributed Control System control monitoring.Keywords: Distributed Control System；Power station；ForceControl 目 录第一章 摘 要II第二章 AbstractIII第一章 绪论41.1课题研究的背景和意义41.2 本论文的研究目的和主要内容4第二章 集散系统52.1集散系统定义52.2 DCS系统原理52.3 集散系统的特点62.4 DCS在国内外的发展与应用状态7第三章 力控组态软件93.1 关于力控PCAuto93.1.1力控产品发展史103.1.
6、2关于力控PCAuto组态生成的数据文件及应用目录说明103.2软件构成：103.3开发、运行系统123.3.1 概述123.3.2内部组件133.3.3内部控件133.4实时数据库（DB）143.5设备通讯程序（IO SERVER）153.6WWW服务器特点：153.7安装信息16第四章 THLDK2型 电力系统使用说明184.1 产品介绍及功能简介184.1.1 产品介绍184.1.2 功能简介184.2 运行环境194.3 安装运行软件194.3.1 安装及运行步骤194.4 操作窗口功能介绍194.5 监控系统监控范围、功能234.5.1电气系统监控范围234.5.2电气系统单元组功能
7、234.6发电厂电气监控系统的总体设计24第五章 发电厂监控265.1实验室系统主接线265.2力控组态软件的安装、学习、页面制作265.2.1力控组态软件的安装265.2.2力控组态软件的基础及页面制作275.2.3、创建组态界面285.2.4 定义I/O设备295.2.5 创建实时数据库315.2.6 数据连接335.2.7 变量定义345.3 设计过程355.4工程运行结果465.4.1 IP地址设置说明465.4.2.运行结果：47第六章 总结54感谢55参考文献56 第一章 绪论1.1课题研究的背景和意义发电厂中热工自动化和电气系统自动化的水平反映了整个电厂的运行管理水平。随着计算机
8、技术及网络技术的发展和日益成熟，大型火力发电厂单元机组电气控制全面采用DCS己成为可能，并已逐步在各工程中进行实践。分散控制系统DCS是集计算机、通信、图形显示和控制四大技术于一体的自动化综合系统，他基于控制功能分散、操作管理集中、信息共享的原则，具有运算能力强、实时、可靠和精度高、操作简单、检修维护方便、人机界面友善等的特点。我国火力发电厂对DCS的运用始于八十年代，主要是热工专业运用于对机炉生产过程的控制。大型火力发电厂电气控制全面采用DCS在国内还是近几年的事，但国外大机组电气采用DCS监控己有成功的运行经验，热工专业采用DCS监控系统多年来已积累了丰富的经验，现行的自动化设计和目标也要
9、求大型火力发电厂电气控制系统全面进入DCS，因此在火力发电厂中电气监控系统采用DCS已成为今后发展的方向。1.2 本论文的研究目的和主要内容随着机组向大容量、高参数发展，发电厂的电气自动化程度却越来越重要，但电气的监控由于传统的原因，自动化水平仍较低。随着电力市场的发展，要求运行人员必须具有对电气系统参数集中监控的手段，特别是对发电厂电气系统的运行管理，并与电气防误操作相结合，提高电气控制的安全性和可靠性。因此，提高电厂的电气自动化控制水平的要求日益增加。本论文的研究目的是电气主接线图、各个终端RTU的选型及相关参数及与主控端通信方案的设计。本课题研究的方向是先进合理的发电厂电气监控(ECS)
10、方案。本论文的内容具体安排如下:第一章绪论首先论述了课题研究的背景和意义第二章DCS发展历程、现状和发展趋势;。第三章力控组态软件; 第四章主要分析了发电厂电气监控系统的组态模式，设计了监控系统的具体构建。第五章主要介绍了力控组态软件应用于发电厂的设计过程。第六章整篇论文的结论。第二章 集散系统2.1集散系统定义DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功
11、能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。2.2 DCS系统原理DCS系统为Valmet Automation的 DAMATIC XD控制系统。电磁流量计其控制原理为：现场检测设备从现场采集来的信号经I/O单元的A/D转换，通过 I/O总线把数据传到过程接口控制器（PIC），在过程站（PCS）需要时，PIC沿现场总线把数据发送到PCS的现场总线控制器（FBC），FBC对接 收到的信号进行滤波和线性化，然后发送到PCS的CPU。PCS的CPU依照系统组态对数据进行处理和运算，并发送所需的数据到网络连接单元（NCU）。 网络连接单元通过系统总线与其他站进行通信。
12、经过程站CPU处理的数据，涡街流量计经FBC、本系统在制浆造纸污水处理生产过程中具有以下功能： 从被控的制浆造纸污水处理生产过程中收集和处理测量数据；收集和处理制浆造纸污水处理生产过程中执行器的状态数据；对制浆造纸污水处理生产过程进行监视和 控制；对制浆造纸污水处理用电动机、电磁阀、电动阀进行控制和电动机、阀门群控，设备运行状态和趋势、报警记录等各种信息。d报警站：由CPU和网络连接单元（NCU）组成。在接收过程站处理的报警和信息记录并将其送到报警打印机打 印。e报告打印机：打印每日报表。f现场检测仪表和执行机构：由各类变送器。调节阀、电磁网和电机等组成，涡轮流量计变送器采集生产现场的各项工艺
13、参数，并将其 以标准信号的方式送到DCS的I/0单元。执行机构接受DCS送来的调节信号对生产过程进行控制。污水工段的DCS系统通过系统总线与全厂的DCS系统构 成了一个DCS网络且能够相互通信、互相查看。通过污水处理的DCS操作终端可以查看全厂各个生产车间和工段的生产情况。状态，以便及时调整控制污水处理 的各项工艺运行参数，同时也方便生产调度。通过调度室的DCS终端更快、更全面地了解全厂生产情况，及时进行生产调度优化。并提供所需联锁控制；进行浮点计算；进行逻辑操作；进行顺序作；进行批量 操作；收集历史数据并在趋势画面上显示通过记录仪画面，支持记录仪组态；支持模拟盘组态提供精确报警；提供打印报表
14、；具有与其他系统连接的I/O装置；在 用户和生产过程间进行内部信息的通讯；提供维护、保养记录文件；生产过程管理。现场总线、IO单元的DA转换成标准信号，最后送到现场执行机构从 而完成对生产过程的自动控制。操作员通过操作站终端输人各种操作指令到操作站（OPS）并经系统总线传送到系统其他各站，来实现操作员对系统工艺的操作和 对生产设备监控。原理图如图2.1所示：图 2.1 原理图DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。2.3 集散系统的特点DCS具有以下特点
15、：（1）高可靠性。由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。（2）开放性。DCS采用开放式，标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。（3）灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。（4）易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故
