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1、学号：104090727毕 业 设 计课 题 300MW 单元机组操作评分系统的设计与调试 设 计 人 系 部 动力工程系 专业名称 生产过程自动化技术 指导教师 评 阅 人 2011 年 12 月 23 日摘 要本设计任务针对目前电厂仿真机评分系统评价维度较少、可实施性、可移植性不理想，并且不利于图形化建模等问题,依据大系统建模理论,提出一种电站仿真机评分系统的分解模型。该模型利用条件序列的概念实现了参数与设备的分解、设备与设备的分解、评价指标与参数及设备的分解、工况与参数及设备的分解。实践证明分解后的电站仿真机评分系统分解模型非常适用于图形化建模，并且具有多层次、多维度、可移植、易实施等优
2、点。设计内容主要来源于广西电力职业技术学院生产过程自动化技术专业 300MW 机组操作系统。本设计着重培养学生综合分析、解决问题和独立工作能力；同时也影响学生的工作态度、工作作风等。是学习深化、拓宽、综合运用所学集散控制方面知识的重要过程；是学习、研究与实践成果的全面总结和检验。本设计中以评分模块 RmkRLE 和评分统计模块 OPRSTC 为主,搭建以 And、Or、Not、Time 等模块为主要路径。在整个任务完成里，大部分操作系统能达到评分效果，一些操作系统缺省了数据就不能达到既定的要求，有待改进。广西电力职业技术学院仿真中心 300MW 机组是以广西自治区内典型 300MW 机组为原型
3、，DCS 采用全虚拟 DPU 方式，组态 95%以上部分为原生态组态。模型平台实现了与新华控制有限责任公司 XDPS 控制软件无缝结合，比较逼真地实现了 300MW 机组的 DCS、ECS、单元机组运行以及典型事故模拟。模拟系统中配有炉膛安全监察系统（FSSS）和机炉协调控制系统（CCS）。炉膛安全监察系统（FSSS），是由燃料安全联锁系统（FSS）和燃烧器控制系统（BCS）两部分组成，它能在锅炉正常启动、运行和停止等运行方式下，连续监视燃烧系统的参数和状态，并进行逻辑运算和判断，借助控制装置对给定的输入用预先编辑的程序给予快速反应使得复杂的安全连锁程序自动运行，以保证锅炉炉膛及燃料系统设备的
4、安全，可更有效提高锅炉运行的安全性。在防止运行人员操作事故及设备事故引起的的锅炉炉膛爆炸方面起着重要作用。机炉协调控制系统（CCS）就是根据机、炉的运行状态和控制要求，选择适应机组控制的运行方式。具体要求就是快速适应大范围负荷变化率，在整个负荷变化范围内要求机组有良好的负荷适应能力，机组主要运行参数在负荷变化过程中保持相对稳定，保证机组在整个负荷变化范围内有较高的效率，即锅炉、汽机和主要辅机（送风机、引风机、一次风机、给煤机、给水泵等）参数保持较小范围的波动且能快速适应机组负荷变动关键词： 300MW 机组；仿真运行；操作考核；评分系统 目 录前言1一、评分系统设计原理 2（一）核心模块的介绍
5、2（二）搭建实例3（三）评分规则设计6二、评分系统设计举例17（一）制粉系统评分设计 17（二）评分系统的启动于复归的设计 17（三）评分系统分数统计组态的设计 18三、评分系统画面的绘制19四、评分系统的测试21（一）启动测试 21（二）操作动作信号传输测试 21（三）正确操作数累计的测试 22（四）分值的统计测试 22结论23致谢23参考文献24附录24广西电力职业技术学院 毕业设计第 1 页 共 29 页前言仿真机主要是培训学员适应各个岗位、各个工况所对应的设备的操作能力，同时培养学员对各种典型故障的参数辨识能力以及快速处理能力。因此仿真机培训系统必须提供四个基本鉴定：1.操作人员对装置
6、运行状态的监视能力鉴定（或称参数辨识能力的鉴定）；2.当前运行状态的操作响应能力和控制能力（或称操作能力）；3.对某种原因导致运行状态发生变化后的判断能力与解释能力鉴定（或称事故处理能力的鉴定）；4.与相关岗位协调操作的能力鉴定，且这些能力都是相互耦合的。所有的能力的评价都来取决于操作员的某次序列的操作、操作过程中的系统参数变化以及操作员依据参数变化进行的序列操作。 现行的操作培训考核评估分人工考核和自动评分，前者不可避免地带有主考官的主观意愿，直接影响到考核的客观性和公正性。人工的考核方法可操作性很差，考评成绩易受人为因素的影响，很难客观地评价操作人员的操作成绩，尤其在瞬态运行过程中对操作响
7、应的变化很难作出评判。对仿真机学员的培训考核，采用仿真培训自动评分系统，可以大大提高考核的客观性和公正性，减轻参加培训人员的身心压力，提高考核效率。因此，对仿真培训自动评分系统的设计具有重要意义。根据仿真操作来说，评分系统的评价内容包括：1. 操作评分，包括操作步骤分和操作质量分。步骤分是根据学员的操作次序和操作时间是否符合标准来确定得分情况；操作质量分是根据学员实际操作与系统设定参数的偏离状态程度来确定评分。2. 故障处理能力评分。根据处理故障需要的时间以及能否正确处理故障来评分，这步也包含了操作质量分和操作步骤分。3. 过程曲线评分。在操作过程中考察参数变化趋势与设定曲线的吻合程度，根据实
8、际曲线和理想曲线偏差的程度来给学员的操作评分。该评分系统设计的主要内容包括:核心模块的介绍、评分系统搭建的介绍、冷态启动之冲转并网评分操作的设计与搭建、冷态启动之升负荷评分操作设计与搭建、冷态启动之升负荷评分操作(150MW)设计与搭建、冷态启动之升负荷评分操作(300MW)设计与搭建、滑停评分操作(300MW)设计与搭建、事故处理操作(300MW)设计与搭建、评分系统启动和复归的设计与搭建、分数统计的设计与搭建、画面的绘制、画面跟组态的连接以及评分系统的调试，其中有系统单环的调试、系统多环的调试、系统与画面结合的调试。此外还对 300WM 仿真系统进行配置包括：画面的配置、点表的配置、IP
9、的配置等，一系列评分系统设计与搭建前的准备工作。广西电力职业技术学院 毕业设计第 2 页 共 29 页一、评分系统设计原理（一）核心模块介绍RmkRLE 模块 （评分规则模块）输入 Tgl 启动触发条件CFlg 考核大环境标识Tst 检测条件Rst 复归信号DESC 检测序号输出 Out 考评分数Rmt 评语序号DESC 已评判标志参数SCR 考核权重评分规则模块的实质是用于描述仿真机的正确操作路径的有向支路。当前驱 Tst 满足时，才能走通至 Tgl,走通后评分记为权重所对应分值。如果后继走不通，而前驱已满足，则表示该路径有操作项出错，此时需要给出评语的序号，也就是该支路正确的走通规则，这就
10、是评分规则模块的基本工作原理。譬如定子冷却水压力不为低信号为定子冷却水泵启动的后继，如果以定子冷却水压力不为低作为后继检测定子冷却水泵是否已经启动，从逻辑上来讲是可行的，但从实用的角度来看是无效的，因为这个检测方法会导致如果操作者不启动定子冷却水泵，定子冷却水压力一定无法满足要求，也就是该条件无法触发，并且定子冷却水压力信号满足，定子冷却水泵一定已经启动，这样的评价也就失去意义。所以我们改造一下前驱和后继，也就是将定子冷却水泵启动后延时 5 分钟，等待 5 分钟主要考虑到流体的流速，定子冷却水泵启动 5 分钟前应该发生冷却水压力满足事件，如果不满足，也就是该路径出现了操作失误。Tgl 表示后继
11、 Tst 表示前驱参数 SCR 表示考核权值DESC 表示支路序号广西电力职业技术学院 毕业设计第 3 页 共 29 页【定子冷却水泵启动后 5 分钟检测定子冷却水压力是否不为低】为一条路径规则，这是一条经典的改造一般意义上的前驱和后继操作概念的方法，那就是延时检测。考核大环境标识可以用作评分系统启动、停止或者冷态启动、热态启动、极态启动、事故考核的分类条件。也就是该支路应该出现在哪一个评价环节，如果不设置则认为所有的环节均参与考核。支路序号会随着评分的进程以文本形式保存在SI300MWSPdat SDPURESULT 文件夹下。因此评分过程需要及时清空该文件夹。在评分系统的有向图描述中，Rm
12、kRLE 模块的实质是组成了评分系统的有向图路径，而为了不影响路径的判断，我们采用了唤醒法，即在认为应该到【后继】节点生效时检测前驱节点是否完成后续的操作。或者我们称之为条件。当然这里就有些歧义的理解，原则上讲我们应该将所有的操作置为节点，但这样评分过于细节，也没有太多必要，所以我们可以采取将某些操作作为【条件】，这样就可以设计简化后的路径，或者大的路径概念。譬如：冷却水泵启动为前驱；那么冷却水泵启动后应该发生什么？那就是冷却水压力要满足运行要求。如果后继应该发生而没有发生，则表明从冷却水泵启动到冷却水压力满足的路径上，缺少了水箱水位满足或者就地阀门没有开启的信息。当然如果我们需要细化冷却水这
13、个评价细节，可以对该评分项进行拆分。即【冷却水泵启动时检测水箱水位是否合适】，这个水箱水位为前驱，冷却水泵启动为后继。【定子冷却水泵启动后 5 分钟检测定子冷却水压力是否不为低】，冷却水泵启动为前驱，定子冷却水压力是否不为低为后继。励磁启动时检测定子冷却水压力是否不为低，【定子冷却水压力是否不为低】为前驱，【励磁启动】为后继。这样我们是不是很清晰地得到了一个水箱补水 定子冷却水泵启动 定子冷却水泵合适（5 分钟内或者前手动门操作） 励磁启动的唯一前向路径。图 1 触发式规则广西电力职业技术学院 毕业设计第 4 页 共 29 页（二） 搭建实例定子冷却水泵投入后延时 3 分钟，检查压力是否为低。
14、【定子冷却水泵出口母管压力低】、【发电机定子冷却水进口压力低】（该项目主要是考察定冷水就地门是否开启）搭建步骤一：定子冷却水泵投入是指 A 泵或者 B 泵。在操作画面中找到泵的操作器后，弹出操作器，在【已启】信息栏【右键】，【单点】即可查找到该操作器的节点号【即 DPU 号】。复制其【测点名】，并在【源节点号】【9】即 DPU9 中找到该点的操作器，找到设备的合闸状态点，作为【运行】判断，并将点设为共享。广西电力职业技术学院 毕业设计第 5 页 共 29 页图 2 触发式点查找搭建步骤二：分别查找到定子冷却水泵 A 或者 B 的设备运行状态表达变量，在 XDI模块处将其设为共享。图 3 触发式点查找搭建步骤三：分别将规则的触发条件（后继），检测条件（前驱），规则的序号等信息连接进评分规则模块。图 4 触发模块连接搭建步骤四：将评分规则输出连接至评分统计模块中。统计时可以进行分类统计。广西电力职业技术学院 毕业
