300MW火电机组DCS组态系统分析与调试课程标准.doc

《300MW火电机组DCS组态系统分析与调试》课程标准课程名称：300MW火电机组DCS组态系统分析与调试课程编号：104BY372课程性质：必修总学时数：80（理论学时数：32 ，实践学时数： 48 ）学分：5适用专业：生产过程自动化技术一、课程的性质与任务《300MW火电机组DCS组态系统分析与调试》是以培养熟练使用与维护大型火电厂DCS模拟量控制系统的高技能人才为目标，满足大中型火电机组DCS控制组态维护岗位人才需求而设置的一门生产过程自动化技术专业的必修专业综合技能课。

通过本门课程的训练学生能快速准确阅读大型火电机组MCS、CCS系统的组态源码，并探究其设计的工程背景，并能自行设计小型系统的DCS组态，从而能够初步具备维护大型DCS系统的技术能力。

本课程是在《火电机组运行实习》、《计算机分散控制系统应用基础》、《热工保护与程序控制系统设计与调试》等课程的修习后开设的综合技能课程。

二、课程设计思想本门课程是在典型工作任务指导下，基于生产过程的项目化教学设计；为了培养学生互助协作的工作方法、细致有序的工作作风、勇于承担的职业素质以及技艺纯熟的工作能力，以单元机组DCS调试实际工程项目为载体设计教学项目，教学项目为原型项目的典型工艺片段，并采用小组讨论（每小组4~5名成员，每组虚拟为独立的法人实体）、角色扮演（学生扮演企业员工和法人角色，教师扮演企业负责人和用户双重角色）和项目教学的方法，将火电厂MCS、SCS系统维护所必须的理论知识以及基础技能融合成八个项目，每个项目的最终成果以企业的形式提交并展示，成果由企业评审团（学生）和用户（授课教师、特约嘉宾）共同评议，并作为过程考核依据记录在相关学习手册中。

课程设计的八个项目分别是：项目一除盐水箱控制策略设计与调试；项目二凝汽器水位控制策略设计与调试；项目三除氧器水位、压力控制策略设计与调试；项目四汽包给水控制策略设计与调试；项目五过热器减温水控制策略设计与调试；项目六风烟系统控制策略设计与调试；项目七燃烧系统控制策略设计与调试；项目八 CCS控制策略设计与测试。

电气工程与自动化♦Dianqi Gongcheng yu Zidonghua300 MW火电机组协调控制系统优化杨宏斌(山西临汾热电有限公司，山西临汾041000)摘要:分析了同煤集团山西临汾热电有限公司原协调控制系统存在的问题，找出了电厂机组AGC调节品质较差的本质原因，并 针对协调系统锅炉汽机主控以及调节过程中涉及的燃烧子系统的自动控制进行了优化。

优化后的机组双细则考核和补偿数据证明了 该方案的适用性和有效性。

关键词:AGC;协调;优化0引言同煤集团山西临汾热电两台30万kW机组的DCS系统采用 的是北京国电智深NT+控制系统,汽轮机电液调节系统DEH 采用美国ABB公司的Symphonyx系统。

控制功能方面，DCS系 统实现了MCS自动控制系统、顺序控制系统SCS、锅炉安全 监控系统FSSS、数据采集系统DAS及事故追忆SOE功能，而 DEH系统则对汽轮机启停、调门控制和重要参数进行监视和 保护。

机组协调控制方式为锅炉跟随汽机，即当机组在CCS控 制方式和AGC控制时，锅炉调节汽压，汽机髙压调汽门控制 功率，将汽压偏差引入汽轮机主控制器，让汽轮机在控制功 率的同时，配合锅炉共同控制主蒸汽压力，以改变汽压的控制 质量。

1现存问题分析及解决方案临汾热电两台机组设计接收来自中调AGC信号，由CCS 系统计算负荷偏差，并计算出机组目标负荷，由DEH系统进行 负荷调节。

临汾热电2014年双机运行以来，AGC调节品质差、一次调频动作不正确,造成机组整个协调控制系统品质差，影 响了机组的各项指标要求。

从现场来看，主要存在以下问题：锅炉侧惯性迟延较大、磨煤机制粉风量控制差，导致实发功率 不能及时跟随调度指令;高压阀门摆动,造成负荷不稳，恶化 了调节品质;一次调频动作不可靠。

以上问题的存在,造成临 汾热电两台机组不能达到两个细则对于机组稳定性、准确性、快速性的要求。

1.1磨煤机制粉风量控制差1.1.1原因分析AGC功能主要有三个闭环控制:机组控制环、区域调节控 制环和计划跟踪环,机组控制环由DCS自动实现;区域调节控 制的目的是使区域控制误差调到零，这是AGC的核心;区域计 划跟踪控制的目的是按计划提供发电基点功率。

300MW机组DCS系统汽机部分内容一．DAS（数据采集与显示）系统1.DAS系统的内容：DAS系统（数据采集与显示系统），它为DCS系统的基础系统，它的作用是以一定的速度采集和显示所有的IO（开关量和模拟量）点的适时数据和状态，为其他系统提供调节、监视依据。

DAS系统包括：汽机、电气、锅炉各热力系统的流程图、成组显示、棒状显示、趋势曲线、机组日报表、月报表及启停报表、事故追忆和顺序事件记录等等。

2. DAS系统的功能：⑴运行人员可以从流程图上监视到各IO点的适时运行参数，报警状态，从被控制的设备上可以直接调出相应的操作画面或窗口，在监视适时参数的同时进行控制操作。

同时显示各开关量的状态和进程情况监视。

DAS系统还包括历史及事故追忆功能，其历史数据库数据采集的分辩率分为1S、2S、4S 3种。

⑵当机组运行中参数超限时进行即使报警，按照报警参数的重要性，分为3个等级，即数据报警为1级；控制报警为2级；变送器报警为3级。

运行人员可以在当前报警和历史报警栏中检查报警参数的数值和时间。

⑶按照机组日报表、月报表和启停报表的格式将数据编入报表中，可以系统地、有规律地检查和监视参数的变化和方便抄表。

⑷可以在趋势曲线窗口任意进行相关画面上的8组适时参数趋势曲线的组态，也可检查30天中有关参数的历史曲线。

⑸在DAS系统画面上可以对阀门、电动机进行在线开、关或启、停操作以及联动、联锁、保护开关的投入或解除。

⑹在DAS画面的菜单栏内可以进行流程图画面、成组画面、趋势画面、CCS画面、SCS画面、禁操画面的相互之间的切换和锅炉、电气、汽机总菜单的切换调用。

二．CCS（协调控制）系统1. 协调控制系统的作用：由单回路控制器和与之相联系的设备和信号指令系统组成。

协调控制系统的作用是对某一个控制对象或者多个控制对象进行单回路调节或协调控制调节，以达到控制对象的参数自动调节或人为调节，确保调节过程的安全性和稳定性。

2.在单回路控制系统中，分为单冲量调节和多冲量调节方式，所谓单冲量调节方式就是以单个数据为调节和反馈对象的调节方式，没有其他的数据对调整过程进行修正。

《组态技术()应用与实践》课程标准课程名称：组态技术()应用与实践适用专业：电气自动化计划课时：课程学分：先修课程：电力电子与变频技术应用，技术及工程应用后续课程：顶岗实习制订人：课程标准内容第一部分：前言随着以工业为核心的工控集成系统技术的日趋完善和工程技术人员使用组态软件水平的不断提高，工控组态软件和、变频器、传感器、气动技术作为自动化技术集成部分正突飞猛进地在各行各业发展着。

《组态技术（）应用与实践》是电气自动化专业核心模块顶岗实习的前修课程。

该课程标准参考高级技术资格的技能和知识要求，依据电气自动化专业人才培养规格要求课程教学目标制定。

该课程通过企业真实项目——水处理系统的组态软件和人机界面开发的训练，培养工控系统设计、集成、人机界面组态、调试、维护、改造、运行、销售等总综合应用能力的高素质、高技能人才。

一、课程性质本课程是一门新兴技术课程，是电气自动化专业的核心。

本课程以专业技术综合应用能力培养为目标，以关键能力的培养贯穿全过程，以实际应用为重点，培养学生熟练掌握利用工控计算机组态现场人机界面监控技术，实时监控现场的运行状态、实时查询数据和曲线、打印各种需要的报表，以及具有将工控组态技术、可编程控制器技术、变频器技术、传感器技术、驱动技术的集成应用能力和现场维护能力。

二、课程理念（一）工作过程模式和“行为导向”教学的职业行为模式相结合选择在和企业合作过程在、中开发的典型、先进、可操作的项目放入了课堂，以该课程的“ 硬件集成、软件组态、控制编程、安装调试”关键能力为主线，围绕该技术岗位的工作过程模式：“工控项目了解一方案设计一硬件集成T流程图绘制一软件组态一控制编程T安装调试一评价验收一技术资料编写”深入展开“行为导向”教学，每个阶段从“收集信息阶段、独立制定工作计划阶段、决定阶段、实施阶段、检查阶段、评估阶段”完整的职业行为模式和教师主导模块、学生拓展模块和课程设计模块三个教学实践层次引导学生关键能力和职业素质的培养。

300MW机组DCS系统改造实施经验分析背景300MW机组直流电压调节稳定系统是电厂生产关键设备之一，其主要作用是控制机组输出电压的稳定性和可靠性，以保证电网和负荷的安全稳定运行。

然而，随着电力行业技术的发展和电力市场竞争的加剧，电厂对机组DCS系统的要求越来越高，要求其实现更高的效率和更可靠的运行。

因此，对于现有的机组DCS系统，进行升级改造是非常必要的。

目的本文主要是对一台300MW机组DCS系统的改造实施经验进行分析，旨在总结改造工作中的优点和不足，为以后的类似改造项目提供一定的参考和借鉴。

现状分析改造前，机组DCS系统的性能已经出现了一些问题，主要表现在以下两个方面：•自动调节功能受限。

机组电压的自动调节功能存在不足，无法实现电压的精细调节和稳定控制，给设备的安全运行带来一定的风险。

•监测和故障诊断能力不强。

DCS系统的监测和故障诊断能力较弱，无法准确识别设备故障，并及时进行处理和维护，给电厂生产带来了很大的影响。

改造方案为了解决机组DCS系统现有的问题，改造方案主要包括以下两点：1. 系统升级首先，需要对DCS系统进行升级，增加自动调节功能和监测和故障诊断能力。

在升级过程中，我们选用了较先进的数字化控制技术，通过数字控制器和智能控制算法对机组电压进行精细调节和稳定控制，从而增强了系统的控制和调节能力。

同时，在升级过程中我们也优化了系统的监测和故障诊断能力，引进了一系列新的监测和诊断技术，如基于波形识别的在线监测技术、智能化故障诊断算法等。

这些技术的应用，大大增强了系统对设备的监测和故障诊断能力，提高了系统的可靠性和稳定性。

2. 人员培训除了采取技术手段对DCS系统进行升级，我们还注重对人员的培训工作。

在改造过程中，我们组织了一系列培训课程，包括技术培训、操作培训、维护培训等。

在培训过程中，我们强调操作规程和标准化管理，帮助人员更好地熟悉系统的使用和运行，提高了系统的可操作性和维护性。

改造效果经过改造，机组DCS系统的自动调节功能和监测和故障诊断能力得到了大幅提升。

课程设计说明书学生姓名:学号：学院:班级:题目:300MW火电机组协调控制系统指导老师:2010年 12 月 23 日1选题背景1.1设计目的通过本课程设计，使学生能较好的运用过程控制的基本概念、基础理论与方法，根据大型火电机组的生产实际，对火电机组的过程控制系统进行分析，设计出原理正确，功能较为全面的300MW火电机组协调控制系统。

随着单元机组的发展，必须将汽轮机和锅炉作为一个整体进行控制，而机、炉的调节特性有相当大的差别，锅炉是一个热惯性大、反应很慢的调节对象，而汽轮机相对是一个惯性小、反应快的调节对象。

因此要用协调控制系统，保证在满足负荷要求的同时，保持主要运行参数的稳定。

1.2设计内容和要求（1）负荷指令管理部分输入参数：外部负荷要求指令（就地指令，中调指令ADS，电网频率变化所要求负荷指令）。

输出参数：实际负荷指令错误！未找到引用源。

，锅炉负荷指令。

负荷指令限制回路：a、最大/最小允许负荷限制回路b、负荷返回回路（RB）常用辅机：送风机、引风机、给水泵、发电机失磁、备用、规定返回速率c、迫升/迫降回路（RUN UP/DOWN）d、闭锁增/减回路（BLOCK INCERASE/DECREASE）e、负荷快速切断回路（Fast Cut Back）负荷操作：LMCC（负荷管理中心）面板:增、减负荷按钮：中、高、低速选择；速度限制（速率整定在3%-5%）（2）机炉负荷控制部分：输入参数：第一级压力错误！未找到引用源。

，机前压力错误！未找到引用源。

、机前压力定值错误！未找到引用源。

、锅炉负荷指令、实际负荷指令错误！未找到引用源。

、频率偏差错误！未找到引用源。

、实发功率错误！未找到引用源。

输出参数：锅炉指令、至DEH的负荷指令锅炉主控制器：a、前馈信号形成错误！未找到引用源。

b、机前压力定值形成定压、滑压汽机主控：三个调节器：汽机机前压力调节器、电功率调节器、蒸汽流量调节器工作方式：a、以锅炉跟随为基础的CCS（功率控制）b、锅炉跟随（非电功率）c、汽机跟随（电功率）d、手动系统跟踪：a、汽机基本，且汽机处于（就地）控制时，实际负荷指令跟踪DEH负荷基准b、炉基本时，锅炉主控指令跟随锅炉负荷指令c、非功率控制方式时，电功率调节器输出跟踪错误！未找到引用源。

300MW机组DCS控制及保护运行规程0607一、前言该文档旨在规范300MW机组DCS控制及保护运行，保障机组的正常、安全运行。

机组DCS控制及保护是机组自动化控制系统的核心部分，在机组的运行中扮演着重要的角色。

二、机组DCS控制2.1 控制模式机组DCS控制分为自动和手动两种模式，自动模式下，涡轮机、发电机、锅炉各子系统的控制由DCS实现；手动模式下，涡轮机、发电机、锅炉各子系统控制由现场手动控制，DCS仅提供数据支持。

2.2 运行模式机组DCS控制可分为以下几种运行模式：•常规运行模式在常规运行模式下，机组按照设计要求进行常规功率调整和负荷调整，系统通过DCS控制，自动完成子系统的协调工作。

•调度控制模式在调度控制模式下，电网调度控制中心通过遥控系统控制机组，以便根据电力系统的实时调度要求控制机组的运行模式、负荷运行点等指标。

•单机运行模式在单机运行模式下，单机独立运行，控制系统仅针对单机内部的负荷、功率等指标进行控制。

2.3 控制流程机组DCS控制的流程如下：1.组织机组启动过程；2.检查机组的各个部件运行状态，并提供相应测量值；3.分析测量值，进行计算；4.输出控制量，改变机组的运行状态。

2.4 控制参数在机组DCS控制中，有多种控制参数需注意，包括但不限于以下几点：•空气预热器风门开度；•离心通风机电机功率；•给水泵机组启动次数；•主汽压力限制；•排污阀开度等。

三、机组保护运行3.1 保护模式机组保护运行主要分为以下几种模式：•欠频保护与过频保护•欠频和过频两者同时存在的情况下，优先断开欠频一侧；•低电压保护与高电压保护•故障保护3.2 保护参数在机组保护运行中，有多种保护参数需注意，包括但不限于以下几点：•发电机过载；•发电机短路；•涡轮机过速；•涡轮机过温；•转子极速度；•机组连续失去调功。

3.3 保护措施针对以上保护参数，在机组保护运行中，需要采取相应的保护措施，包括但不限于以下几点：•发电机过载保护：过载时应迅速减载；•发电机短路保护：短路时应迅速断开；•涡轮机过速保护：控制调速器；•涡轮机过温保护：止水阀关闭；•转子极速度保护：削减发电机输出功率；•机组连续失去调功保护：保障机组调控。

《300MW火电机组DCS组态系统分析与调试》课程标准课程名称：300MW火电机组DCS组态系统分析与调试课程编号：104BY372课程性质：必修总学时数：80（理论学时数：32 ，实践学时数： 48 ）学分：5适用专业：生产过程自动化技术一、课程的性质与任务《300MW火电机组DCS组态系统分析与调试》是以培养熟练使用与维护大型火电厂DCS模拟量控制系统的高技能人才为目标，满足大中型火电机组DCS控制组态维护岗位人才需求而设置的一门生产过程自动化技术专业的必修专业综合技能课。

通过本门课程的训练学生能快速准确阅读大型火电机组MCS、CCS系统的组态源码，并探究其设计的工程背景，并能自行设计小型系统的DCS组态，从而能够初步具备维护大型DCS系统的技术能力。

本课程是在《火电机组运行实习》、《计算机分散控制系统应用基础》、《热工保护与程序控制系统设计与调试》等课程的修习后开设的综合技能课程。

二、课程设计思想本门课程是在典型工作任务指导下，基于生产过程的项目化教学设计；为了培养学生互助协作的工作方法、细致有序的工作作风、勇于承担的职业素质以及技艺纯熟的工作能力，以单元机组DCS调试实际工程项目为载体设计教学项目，教学项目为原型项目的典型工艺片段，并采用小组讨论（每小组4~5名成员，每组虚拟为独立的法人实体）、角色扮演（学生扮演企业员工和法人角色，教师扮演企业负责人和用户双重角色）和项目教学的方法，将火电厂MCS、SCS系统维护所必须的理论知识以及基础技能融合成八个项目，每个项目的最终成果以企业的形式提交并展示，成果由企业评审团（学生）和用户（授课教师、特约嘉宾）共同评议，并作为过程考核依据记录在相关学习手册中。

课程设计的八个项目分别是：项目一除盐水箱控制策略设计与调试；项目二凝汽器水位控制策略设计与调试；项目三除氧器水位、压力控制策略设计与调试；项目四汽包给水控制策略设计与调试；项目五过热器减温水控制策略设计与调试；项目六风烟系统控制策略设计与调试；项目七燃烧系统控制策略设计与调试；项目八 CCS控制策略设计与测试。

《DCS自控基础》课程标准一、课程性质（一）课程定位本课程是中等职业学校化学工艺专业化工设备使用与维护方向的一门专业技能方向课程，本标准是依据化学工艺专业人才培养方案中人才培养规格和DCS自控基础课程目标要求，参照化学工艺专业专家研讨会分析所得的典型工作任务"DCS的安装、调试、维护"的相关要求，主要用于指导DCS的安装、调试、维护基础课程的教学与建设工作。

（二）设计思路DCS自控基础课程是生自专业的一门学习领域课程和专业核心课程，是校企合作开发的基于发电厂实际生产过程的工作过程系统化的一体化课程。

DCS自控基础课程是使学生较全面、综合地运用所学课程的知识进行集散控制系统控制策略组态、人机界面的组态、集散控制系统综合调试等内容，培养学生查阅有关参考资料进行设计和组态的能力，以及分析问题和解决问题的独立工作能力，形成严肃认真和负责的态度。

DCS自控基础课程与化工设备维修基础、化学产品分析与检测、工业电器与仪表等课程同时开设。

本课程的教学建议学时为126学时，7学分，分1学期开设。

二、课程目标通过DCS自控基础课程的学习，使学生运用分散控制系统的软件、硬件、通信等知识，根据任务要求，进行系统的设计、软硬件的组态、调试、维护等工作。

（一）知识目标1.掌握DCS控制系统的安装、检修工作；2.掌握DCS控制系统控制策略组态、监控画面组态、系统调试、故障排除等工作；3.掌握针对现场热工对象诸如全程给水系统、主蒸汽温度控制系统、燃烧控制系统、汽轮机控制系统的控制策略的组态，调试和运行。

（二）能力目标1.具备知识更新能力和可持续发展能力；2.能够制定和安排工作计划、搜集、整理、分析相关工程资料；3.能主动探索与研究完成工作任务所遇到的问题；4.能在完成工作任务后及时进行归纳总结。

（三）素质目标1.具有较强的表达能力、社会能力；2.具有团队合作、交流沟通的能力能承受挫折，勇于改正错误，完善自我。

300MW火电机组仿真机冷态启动运行规程一.冷态滑参数启动1. 机组启动前的检查及系统确认22. 机组辅助设备及系统投运 43. 锅炉点火124. 汽机冲转145. 并网带初负荷166. 机组升负荷至额定18机组启动前的检查及系统确认DCS系统检查确认各DCS操作站已送电，能正常开机，开机后运行正常。

确认各DCS操作站的系统画面均正常，菜单与系统画面、系统画面与系统画面之间能正常切换，系统数据指示正常。

确认各DCS操作站系统画面中的各操作端均能正常弹出，操作正常。

确认各DCS操作站中的机、炉、电光字牌正常，试验能全部点亮，指示正确。

确认各DCS操作站中的机、炉、电事故及报警音响正常，经试验全部正确。

锅炉系统检查进入DCS 的“BMS”画面，确认MFT首出、OFT首出、锅炉吹扫、油泄漏实验、油点火条件、煤点火条件均显示正常；两台探冷风机、密封风机全停，风机连锁在解除位置。

进入DCS“锅炉火焰状态”画面，确认锅炉油层、煤层无火焰指示。

进入DCS“磨煤机A～F”画面，确认各制粉系统所有转机在停止状态、挡板在关闭状态，系统各参数指示正常。

进入DCS“油层OA～OC”画面，确认各油层油角阀在关闭状态，油层无火焰，系统各参数指示正常。

进入DCS“锅炉风烟系统”画面，确认所有转机设备在停止状态、挡板在关闭状态，系统各参数指示正常。

进入DCS“锅炉风烟挡板”画面，确认所有燃料风、二次风、燃油风挡板在关闭状态，燃烧器在水平位置，系统各参数指示正常。

进入DCS“锅炉送风机系统”和“送风机本体及系统”画面，确认所有转机设备在停止状态、挡板及阀门在关闭状态，系统各参数指示正常。

进入DCS“锅炉引风机系统”和“引风机本体及系统”画面，确认所有转机设备在停止状态、挡板及阀门在关闭状态，系统各参数指示正常。

进入DCS“锅炉一次风机系统”和“一次风机本体及系统”画面，确认所有转机设备在停止状态、挡板及阀门在关闭状态，系统各参数指示正常。