大型火力发电厂辅助车间控制系统选择
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大型火力发电厂辅助车间系统控制方式及网络结构的研究文章从大型火力发电厂辅助车间的特点以及目前采用的控制系统现状入手,对辅助车间系统采用集中控制方式加以论述。
文中还对火力发电厂辅助车间控制系统网络结构选用做了详细分析和比较,并从工程技术水平和造价两个方面综合比较了常规辅助车间BOP网络结构控制方案与冗余星形拓扑结构的BOP以太网控制方案的优缺点。
标签:火力发电厂;辅助车间;BOP网;控制方式引言近年来国内外涌现出了一大批的单机容量1000MW的火力发电机组,其辅助车间系统的自动化水平也越来越受到行业的重视,电厂运行对辅助车间自动化要求也日渐提高,这就给辅助车间(系统)的网络设计和控制系统的应用提出了新的要求。
如何提高辅助车间控制系统及控制点配置的合理性和管控一体化水平,以满足辅助车间工艺系统的特点和地理位置的要求,已成为辅助车间控制系统设计的目标。
目前国内大型火力发电厂均按照全厂辅助生产车间控制网(BOP网)设置,该网通过数据通信网络与各个辅助车间(系统)控制系统相连,通过设置在CCR(集控室)的辅助车间操作员站,对全厂各个辅助车间系统进行监视和控制。
1 辅助车间(系统)网络结构1.1 型式一近年来设计的大型火力发电厂一般是根据设计规程,将同类型、同性质的辅助车间控制系统通过数据通讯方式连成相对集中的控制网,一般划分为水网、煤网、灰网,并在就地留有相应的水、煤、灰集中控制室,每个控制室都设有固定的运行值班人员。
水网连接的辅助车间有:锅炉补给水车间、净化站车间、凝结水精处理车间、工业废水车间、生活污水与含油污水处理车间、循环冷却加药车间、储氢车间、脱硫废水处理系统等,水网操作员站一般布置在就地补给水车间集中控制室内。
灰网连接的辅助车间有:气力输送及灰库系统、电除尘系统、除渣系统等,其操作员站布置在就地除灰集中控制室内。
煤网包括的辅助车间有:燃料储存、输煤等,一般在煤网控制室就地设置就地操作员站。
各电厂在水、煤、灰集中控制网基础上,通过数据通讯方式把各辅助车间连成一个整体的控制网,简称BOP网,BOP网操作员站布置在CCR控制室,可以实现运行人员在主厂房集控室完成对各辅助车间的运行监视,并了解辅助车间的运行状况,具体网络结构示意图见附图1。
火力发电厂辅助车间DCS系统与PLC系统在经济技术的比较【摘要】以DCS和PLC在历史沿革、技术特点、适用领域等方面进行的对比,说明DCS和PLC技术的特点和发展规律。
【关键词】DCS;PLC1 概述辅助系统(车间)的控制系统大多随工艺设备厂家成套提供,以往主要采用PLC+上位机实现,辅助控制系统的现状可以大致归纳如下:(1)大部分辅助控制系统采用多套(有的单位独立的控制系统多达十余套)PLC+上位机组成,控制系统间联系较少;即使部分系统通过通讯合并,通讯的不稳定性也给维护及运行带来不小的困难;同时也形成了辅助车间现场值班点多,致使辅助车间运行人员比机组运行人员还多、值班点分散,导致运行信息不能及时上传,管理人员不能及时掌握设备故障。
不利于管理,也不利于机组的安全运行。
(2)对于一些较小的辅助系统,往往由工艺设备自带小型PLC进行控制,或采用就地手操、远操和组合仪表等常规控制装置。
形成一个电厂使用的控制系统品牌繁杂,同样不利于设备管理及维护,也增加了备品储存的困难,一旦控制设备损坏不能及时得到补充,直接影响到生产。
(3)以往辅助控制系统由主体设备厂商配套提供,没有统一的设计标准,各设备厂商都按照自己的习惯设计系统,导致操作方式各异,容易造成误操作。
例如有的厂家将红色定义为运行、绿色定义为停止,有的将绿色定义为运行、红色定义为停止;有的操作要经过二次确认,有的只要点击一次设备就启动了,等等诸如此类的情况不胜枚举。
(4)由于辅助控制系统间各自独立,系统信息与主控系统相互之间通信稳定性差,甚至无法进行通信,与SIS/MIS之间的信息无法交换,致使管理人员经常到就地控制室去了解运行情况,不便于防患于未然,从而导致了应对突发事件的能力及手段必然降低。
(5)DCS与PLC在长期发展过程中,不断互相取长补短,目前两者的通用性越来越明显,目前国内电厂中有全厂均采用PLC控制系统的,也有全厂均采用DCS控制系统的。
火力发电厂大型单元机组工艺特点及其对控制系统的要求业界领先的tempo评估服务高分段能力,高性能贴片保险丝专为oem设计师和工程师而设计的产品使用安捷伦电源,赢取ipad2samtec连接器完整的信号来源每天新产品时刻新体验完整的15a开关模式电源火力发电厂是一个能源转化的工厂。
它把煤、油等一次能源-化学能,转化成通用性广、效率高的二次能源-电能。
产品(电能)无法储存,发电、供电和用电同时完成,而且要求速度快、质量高。
火力发电机组是由锅炉、汽轮机和发电机三大主机及其众多辅助设备组成。
锅炉的任务是生产蒸汽,即把煤、油等燃料的化学能转化成具有一定压力和温度的蒸汽的热能;汽轮机把蒸汽的热能转化成机械能;而发电机则把机械能转化成电厂的最终产品-电能。
由此可见,大型单元机组的特点就是已连续生产,安全、经济运行非常关键。
特别就是随着机组容量的减小,参数的提升,系统更加巨大繁杂。
通常存有数千甚至上万个参数须要监控、操作方式和掌控,而且多种运转方式和转换关系并使掌控对象特性多样。
锅炉和汽轮机做为蒸汽的供需两方,须要维持一定的能量均衡,否则就毁坏了正常运转。
而锅炉对机组负荷变化的积极响应具备很大的惯性,从冷却指令发生改变至蒸汽压力变化存有很大的落后和惯性。
相对而言,汽轮机的惯性必须太少得多,这就使单元机组对负荷的适应能力与维持汽压平衡之间的矛盾越来越注重。
因此,火力发电厂大型单元机组控制系统的设计主要着重于掌控、报警、监测、维护四大功能,缩写camp。
为了同时实现这些功能,大型单元机组通常必须备有如下控制系统:数据采集监测系统通常具备以下功能:◆crt显示功能(如系统图、趋势曲线、测量值列表显示、棒形图显示等)◆越限报警(每一项参数都可以设置越限报警值,一旦参数越限,则进行声光报警)◆制表功能(如定期报表,经济指标报表、历史记录报表等)◆事故序列列印及事故缅怀功能(自动列印事故出现的经过以及该事故前后的有关数据,以便分析事故出现原因和经过)◆性能计算功能(例如计算汽机效率、锅炉效率、热耗、空予器效率、给水泵效率、制粉电耗、厂网电率等)◆操作方式指导功能(按照运转规程的顺序,在机组怠速时为操作者提供更多操作方式指导)总之,数据采集就是整个机组的信息中心,提供更多实时、可信、快速、客观的工况记录,为设备的安全运转、经济运行提供更多有力的依据。
辅助车间控制方式及控制系统网络结构选型优化摘要:针对华润贺州电厂一期(21000mw)工程及国华台山电厂二期(21000mw)辅助车间控制方式、控制系统设备选型及控制系统网络结构设置,对辅助车间是否设置辅助车间集中监控网、辅控系统采用什么样的网络结构设置进行分析和比较,以提高经济性和自动化程度。
关键词:辅助车间控制系统;网络结构中图分类号:tm73文献标识码:a文章编号:1009-0118(2012)04-0217-02一、概述随着大型火电机组的运行和管理水平不断提高,分散控制系统(dcs)和可编程控制器(plc)在火电厂自动化控制中已得到大量应用,目前许多新建及改造300mw及以上容量机组基本上都采用机、炉、电集中控制方式,优化辅助车间和附属生产系统控制、提高辅助系统的自动化水平和管理水平,合理的按工艺系统或地理位置设计控制系统或控制点,实现全厂辅助车间和附属生产系统集中监控,提高系统运行安全性和经济性,增强电厂的市场竞争力,也已成为火电厂自动化的发展方向。
同时也是一个电厂自动化程度高低的直观体现。
针对华润贺州电厂一期(21000mw)工程及国华台山电厂二期(21000mw)辅助车间控制方式、控制系统设备选型及控制系统网络设置,对辅助车间是否设置辅助车间集中监控网、辅控系统采用什么形式网络结构进行分析和比较,进行辅控系统的优化,进一步提高全厂自动化水平,最大程度的提高性价比。
二、国内辅助车间控制系统现状(一)辅助车间工艺系统越来越复杂,工艺子系统的控制点越来越多,运行方式差异越来越大,各系统的监控相互独立,没有充分考虑资源的共享。
(二)在辅助生产控制系统设备选型上以plc+上位机系统为多,设备选型及软件多样化,schneider、ab、siemens等公司plc产品多样化。
造成对人员要求复杂化、维护不便。
(三)辅助系统虽多采用车间集中控制,但控制室布置较多,每个控制室又须设置数名运行值班员,形成多个孤立控制区,使得运行管理不能集中,同时考虑到运行多班轮换值班问题,增大运营成本,造成各种资源的浪费。
探究火力发电厂辅助系统的集中控制摘要:火力发电厂辅助车间的自动化控制也是热工自动控制的重要组成部分,辅助车间的自动化水平也直接影响到火电厂整体自动化水平。
本文通过工程案例说明火电厂辅助系统集中控制解决方案及设计中应该注意的问题,提高火电厂辅助系统的自动化程度。
关键词:火力发电厂;辅助系统;自动化控制中图分类号:tm62 文献标识码:a 文章编号:随着社会的发展,网络技术、计算机技术及plc控制技术的日益成熟,所有辅控系统均可进入全厂辅助网络控制系统,实现在集控室完全监控操作,大大提高了自动化水平,更好地提高了全厂的效率。
1.集中控制理念及特点火电厂的辅助系统主要有:锅炉补给水系统、凝结水精处理系统、制氢站、循环水处理系统、工业废水处理系统、除灰系统、除渣系统、输煤系统等。
这些辅助系统与电厂的生产过程密切相关,确保这些辅助系统的正常运行,才能保证电厂的安全运行,因此对它们的监控是十分重要的。
过去对这些辅助系统的监控是由一套独立的plc控制系统完成各辅助系统的监控,其上位机和控制系统机柜布置在各辅助车间的控制室内。
这种控制方式使得控制系统设备配置重叠,运行管理人员多,不易管理。
因此提高辅助车间的控制水平,减少辅助车间运行管理人员,成为电厂减人增效的重点。
全厂辅助网络控制系统将电厂的全部辅机控制系统,包括输煤程控系统、化水程控系统、凝结水精处理程控系统、除灰除渣程控系统、净水站程控系统、循环水加药控制系统、制氢站程控系统、空压机程控系统、污水程控系统等等,集成为一体化的控制网络,在一个控制室进行集中监视与控制,形成与dcs并列的第二个综合控制系统。
辅助网络控制系统克服了原有独立且分散的控制系统的缺点,可最大可能的将运行管理人员减到最少。
控制系统在基本不提高造价的情况下,使辅助网络控制系统的水平达到与主机dcs控制系统基本相当的水平,实现全厂一体化辅机集中控制管理,并使辅助控制系统创造了与主机dcs及其他管理系统联网的可能性。
火电厂辅助车间系统集中控制的方案探讨火电厂辅助车间系统的集中控制方案是指利用现代控制技术以及网络通信技术,将火电厂辅助车间内的各设备、系统进行集中控制和监控,实现对整个系统的远程操作、监控和管理的方案。
本文将就火电厂辅助车间系统的集中控制方案进行探讨。
首先,火电厂辅助车间系统的集中控制方案需要建立稳定可靠的网络系统。
网络是集中控制方案的基础,要保证网络的稳定性和可靠性。
可以采用双机热备份的方式,确保网络不间断工作。
同时,采用虚拟专用网(VPN)技术,可以保障通信的安全性。
其次,对于辅助车间的设备和系统,需要采用一体化的控制系统进行集中管理。
这样能够实现对辅助车间各系统的集中控制和监控,提升生产效率和管理水平。
可以选择PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分散控制系统)等自动化控制设备,并与现场仪表设备进行连接,实现数据的采集和传输。
在集中控制方案的设计中,需要制定一套完善的监控和报警系统。
通过设定合理的参数阈值,一旦系统出现异常或故障,可以及时进行报警。
同时,监控系统可以对各设备的工作状态进行实时监测和数据分析,提供决策支持,保障设备正常运行。
此外,集中控制方案还需要考虑远程操作和管理的功能。
通过集中控制中心的远程操作界面,可以对辅助车间的设备进行遥控操作。
同时,管理人员也可以通过互联网等远程方式,实时监控车间运行情况和设备状态,及时处理异常情况,提高管理效率。
最后,集中控制方案还需要考虑数据存储和分析功能。
通过对历史数据的存储和分析,可以了解系统运行情况和设备的工作性能。
可以利用数据分析来优化操作方式,提高设备的利用率和能效。
综上所述,火电厂辅助车间系统的集中控制方案是通过现代控制技术和网络通信技术,实现对车间内设备和系统的集中控制和监控。
通过建立稳定可靠的网络系统,采用一体化的控制系统,建立监控和报警系统,实现远程操作和管理,以及数据存储和分析功能,可以提高生产效率和管理水平,实现火电厂辅助车间的高效运行。
大型火电厂辅网控制系统的研究概述摘要:目前,我国大中型火电厂中,主厂房内炉机电主设备及其辅助设置大多采用集中控制方式,自动化程度较高;而主厂房外,辅助车间大多采用分散的就地控制方式,自动化程度及管理水平较低。
由于分散值班,一个大中型火电厂辅助车间运行值班人员可多达100-200人。
因此,在电力体制改革逐渐深化的今天,如何降低发电成本,大量减少辅助车间运行人员,提高劳动生产率和经济效益,已成为电力行业目前关注的重要问题。
关键词:大型火电厂;辅网控制系统;研究概述引言火电厂的辅助车间因其控制对象差异使得地理位置分布相对分散,每个车间采用各自的控制系统,且受限于当时通讯技术,各个辅助车间无法有效地通信,所以很难构建一体化的辅机系统。
近几年来,大型国营企业都在进行改革,火电企业发现:辅助车间的高度集中控制的过程中,可以减少监控点,从而生产效率得到提高,因此,国内部分先进火电企业逐步开始着手对辅助系统进行技术改造,建立辅助车间的集中监控系统,并对全厂自动化监控和信息网络结构进行优化。
1辅网控制系统现状外围辅网系统包括输煤、脱硫、除灰(含除渣、捞渣、除灰空压机、电除尘、灰库、省煤器仓泵等系统)、化学水、制氢站、精处理、消防、燃油泵房、深度污水处理、生活污水处理、雨水泵、工业废水泵、主机空压机房等系统。
目前,各子系统均设有独立的PLC或DCS控制,并设有单独的操作员站。
其中深度污水处理、生产生活水、工业废水、制氢系统的控制已送至化学水主控制室,可以与辅网主机进行通信。
在主机控制室设置有辅网主服务器,但只能实现远方显示功能,集中控制与操作功能未实现;又由于辅网主机与各子系统的版本或生产厂家不同,通信协议不同,网络较为复杂,通信故障率较高。
生产生活水、工业水、制氢站等系统与水处理主网有通信连接,也有操作画面,但由于PLC的版本不同及水处理主服务器容量较小等原因而无法连接,导致辅网主机无法正常显示。
辅网各子系统位置分散,其上位机和控制系统机柜随系统布置,这种控制方式使得控制系统设备配置重叠,增加了备品、备件成本;同时,由于各子系统的独立控制,需要的分散值班人员较多,巡检及维护工作量大,不易管理。
大型火电厂辅助车间控制系统改造方案设计与实现針对国华舟山电厂二期已经存在的各辅机系统相互独立的现状,对现场分布的各控制子系统进行分析,提出辅控网改造原则和三层网络分层,针对各辅助车间控制系统提出集成方案。
阐明辅控网的组网规约并总结了实施过程中的注意事项。
标签:火电厂;辅控网;集成;设计;实现Abstract:In view of the fact that each auxiliary machine system of Guohua Zhoushan Power Plant is independent of each other in the second phase of the power plant,the control subsystems distributed in the field are analyzed,and the principle of reconstruction of auxiliary control network and the layering of three-layer network are put forward. An integrated scheme is proposed for each auxiliary workshop control system. The network protocol of the auxiliary control network is expounded and the matters needing attention in the process of implementation are summarized.Keywords:thermal power plant;auxiliary control network;integration;design;implementation引言随着我国电力体制改革的深入,电力市场竞争的日益激烈,降低资源损耗和提高管理效益成为发电企业的迫切需求。
大中型火电厂DCS电气控制系统改造及应用随着我国电力工业的发展和电力负荷的增加,大中型火电厂的重要性日益突出。
传统的火电厂电气控制系统通常采用集散式控制系统,存在控制效率低、可靠性差、故障维修困难等问题。
为了提高火电厂的运行效率和稳定性,需要对其电气控制系统进行改造和升级。
DCS(分布式控制系统)是一种先进的电气控制系统,通过用数字技术实现信号的传输和处理,能够实现快速、准确、可靠的控制和监测。
在大中型火电厂中,应用DCS电气控制系统可以实现火电站的全面自动化管理。
DCS电气控制系统可以实现火电厂的远程监控和控制。
通过网络连接,可以实时监控火电厂各个区域的运行状态和参数,及时发现和处理故障,提高火电厂的运行效率和安全性。
通过远程控制功能,可以实现对火电厂设备的远程操作和调整,提高工作效率。
DCS电气控制系统可以实现火电厂的自动化控制。
通过预设的控制策略和参数,DCS系统可以自动对火电厂的设备和工艺进行调整和控制,减少操作人员的干预,降低操作风险。
可以实现对锅炉的燃烧控制、发电机组的启停控制、调节阀的自动控制等功能,提高火电厂的生产效率和稳定性。
DCS电气控制系统还可以实现火电厂的数据采集和分析。
通过对火电厂各个区域的数据进行采集和整理,可以实时监测设备的运行状态、能源消耗情况、排放指标等重要数据,并通过分析和统计,帮助火电厂管理层进行决策支持,提高火电厂的管理水平和综合效益。
大中型火电厂DCS电气控制系统改造和应用具有重要意义。
它可以实现火电厂的远程监控和控制,实现火电厂的全面自动化管理。
它还可以实现火电厂的自动化控制和数据采集分析,提高火电厂的工作效率和稳定性。
在火电厂的现代化建设和发展过程中,应充分发挥DCS电气控制系统的优势,实现火电厂的高效、安全、可持续运行。
火电厂热工自动化DCS控制系统的应用浅析摘要:目前,国内新建大型火力发电厂均采用“主辅一体化”的设计理念,越来越多的辅助车间采用DCS控制系统进行控制。
火力发电厂的辅助车间应用DCS取代可编程逻辑控制器(PLC),简化了备品备件库,为日常维护带来了极大的便利。
本文章从火电厂热工自动化内涵入手,分析了火电厂热工自动化DCS控制系统的应用,以期为业内相关工作人员提供一定的参考。
关键词:火电厂;热工自动化;DCS控制系统;应用浅析引言当前火电厂的热控系统主要是利用DCS系统对汽轮机、各类仪表、锅炉装置,以及相关的介质管道等进行自动控制。
DCS系统根据机组实际运行要求,采用分级子系统的形式对火电厂的设备进行自动化控制,确保火电机组安全运行,其主要分为现场控制单元和操作站单元。
在现场控制单元中,各个支路和总线的物理连接是通过插板箱来实现的,这样也就实现了子系统和控制中心的信息通信。
现场控制单元中的微机保护系统根据火电厂设备运行的实际需求,配置相应的CPU插件、二次回路电源、I/0输入输出接口插件、通信插件等。
操作站单元主要用来提供人机交互操作接口和显示子系统单元设备的运行状况,并显示其运行数据。
设备运行参数的调整、设备工况报表的打印,以及异常工况的预警等都需要利用操作站来完成。
1火电厂热工自动化内涵火力发电厂分散控制系统(DistributedControlSystem,简称DCS)是一种基于计算机网络技术的工业自动化控制系统。
它将整个火力发电厂的各个子系统(如锅炉、汽轮机、发电机等)进行集中管理和控制,实现对生产过程的全面监控和调度。
DCS系统具有系统可靠性高、功能强大、灵活性好等特点,被广泛应用于火力发电厂的自动化控制领域。
火力发电厂分散控制系统是指由多个控制单元组成的分布式控制系统,用于协调和管理火力发电厂各个子系统的运行。
火力发电厂分散控制系统是一个大型的自动化控制系统,其主要特征包括:1)分布式结构:火力发电厂分散控制系统是由多个控制单元组成的,这些控制单元通过网络连接起来,形成了一个分布式的控制系统。
大型火力发电厂辅助车间控制系统选择摘要:本文介绍了目前国内火力发电厂全厂辅助车间的控制方案,即通过辅助车间控制网络采用PLC或DCS实现全厂辅助车间监控进行了分析和比较。
关键词:发电厂车间控制系统应用1 国内辅助车间控制系统水平及存在的问题我国电力行业改革正在如火如荼的进行中,随着“厂网分离,竞价上网”的改革方针的实施,各大发电公司竞争将加剧。
大型发电厂机组对电厂辅助系统自动控制水平也提出了更高的要求。
全过程自动化及网络化是电厂辅助系统为满足大机组高效运行而必须确定的发展方向。
辅助车间控制系统网络化具有许多优势。
首先,辅助车间控制系统网络化实现了辅助系统集中监控及综合调度,它能够实现整个电厂辅助系统的优化控制,最大限度地满足电厂机组安全、高效运行的要求。
其次,辅助车间控制系统高度的自动化和网络化,可最大限度地节约人力资源,提高劳动生产率,实现效率最大化,满足投资方的要求,实现投资的良性互动。
再次,辅助车间控制系统的联网,进而与电厂SIS 系统及MIS系统实现联网,真正实现全厂网络化,使电厂竞争力更加强大。
2000年燃煤示范电厂及新颁发的《火力发电厂设计技术规程》(DL 5000-2002)对辅助车间的控制也提出了新的要求,即“相邻的辅助生产车间或性质相近的辅助工艺系统宜合并控制系统及控制点,辅助车间控制点不宜超过三个(输煤、除灰、化水),其余车间均按无人值班设计。
”目前,300MW以上的大型火电机组,为提高辅助生产车间自动化水平基本上均按上述要求设置输煤、灰渣、水务三个辅助车间控制点,实现以燃料、灰渣、水务为主体的分区域网络控制系统。
辅助车间控制系统一种是采用成熟的DCS来实现辅助车间控制(主要取决于单元机组DCS选型,如在招标中DCS系统性能价格比优于PLC系统,宜选用DCS系统),另一种是采用PLC+LCD站的监控方式,基本上取消了常规操作盘台,实现了以LCD为核心的监控方式。
但这些作法还没有充分发挥计算机控制技术和网络技术近年来飞速发展所提供的巨大优势。
电厂辅助车间控制系统DCS与PLC方案比较摘要:论述对DCS和PLC方案的进行了详细的论述,并提出了辅助车间一体化DCS控制的成功应用经验。
关键词:辅助车间;DCS PLC1.国内当前辅助车间控制系统水平《火力发电厂设计技术规程》对辅助车间的控制提出了新的要求,即“相邻的辅助生产车间或性质相近的辅助工艺系统宜合并控制系统及控制点,辅助车间控制点不宜超过三个(输煤、除灰、化水),其余车间均按无人值班设计。
”目前,辅助车间控制系统一种是采用一体化DCS来实现辅助车间控制,另一种是采用常规PLC+辅助车间控制网络的监控方式,这两种方式基本上取消了常规操作盘台,实现了以LCD为核心的监控方式。
2.辅助车间应用一体化DCS和PLC控制的比较1)DCS和PLC的任务调度方式不同PLC控制器内固化的、按步序和循环的调度方式使系统运行的可靠性很高,但系统对突发事件的实时响应能力不高。
例如,当CPU负荷较大时,PLC往往不能及时响应通信请求。
而且,随着PLC的工作负荷增加,其实时性迅速下降。
DCS的特点是系统实时响应能力强,现代DCS的实时操作系统及应用软件已经非常成熟,其固有的强大多任务实时响应能力却更加适合于电厂应用。
2)系统冗余能力的比较DCS部件的冗余配置非常方便容易,目前运行的DCS在控制器、网络、电源等主要部分均采用冗余配置。
DCS的控制器冗余大大提高了DCS控制站的可靠性;其网络冗余使数据传输更加可靠准确。
系统冗余是提高控制设备可靠性使其达到无人值守、长期自动运行的重要手段。
采用DCS技术,能真正实现系统冗余,从而降低系统运行成本。
3)DCS结构更适合电厂辅机操作控制DCS结构更加适合地域分散的电厂辅机操作控制,实现无人值守的远程控制功能。
DCS系统的过程控制站往往被设计成可以远程就地安装使用,可以抵御更加恶劣运行环境。
例如,DCS过程控制站控制器和I/O模件被密封封装,没有外露的电子元器件。
PLC控制器一般不具备现场安装应用条件。
大型火力发电厂辅助车间控制系统选择
摘要:本文介绍了目前国内火力发电厂全厂辅助车间的控制方案,即通过辅助车间控制网络采用plc或dcs实现全厂辅助车间监控进行了分析和比较。
关键词:发电厂车间控制系统应用
中图分类号:tm6 文献标识码:a 文章编
号:1674-098x(2012)04(a)-0049-02
1 国内辅助车间控制系统水平及存在的问题
我国电力行业改革正在如火如荼的进行中,随着“厂网分离,竞价上网”的改革方针的实施,各大发电公司竞争将加剧。
大型发电厂机组对电厂辅助系统自动控制水平也提出了更高的要求。
全过程自动化及网络化是电厂辅助系统为满足大机组高效运行而必须确定
的发展方向。
辅助车间控制系统网络化具有许多优势。
首先,辅助车间控制系统网络化实现了辅助系统集中监控及综合调度,它能够实现整个电厂辅助系统的优化控制,最大限度地满足电厂机组安全、高效运行的要求。
其次,辅助车间控制系统高度的自动化和网络化,可最大限度地节约人力资源,提高劳动生产率,实现效率最大化,满足投资方的要求,实现投资的良性互动。
再次,辅助车间控制系统的联网,进而与电厂sis系统及mis系统实现联网,真正实现全厂网络化,使电
厂竞争力更加强大。
2000年燃煤示范电厂及新颁发的《火力发电厂设计技术规程》(dl
5000-2002)对辅助车间的控制也提出了新的要求,即“相邻的辅助生产车间或性质相近的辅助工艺系统宜合并控制系统及控制点,辅助车间控制点不宜超过三个(输煤、除灰、化水),其余车间均按无人值班设计。
”目前,300mw以上的大型火电机组,为提高辅助生产车间自动化水平基本上均按上述要求设置输煤、灰渣、水务三个辅助车间控制点,实现以燃料、灰渣、水务为主体的分区域网络控制系统。
辅助车间控制系统一种是采用成熟的dcs来实现辅助车间控制(主要取决于单元机组dcs选型,如在招标中dcs系统性能价格比优于plc系统,宜选用dcs系统),另一种是采用plc+lcd站的监控方式,基本上取消了常规操作盘台,实现了以lcd为核心的监控方式。
但这些作法还没有充分发挥计算机控制技术和网络技术近年来飞速发展所提供的巨大优势。
辅助车间与单元机组的控制水平仍存在较大差距,主要在:
(1)各控制系统的监控相互独立,没有充分考虑资源的共享,造成浪费。
(2)控制系统设备选型有时又多种多样,给生产维护带来不便。
(3)辅助车间采用车间集中控制方式,都设有控制室,每个控制室又必须固定2~3名运行值班员,形成多个控制“孤岛”,使得运行管理不能集中,从而造成各种资源的浪费。
(4)各个区域的控制网络均需设置与厂级监控信息系统(sis)的接口,(包括硬件和软件)客观上造成与sis系统接口实施复杂化。
针对目前附属生产系统和辅助车间控制方案上存在的问题,必须
进行辅助车间控制系统的优化,如何简化全厂自动化监控和信息网络结构,进一步提高全厂自动化水平,最大程度的减员增效,成为辅助车间控制系统优化设计的关键所在。
2 目前火电厂辅网控制系统的应用
在目前辅助车间控制系统中,plc和dcs都得到了广泛的应用,都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物,dcs和plc都有操作员站提供人机交互的手段、都基于计算机技术的控制器完成控制运算、通过i/o卡件与一次元件和执行装置的数据交换,都具备网络通信系统。
但两者之间也有细微差别,其主要方面是:
(1)从控制器对于辅助系统(车间)的控制要求来讲,dcs和plc控制器的主要差别是在开关量和模拟量的运算上。
对于辅助车间目前发展是两者相互有些渗透,plc除逻辑运算外,也增加了一些控制回路算法,但要完成一些复杂运算还是比较困难,plc主要采用梯形图方式编程,编程时不太直观,编程比较麻烦。
而dcs使用功能块进行模拟运算和逻辑运算,无论是逻辑运算还是复杂模拟运算的表达形式都非常清晰,电厂辅助车间的控制主要是开关量控制,plc完全可以满足要求。
辅助车间控制除开关量控制外,还有一些复杂的模拟量控制,例如,加药控制,更适合采用dcs。
plc执行逻辑运算的效率很高,执行1k逻辑程序不到1毫秒,其控制周期(以di输入直接送do输出为例)可以控制在50ms以内;而dcs 在处理逻辑运算和模拟运算时采用相同的方式,其控制周期往往在100ms以上。
我们用pid算法来比较时,可以发现plc执行一个pid
运算约几个毫秒,而dcs的控制器执行一个pid只需要1毫秒,这说明plc和dcs和实际运算能力是相当的。
控制周期上的差异主要与控制器的调度设计有关,大型plc往往使用副cpu来完成模拟量的运算,主cpu高速地完成开关量运算,所以即使模拟运算速度一般,在开关量控制方面的速度表现还是非常优秀的。
新型的dcs控制器借鉴了plc的优点,控制器可以设置多个不同优先级的任务,最小运算周期可以设为10ms,配合高速i/o卡件,控制周期也能够达到
50ms以内。
plc的软件组态功能以梯形图为主,部分支持iec1131-3标准规定的五种编程语言,人机界面组态软件采用plc配套或第三方提供的通用的工控软件(如ifix、intouch)来完成。
dcs作为一个系统,组态软件是dcs厂家提供的成套专用软件,有功能专业、稳定性好和系统性强的特点,dcs组态以模块功能图为主,积累了大量的高级算法模块,例如dcs具有的设备级模块,在一个模块中集中完成了面向设备的基本控制和故障报警功能,在网络通讯中也以此模块为单位进行传递,大大提高了软件开发和数据传输的效率,一个设备模块相当于0.5k的梯形图逻辑量,plc要完成同样的功能,就要烦琐得多。
目前一些dcs也开始使用基于ifix或intouch的工控组态软件,但dcs厂家使用通用工控组态软件并不是简单地拼装,而是在通用监控软件的基础上,通过合作开发,将自已多年积累的网络通讯技术、系统自诊断技术以专用软件包的形式保留和继承下来了。
(2)从网络通讯方面看,分散控制系统的“分散”主要体现在独立
的控制器上,“集中”主要体现在具有完整的数据通讯系统,plc系统的i/o点数一般没有dcs多,而单个控制器的i/o集成度又高,所以网络传输数据量小,因此其网络技术发展未得到足够的重视。
当前虽然在形式上dcs和plc都采用了工业以太网技术,但由于plc 和组态软件一般是两个工厂生产,plc采用的是将modbus通讯协议加载到以太网的tcp协议之上的一种通讯方式,它虽然具有了网络的外形,但依然是一主多从的串行通讯方式,采用数据表的传输结构。
而基于工业以太网的dcs,其应用层协议是dcs公司积累了近30年的专用协议,主要特点在于各站平等,不存在网络管理站,而且数据通讯是以模块为单位的结构化数据,较plc数据表传输方式的效率要高得多。
(3)从扩展功能看,dcs能够提供系统仿真的功能,利用仿真功能不仅能够使控制系统调试更为简单,缩短现场调试进程;对运行人员的培训也能起到重要作用,又利于运行人员能够迅速掌握运行方法。
plc暂未具备该项能力。
(4)从工程实施(设计、调试、扩展以及与工艺的配合)上看,dcs 比plc灵活,但plc比dcs成熟,而且相对来讲plc的价格低,工程应用业绩多,从应用环境及要求看,dcs和plc都能满足使用要求。
dcs以往由于价格较高,在辅助系统(车间)应用一直不多。
最近由于价格不断下降,加上大型机组对辅助车间控制的要求的不断提高,目前也具有采用dcs成功实施辅助车间控制的工程业绩有了一些辅助系统(车间)的工程业绩。
从目前情况看来,dcs与plc的价格差距
已不明显,今后将呈现出辅助车间控制采用dcs的趋势。
3 结论
综上所述,在辅助系统环境下,plc和dcs有差别但并不十分明显,dcs在整体性能上要略占优势,plc在成熟度上占有优势,而且两者有越来越接近的趋势,辅助系统(车间)集中控制无论采用plc或dcs,均能满足控制要求。
在热工自动化领域,主厂房控制系统基本上采用dcs,其主要原因是早期的dcs系统非常昂贵,锅炉、汽机和发电机的控制要求长期稳定可靠运行,信号中含有相当比例的模拟量,从系统性能出发,人们选择了昂贵的dcs,而电厂辅助系统(车间)的运行可以间断,可靠性要求比主厂房低,且模拟量控制要求较少,从降低成本的角度出发,往往选择plc系统,现在两种系统价位也较为趋近。
可在同样的条件下对两种系统进行比选,至于最终选择哪种方案可通过招标决定,建议在价格相近的情况下优先选择dcs。
参考文献
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