火电厂几种主流DCS系统介绍
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大型火电单元机组热工自动化主要着重于控制(Control)、报警(Alarm)、监测(Monitor)、保护(Protect),简称CAMP。这四个方面既相互独立、又相互支持。一般大型单元机组的DCS都包括下面主要功能子系统。
一、数据采集与处理系统(DCS)
分散控制系统中DAS是整个单元机组的信息和操作中心,其主要功能应包括:
(1)机组过程变量的采集和处理。DAS将整个机组各种实时模拟量参数(包括压力、温度、流量、液位、电气量等)以及开关量(包括开关、阀门位置),设备运行方式(启、停、连锁等)进行周期性的扫描采样或中断请求采集。
过程变量可以是采样输入的一次参数、二次参数或派生参数(计算值、人工值插入)以及设备运行状态。
过程变量的处理包括对模拟量的数字滤波、正确性判断、非线形校正、工程量转换等;以及对开关量的状态、动作确认、动作时间记录和相应处理。
(2)报警监视。DAS功能可对任一过程变量进行限值检查,一旦越限,即在CRT屏幕上显示,并可在打印机上打印。允许对任一变量进行报警切除。报警限值可以是:上、下绝对值限值、重要限值、变化率限值、可变限值。
(3)CRT显示/操作。DAS通过CRT屏幕显示各种过程工况和参数画面,包括:参数显示;成组参数显示;工厂一览显示;当前报警显示;棒形图显示;实时趋势曲线和历史曲线显示;模拟流程图显示以及各种人机对话画面。一般要求从按键请求到画面出现的响应曲线不大于2秒。
(4)制表打印。作为生产过程的历史记录主要依靠打印机打印,主要的打印方式有两种:随时请求打印、定时(周期)打印。打印类型有:时报表;班报表;日报表;月报表;设备状态报表;操作员动作记录报表;事故追忆报表和开关动作序列报表。往往要求CRT屏幕拷贝功能。
(5)性能计算。从机组安全、经济运行考虑,需要DAS计算下列主要的性能指标,便于管理和考核:机组热耗;锅炉效率;汽机效率;发电指标和冷凝器、加热器、空气预热器、给水泵、风机、磨煤机等主要辅机及设备的性能计算;汽机寿命消耗计算等。
DCS系统在火电厂电气控制中的应用
随着社会总体生产力的持续提高,以及电气设备的更新换代,火力发电厂在运营生产过程中,对电气控制水平及效率不断提出更高的要求,以保障火电厂的发电效率与经济效益。在这一背景下,DCS系统在火力发电厂电气控制领域中得到广泛应用,发挥出显著应用效用。而本文为进一步提高DCS系统在火力发电厂电气控制领域中的应用价值、拓宽新的应用范围,因此也对DCS系统的主要应用特点、应用必要性、应用方向及要点等多方面问题开展以下探讨。
标签:DCS系统;火力发电厂;电气控制
引言:DCS系统也被称作分散控制系统,其控制原理是以高度集成的微型中央处理器为核心基础,并遵循电气控制功能模块分散、整体操作集中、分而治之及综合协调等多项控制原则,构建起多级分层、协调自治的,类似金字塔般的火力发电厂电气控制系统结构,更为适用于当前火力发电厂的实际生产及电气控制情况。
一、DCS分散控制系统的应用特点
1.高容错性特点
在DCS分散控制系统结构中,系统全部功能模块并非完全集中于单一的各类计算机设备,抑或是单一中央微型处理器,而是由多台微处理器设备共同作为核心基础,而实时数据库在其中发挥出中心纽带的作用,各台位处理器设备与执行代码都在实时数据库中进行采集汇总、控制输出、算术运算,而各台微处理器设备的任务功能相对较为单一。在这一系统结构中,如若各台微处理器设备出现运行故障问题时,并不会对整体系统产生严重的干扰影响,且微处理器设备的运行稳定性也有显著提升。
2.高开放性特点
在我国DCS分散控制系统发展过程中,逐渐呈现出系统功能模块开放式发展的趋势。在DCS分散控制系统早期发展阶段中,传统系统结构相对较为封闭,不同制造商、开发商所组建的DCS系统各项功能模块之间缺乏互通性,很难相互兼容。而在我国DCS分散控制系统发展中,则逐渐赋予用户更高的自主控制权限,可结合不同火力发电厂的电气系统实际运行情况、具体控制要求,将不同规格型号的设备与各功能模块接入DCS分散控制系统中,并实现对系统集成度的进一步提升。
国电智深公司DCS系统介绍
国电谏壁百万超超临界机组
DCS系统正式列为国家新技术示范项目
日前,国家能源局正式批复国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS系统为国家新技术示范项目,这是继国电庄河电厂六十万超临界机组DCS系统列为国家技术示范工程之后,国电集团再次承担的发电机组DCS系统新技术引领和推广的国家示范项目。批复要求国电集团通过示范项目,形成产学研相结合的火电机组自动化控制系统技术创新体系,培养人才队伍,提高百万千瓦级超超临界机组自动化控制系统的整体与功能设计、硬件研制、应用软件开发组态和调试应用等能力水平,促进自主化DCS系统在百万千瓦级超超临界机组的推广应用。
国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS系统工程是国电集团百万机组自主化控制系统攻关课题依托项目,也是国家863重点项目“火电行业重大工程自动化成套控制系统”依托工程。项目的成功示范必将推动我国在该领域的技术进步。国家新技术示范项目是国家为实现首台套应用突破的重大装备而设立的,国电谏壁电厂示范项目的正式命名体现了国家对重大装备自主研发应用的支持和肯定,也是对国电集团科技产业雄厚技术水平和实力的充分肯定。 国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS系统采用国电智深公司自主研发的EDPF-NT+分散控制系统,该系统已经成功推广应用于十多台六十万超临界机组,并正在六台超超临界机组上得到应用。目前该项目已基本完成系统组态等工作,发货到现场,开始接线工作,项目配套应用虚拟控制器的全仿真机进入到调试最后阶段,开始先行对控制策略等进行验证,为系统顺利投运打下了良好基础。预计国电谏壁电厂首台百万超超临界机组将于明年年初正式发电并网运行。
国电智深公司DCS系统
助庄电60万机组获得全国发电可靠性金牌
2010年5月28日,在国家电监会和中电联联合举办的2009年度电力可靠性指标发布会上,采用国电智深公司自主知识产权的DCS系统实现机组主、辅一体化控制的大连庄河发电公司1号机组被授予“2009年度全国发电可靠性金牌机组”荣誉称号,成为中国国电集团公司唯一获此殊荣的机组。再次验证了国电智深公司承担的贯彻落实《国务院关于加快振兴装备制造业若干意见》首个技术进步示范工程取得的重大成功,也证明了公司在国产DCS控制系统技术应用方面拥有的雄厚实力。
国产DCS品牌分析
目前国产主流的DCS有:北京和利时、浙江中控、南京科远、国电智深、上海新华、新
华集团、上海自仪等等。
经过近20年来的发展,国产DCS企业在原来DDC直接数字控制技术自行研发和工控机
应用的基础上,在对国外DCS的工程应用及技术引进的基础上,逐渐形成了独立自主的国产
DCS产业,特别是在大型火力发电厂中的应用中,国产DCS已取得了可喜的业绩,已经达到
或接近国际先进水平。
下面,将主要梳理一下近年来国产DCS的知名企业,包含其企业历史、发展状况以及其
生产的各品牌国产DCS 的技术指标。
一、北京和利时集团(HOLLiAS)
北京和利时集团始创于1993年,是一家从事自主设计、制造与应用自动化控制系统平
台和行业解决方案的高科技企业集团。集团具有系统集成国家一级资质,是国家级的企业技
术中心,当前国内最大的国产DCS系统供应商。
和利时的前身是电子工业部第六研究所,具有较强的政府背景。凭借这一优势,和利时
成为高铁、核电站等多个领域自动化产品的唯一供应商,获得了许多其他自动化厂商无法获
得的轨道交通、核电站控制系统项目,发展迅速。
和利时自90年代以来,历经了HS-DCS-1000、HS-2000直至现今主推的HOLLIASMACS
系统。HOLLiAS MACS系列国产DCS 系统是和利时公司在总结十多年用户需求和多行业的应
用特点、积累三代国产DCS系统开发应用的基础上,全面继承以往系统的高可靠性和方便性,
综合自身核心技术与国际先进技术而推出的新一代国产DCS,目前包括两种型号的系统。 HOLLiAS MACS-F系统:规模上适合于中小型项目(2万个物理点以内),结构上为
高密度安装,单机柜含端子可达1056点; HOLLiAS MACS-S系统:规模上适合于大型项目(10万个物理点以内),结构上安装
密度适中,单机柜含端子可达720点。
HOLLiAS MACS系统采用典型的C/S(客户站/服务器)结构,广泛集成了市场上通用的