2-分散控制系統(tǒng)構成PPT優(yōu)秀課件

1、1 2 分散控制系統(tǒng)構成分散控制系統(tǒng)構成 2 2.1 分散控制系統(tǒng)組成分散控制系統(tǒng)組成 管理的集中性和控制的分散性這一需求，推動了管理的集中性和控制的分散性這一需求，推動了 分散控制系統(tǒng)的發(fā)展，其實質是利用計算機技術分散控制系統(tǒng)的發(fā)展，其實質是利用計算機技術 對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控 制的一種控制技術。分散控制系統(tǒng)是縱向分層、制的一種控制技術。分散控制系統(tǒng)是縱向分層、 橫向分散的大型綜合控制系統(tǒng)，它以多層計算機橫向分散的大型綜合控制系統(tǒng)，它以多層計算機 網(wǎng)絡為依托，將分布在全廠范網(wǎng)絡為依托，將分布在全廠范 圍內(nèi)的各種控制設備和數(shù)據(jù)處理

2、設備連接在一起，圍內(nèi)的各種控制設備和數(shù)據(jù)處理設備連接在一起， 實現(xiàn)各部分信息的共享和協(xié)調工作，共同完成控實現(xiàn)各部分信息的共享和協(xié)調工作，共同完成控 制、管理及決策功能。制、管理及決策功能。 (1)概括起來，分散控制系統(tǒng)的硬件設備由管理概括起來，分散控制系統(tǒng)的硬件設備由管理 操作應用工作站、現(xiàn)場控制站和通信網(wǎng)絡組成。操作應用工作站、現(xiàn)場控制站和通信網(wǎng)絡組成。 典型的分散控制系統(tǒng)總體結構圖如圖典型的分散控制系統(tǒng)總體結構圖如圖1-1所示。所示。 3 4 1)管理操作應用工作站包括工程師站、操作管理操作應用工作站包括工程師站、操作 員站、歷史數(shù)據(jù)站等各種功能服務站。員站、歷史數(shù)據(jù)站等各種功能服務站。

3、a.工程師站提供技術人員生成控制系統(tǒng)的工程師站提供技術人員生成控制系統(tǒng)的 人機接口，主要用于系統(tǒng)組態(tài)和維護，技術人機接口，主要用于系統(tǒng)組態(tài)和維護，技術 人員也可以通過工程師站對應用系統(tǒng)進行監(jiān)人員也可以通過工程師站對應用系統(tǒng)進行監(jiān) 視。視。 b.操作員站是操作人員與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的人操作員站是操作人員與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的人 機交互界面，用于監(jiān)視可以完成數(shù)據(jù)的狀態(tài)機交互界面，用于監(jiān)視可以完成數(shù)據(jù)的狀態(tài) 值顯示和操作員對數(shù)據(jù)點的操作。值顯示和操作員對數(shù)據(jù)點的操作。 c.歷史站保存整個系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，供組歷史站保存整個系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，供組 態(tài)軟件實現(xiàn)歷史趨勢顯示、報表打印和事故態(tài)軟件實現(xiàn)歷史趨勢顯示、報表打印和

4、事故 追憶等功能。追憶等功能。 5 2)現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站(亦稱為控制站、過程控制站、過程亦稱為控制站、過程控制站、過程 控制單元，本手冊通稱為現(xiàn)場控制站控制單元，本手冊通稱為現(xiàn)場控制站)用于現(xiàn)場信用于現(xiàn)場信 號的采集與處理，控制策略的實現(xiàn)，并具有可靠性號的采集與處理，控制策略的實現(xiàn)，并具有可靠性 的冗余保證、網(wǎng)絡通信功能。包括機柜及其配件、的冗余保證、網(wǎng)絡通信功能。包括機柜及其配件、 功能模件、電源模件和主控制器功能模件、電源模件和主控制器(主控制器根據(jù)生主控制器根據(jù)生 產(chǎn)廠的不同又叫分散處理單元產(chǎn)廠的不同又叫分散處理單元DPU、多功能控制器、多功能控制器 MFP、控制模件、主控模件、主控

5、板、主處理器等、控制模件、主控模件、主控板、主處理器等) 等。主控制器是分散控制系統(tǒng)的核心控制部件，所等。主控制器是分散控制系統(tǒng)的核心控制部件，所 有控制功能均由它根據(jù)功能的分配不同協(xié)調實現(xiàn)。有控制功能均由它根據(jù)功能的分配不同協(xié)調實現(xiàn)。 3)通信網(wǎng)絡連接分散控制系統(tǒng)的各個分布部分，完通信網(wǎng)絡連接分散控制系統(tǒng)的各個分布部分，完 成數(shù)據(jù)、指令及其他信息的傳遞。為保證成數(shù)據(jù)、指令及其他信息的傳遞。為保證DCS可靠可靠 性，電源、通信網(wǎng)絡、過程控制站都采用冗余配置。性，電源、通信網(wǎng)絡、過程控制站都采用冗余配置。 6 (2)分散控制系統(tǒng)的軟件是由實時多任務操作系分散控制系統(tǒng)的軟件是由實時多任務操作系 統(tǒng)

6、、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信軟件、組態(tài)軟件和統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信軟件、組態(tài)軟件和 各種應用軟件組成。各種應用軟件組成。 (3)分散控制系統(tǒng)在結構上采用了模塊化設計方分散控制系統(tǒng)在結構上采用了模塊化設計方 法，無論是硬件還是軟件都可以根據(jù)實際應用的需法，無論是硬件還是軟件都可以根據(jù)實際應用的需 要去靈活地加以組合，即可以采用增加或減少現(xiàn)場要去靈活地加以組合，即可以采用增加或減少現(xiàn)場 控制站及人機接口的方法，使用組態(tài)軟件，生成用控制站及人機接口的方法，使用組態(tài)軟件，生成用 戶所要求的應用程序，實現(xiàn)對簡單的生產(chǎn)過程或大戶所要求的應用程序，實現(xiàn)對簡單的生產(chǎn)過程或大 規(guī)模的生產(chǎn)過程運行的有效。也就

7、是說，通過合理規(guī)模的生產(chǎn)過程運行的有效。也就是說，通過合理 的配備可以實現(xiàn)火電機組的模擬量控制系統(tǒng)的配備可以實現(xiàn)火電機組的模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、鍋爐燃燒控制系統(tǒng)和爐膛安、鍋爐燃燒控制系統(tǒng)和爐膛安 全系統(tǒng)全系統(tǒng)(FSSS)、順序控制系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)(SCS)等功能。一個等功能。一個 典型的可以實現(xiàn)本手冊中涉及到的熱控系統(tǒng)典型的可以實現(xiàn)本手冊中涉及到的熱控系統(tǒng)MCS、 FSSS、SCS、DAS、DEH、MEH的火電廠分散控的火電廠分散控 制系統(tǒng)配置如圖制系統(tǒng)配置如圖1-2所示。所示。 7 8 (4)本章描述了典型的分散控制系統(tǒng)硬件軟本章描述了典型的分散控

8、制系統(tǒng)硬件軟 件設備件設備(計算機設備計算機設備)及所實現(xiàn)的及所實現(xiàn)的MCS、 FSSS、SCS、DAS、DEH、MEH等電廠等電廠 機組熱工控制系統(tǒng)的檢修運行維護操作方機組熱工控制系統(tǒng)的檢修運行維護操作方 法與質量標準、技術要求等，可以作為分法與質量標準、技術要求等，可以作為分 散控制系統(tǒng)檢修運行維護通用性指導手冊。散控制系統(tǒng)檢修運行維護通用性指導手冊。 2.2 名詞術語解釋名詞術語解釋 9 本手冊涉及的名詞術語解釋如下：本手冊涉及的名詞術語解釋如下： (1)DCS(Distributed Control System)， 即分布式控制系統(tǒng)即分布式控制系統(tǒng)(或稱分散控制系統(tǒng)或稱分散控制系統(tǒng))

9、，指，指 控制功能分散、風險分散、操作顯示集中、控制功能分散、風險分散、操作顯示集中、 采用分布式結構的智能網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。采用分布式結構的智能網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。 (2)DAS(Date Acquisition System)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)，是指采用數(shù)字計算機系統(tǒng)對工采集系統(tǒng)，是指采用數(shù)字計算機系統(tǒng)對工 藝系統(tǒng)和設備的運行參數(shù)、狀態(tài)進行檢測，藝系統(tǒng)和設備的運行參數(shù)、狀態(tài)進行檢測， 對檢測結果進行處理、記錄、顯示和報警，對檢測結果進行處理、記錄、顯示和報警， 對機組的運行情況進行計算和分析，并提對機組的運行情況進行計算和分析，并提 出運行指導的監(jiān)視系統(tǒng)。出運行指導的監(jiān)視系統(tǒng)。 10 (3)MCS(

10、Modulation Contro1 System)模擬模擬 量控制系統(tǒng)，是指通過控制變量自動完成被控制量控制系統(tǒng)，是指通過控制變量自動完成被控制 變量調節(jié)的回路。被控變量通過反饋通路引向控變量調節(jié)的回路。被控變量通過反饋通路引向控 制系統(tǒng)輸入端所形成的控制系統(tǒng)，也稱閉環(huán)控制制系統(tǒng)輸入端所形成的控制系統(tǒng)，也稱閉環(huán)控制 或回路控制，其輸出量為輸入量的連續(xù)函數(shù)。它或回路控制，其輸出量為輸入量的連續(xù)函數(shù)。它 常包含參數(shù)自動調節(jié)及偏差報警等功能。火力發(fā)常包含參數(shù)自動調節(jié)及偏差報警等功能。火力發(fā) 電廠模擬量控制系統(tǒng)是鍋爐、汽輪機及其輔助設電廠模擬量控制系統(tǒng)是鍋爐、汽輪機及其輔助設 備運行參數(shù)自動控制系統(tǒng)

11、的總稱。備運行參數(shù)自動控制系統(tǒng)的總稱。 (4)CCS(Coordinated Control System)協(xié)調協(xié)調 控制系統(tǒng)，是指將鍋爐一汽輪發(fā)電機組作為一個控制系統(tǒng)，是指將鍋爐一汽輪發(fā)電機組作為一個 整體進行控制，通過控制回路協(xié)調鍋爐與汽輪機整體進行控制，通過控制回路協(xié)調鍋爐與汽輪機 組在自動狀態(tài)下工作，給鍋爐、汽輪機的自動控組在自動狀態(tài)下工作，給鍋爐、汽輪機的自動控 制系統(tǒng)發(fā)出指令，以適應負荷變化的需要，盡最制系統(tǒng)發(fā)出指令，以適應負荷變化的需要，盡最 大可能發(fā)揮機組調頻、調峰的能力，它直接作用大可能發(fā)揮機組調頻、調峰的能力，它直接作用 的執(zhí)行級是鍋爐燃料控制系統(tǒng)和汽機控制系統(tǒng)。的執(zhí)行級是

12、鍋爐燃料控制系統(tǒng)和汽機控制系統(tǒng)。 11 (5)SCS(Seqyuence Control System)順序控順序控 制系統(tǒng)，是指對火電機組的輔機及輔助系統(tǒng)，按制系統(tǒng)，是指對火電機組的輔機及輔助系統(tǒng)，按 照運行規(guī)律規(guī)定的順序照運行規(guī)律規(guī)定的順序(輸入信號條件順序、動作輸入信號條件順序、動作 順序或時間順序順序或時間順序)實現(xiàn)啟動或停止過程的自動控制實現(xiàn)啟動或停止過程的自動控制 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 (6)FSSS(Furnace Safeguard Supervisory System)爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)，指對鍋爐點火和油爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)，指對鍋爐點火和油 槍進行程序自動控制，防止鍋爐爐膛由于燃燒熄槍進

13、行程序自動控制，防止鍋爐爐膛由于燃燒熄 火、過壓等原因引起爐膛爆炸火、過壓等原因引起爐膛爆炸(外爆或內(nèi)爆外爆或內(nèi)爆)而采而采 取的監(jiān)視和控制措施的自動系統(tǒng)。取的監(jiān)視和控制措施的自動系統(tǒng)。FSSS包括燃包括燃 燒器控制系統(tǒng)燒器控制系統(tǒng)(Burner ControlSystem，簡稱，簡稱 BCS)和爐膛安全系統(tǒng)和爐膛安全系統(tǒng)(Furnace Safety System， 簡稱簡稱FSS)。 12 (7)AGC(Auto Generate Contro1)自動發(fā)自動發(fā) 電控制，根據(jù)電網(wǎng)對各電廠負荷的運行要求，電控制，根據(jù)電網(wǎng)對各電廠負荷的運行要求， 對機組發(fā)電功率由電網(wǎng)調度進行自動控制的對機組發(fā)電

14、功率由電網(wǎng)調度進行自動控制的 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 (8)MFT(Master Fuel Trip)總燃料跳閘，總燃料跳閘， 是指保護信號指令動作或由人工操作后，快是指保護信號指令動作或由人工操作后，快 速切斷進入鍋爐爐膛的所有燃料而采取的控速切斷進入鍋爐爐膛的所有燃料而采取的控 制措施。制措施。 (9)DEH(Digital Eletro-HydrauIic Control)汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)，是按電汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)，是按電 氣原理設計的敏感元件、數(shù)字電路以及按液氣原理設計的敏感元件、數(shù)字電路以及按液 壓原理設計的放大元件和液壓伺服機構構成壓原理設計的放大元件和液壓伺服機構構成 的汽輪機控

15、制系統(tǒng)。的汽輪機控制系統(tǒng)。 13 (10)ATC或或ATSC(Automatic Turbinestartup Control)汽輪機自啟動，根汽輪機自啟動，根 據(jù)汽輪機的運行參數(shù)及熱應力計算，使汽輪據(jù)汽輪機的運行參數(shù)及熱應力計算，使汽輪 機從盤車開始直至帶初負荷按程序實現(xiàn)自啟機從盤車開始直至帶初負荷按程序實現(xiàn)自啟 動。動。 (11)OPC(Overspeed Protection Control)超速保護控制功能，是一種抑制超超速保護控制功能，是一種抑制超 速的控制功能，常見有以下兩種方式：速的控制功能，常見有以下兩種方式： 1)當汽輪機轉速達到額定轉速的當汽輪機轉速達到額定轉速的103時，

16、時， 自動關閉高、中壓調節(jié)汽門；當轉速恢復正自動關閉高、中壓調節(jié)汽門；當轉速恢復正 常時，開啟這些汽門，以維持額定轉速。常時，開啟這些汽門，以維持額定轉速。 14 2)當汽輪機轉速出現(xiàn)加速度時，發(fā)出超馳指令，當汽輪機轉速出現(xiàn)加速度時，發(fā)出超馳指令， 關閉高、中壓調節(jié)汽門；當加速度為零時由正常關閉高、中壓調節(jié)汽門；當加速度為零時由正常 轉速控制回路維持正常轉速。轉速控制回路維持正常轉速。 (12)BPC(Bypass Control system)旁路控制旁路控制 系統(tǒng)，是汽輪機旁路系統(tǒng)的自動投人和旁路系統(tǒng)系統(tǒng)，是汽輪機旁路系統(tǒng)的自動投人和旁路系統(tǒng) 蒸汽壓力、溫度等自動控制系統(tǒng)的總稱。蒸汽壓力、

17、溫度等自動控制系統(tǒng)的總稱。 (13)ETS(Emergency trip system)汽輪機緊急汽輪機緊急 跳閘系統(tǒng)，是在汽輪機運行過程中，機組重要運跳閘系統(tǒng)，是在汽輪機運行過程中，機組重要運 行參數(shù)越線等異常工況下，實現(xiàn)緊急停止汽輪機行參數(shù)越線等異常工況下，實現(xiàn)緊急停止汽輪機 運行的控制系統(tǒng)。運行的控制系統(tǒng)。 15 (14)MEH(Micro-electro-hydraulic control system)給水泵汽輪機電液調節(jié)系統(tǒng)，是采用微給水泵汽輪機電液調節(jié)系統(tǒng)，是采用微 型計算機控制和液壓執(zhí)行機構實現(xiàn)控制邏輯，驅型計算機控制和液壓執(zhí)行機構實現(xiàn)控制邏輯，驅 動給水泵汽輪機的控制系統(tǒng)。但是為了與驅動發(fā)動給水泵汽輪機的控制系統(tǒng)。但是為了與驅動發(fā) 電機汽輪機的電液調節(jié)系統(tǒng)相區(qū)別，習慣上