熱電廠DCS控制組態(tài)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)_圖文

1、東南大學(xué)碩士學(xué)位論文熱電廠DCS控制組態(tài)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)姓名:毛健寧申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):電力工程指導(dǎo)教師:萬秋蘭;林俊山20061225 2.2通信網(wǎng)絡(luò)圈21通訊網(wǎng)絡(luò)圖2-2機(jī)籠JX-300X DCS的通信網(wǎng)絡(luò)分三層:第一層網(wǎng)絡(luò)是信息管理網(wǎng)(用戶可選第二層網(wǎng)絡(luò)是過程控制網(wǎng),稱為SCnet II笫三層網(wǎng)絡(luò)是控制站內(nèi)部I/o控制總線,稱奠aSBUS2.2.1信息管理網(wǎng)(Ethernet信息管理網(wǎng)采用以太網(wǎng)絡(luò),用于工廠級(jí)的信息傳送和管理,是實(shí)現(xiàn)全廠綜合管理的信息通道。該網(wǎng)絡(luò)通過在多功能站(MFS上安裝雙重網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)接的方法,實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息管理網(wǎng)與scnet過程控制網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)間橋接,以獲取Jx一300X

2、集散控制系統(tǒng)中過程參數(shù)和系統(tǒng)的運(yùn)行信息,同時(shí)也向下傳送上層管理計(jì)算機(jī)的調(diào)度指令和生產(chǎn)指導(dǎo)信息。管理網(wǎng)采用人型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)信息共享,并可將各個(gè)裝置的控制系統(tǒng)連入企業(yè)信息管理網(wǎng),實(shí)現(xiàn)工廠級(jí)的綜合管理、調(diào)度、統(tǒng)計(jì)、 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文控制站是系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場(chǎng)打交道的I/o處理單元,完成整個(gè)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。通過軟件設(shè)置和硬件的不同配置可構(gòu)成不同功能的控制結(jié)構(gòu),如過程控制站、邏輯控制站、數(shù)據(jù)采集站。控制站主要由機(jī)柜、機(jī)籠、供電單元和各類卡件(包括主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和各種信號(hào)輸入/輸出卡組成(表2.1,其核心是主控制卡。主控制通常插在過程控制站最上部機(jī)籠內(nèi),通過系統(tǒng)內(nèi)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)一SBUS

3、擴(kuò)充各種功能,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入輸出,同時(shí)完成過程控制中的數(shù)據(jù)采集、回路控制、順序控制、以及包括優(yōu)化控制等各種控制算法?？刂普镜耐庑稳鐖D24所示。機(jī)柜:機(jī)柜采用拼裝結(jié)構(gòu),機(jī)柜最多可安裝一個(gè)控制站的電源單元、6個(gè)I/o單元(機(jī)籠。由于機(jī)柜體采用了拼裝結(jié)構(gòu),可以通過拆卸各個(gè)機(jī)柜上的側(cè)面板,形成互通的控制柜組,以方便整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的走線。 圖2-4機(jī)柜 實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)告訴我們,控制系統(tǒng)如何防止外界的干擾非常重要.為此對(duì)DCS系統(tǒng)的接地提出了很高的要求。文獻(xiàn)10對(duì)Dcs系統(tǒng)接地提出下列原9ll:I.采用等電位連接原則,系統(tǒng)各種接地分類匯總后接到建筑物各層面的等電位連接板上(若沒有連接板,可匯總到控制柜接地銅

4、條。進(jìn)而與接地投相連。2.操作站的操作臺(tái)和計(jì)算機(jī)都必須接地。3.控制系統(tǒng)FIj部接地線應(yīng)>4平方毫米,控制系統(tǒng)與接地樁之間的接地線>18平方毫米。確保接地線連接可靠穩(wěn)固。4.UPS的接地采用工廠電氣地。UPS采用兩線制給IxcS供電。5.若無法滿足等電位連接。系統(tǒng)可采用一點(diǎn)接地的原則,要求接地電阻(4歐姆,避免與電氣地相連,造成多點(diǎn)接地。為保證接地的有效性。要求系統(tǒng)地樁與控制柜之間的接地引線應(yīng)小于30米,系統(tǒng)接地樁與其他電氣地樁或避雷器地樁之間的距離要火丁二18米。與現(xiàn)場(chǎng)接地情況相結(jié)合我們形成如圈3-2所示Dcs接地系統(tǒng)圈 圖3-2DcS接地系統(tǒng)圖 第3章硬件選型和系統(tǒng)組態(tài)Repo

5、rt:存放報(bào)表文件Run:存放運(yùn)行文件Temp:存放臨時(shí)文件在組態(tài)過程中。所繪制的流程圖,制作的報(bào)表,編寫的程序等都需要正確存放在相應(yīng)文件夾中.啟動(dòng)組態(tài)軟件后,選中總體信息/主機(jī)設(shè)置,打開主機(jī)設(shè)置窗口,即可開始進(jìn)行主機(jī)的組態(tài)了.選擇主控制卡選項(xiàng)卡,進(jìn)入主控制卡組態(tài)窗口對(duì)主控制卡進(jìn)行組態(tài),如圖3-4所示,根據(jù)組態(tài)內(nèi)容依次填入主機(jī)的相關(guān)信息即可。 圖34主控制卡組態(tài)窗口JX-300X系統(tǒng)中最多可組15個(gè)控制站,控制站IP地址在231之間。對(duì)TCP/IP協(xié)議地址采用下圈(圖3-5所示系統(tǒng)約定:地址范網(wǎng)類別備注網(wǎng)絡(luò)6q主機(jī)弼每個(gè)控制站包拱兩塊互為冗余的主控128.128.1231黼卡。每塊主控制卡享朋

6、不弼的網(wǎng)絡(luò)控制站地址瑪,IP地址統(tǒng)編拄,擱互不可重復(fù).地址應(yīng)與主控卡馥件上的跳線地址匹12&128.2231配.地蛙為0,2的捐糍地址淹3.3的栩罄地址勾2.以此類推.圖3-5控制站TcP/IP協(xié)議地址系統(tǒng)約定選中操作站選項(xiàng)卡,進(jìn)入操作主機(jī)的組態(tài)窗口,和主控制卡設(shè)置相類似只要填入相應(yīng)的信息.Jx系列最多可組32個(gè)操作站(或工程師站,vITCP/IP協(xié)議地址采用如下圖(圖36所示系統(tǒng)約定:東南大學(xué)碩士學(xué)位論文地址范弼類荊各注悶絡(luò)碼IP地址129160每個(gè)操作站乜括兩塊互為冗余的羽卡。操作站地址兩塊網(wǎng)卡享用尉一個(gè)IP地址,越應(yīng);殳置不剜的廚絡(luò)斟.IP地址統(tǒng)。編捧,不128.12&2

7、129160可重復(fù).嬲絡(luò)碼128.128,1釉128.128.2代表髑個(gè)至為冗衾的M絡(luò)。在豫佟站巾表現(xiàn)淘兩塊兩卡.每塊鼴卡所代表的建址由IP地址設(shè)置決定。圖3-6操作站TCP/IP協(xié)議地址系統(tǒng)約定控制站由主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/o卡件、供電單元等構(gòu)成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可擴(kuò)展修改,控制站內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)也可方便地?cái)U(kuò)展I/O卡件?？刂普綢/O組態(tài)主要包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡設(shè)置,I/咔件設(shè)置和信號(hào)點(diǎn)設(shè)置。所有設(shè)置可依照I/O點(diǎn)表來進(jìn)行。選中控制站/(I/O組態(tài)>菜單后,I/O輸入窗口被打開,選擇數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡選項(xiàng)卡,將看到如下組態(tài)窗口(圖3-13,在對(duì)應(yīng)的主控卡下掛接相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡,并填入前一章中選定的型號(hào)S

8、P233和點(diǎn)表中設(shè)置的地址,并選擇冗余方式。 圖3-13數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡組態(tài)窗口登錄I/0卡件組態(tài)畫面,一塊主控制卡的一塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡下可組16塊I/O卡件。組態(tài)畫面同圖314,只是此時(shí)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡為可選擇狀態(tài),根據(jù)點(diǎn)表中的設(shè)置寫入卡件在掛接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡上的地址(it-細(xì)內(nèi)容可參考點(diǎn)表。第3章硬件選型和系統(tǒng)組態(tài) 圈3-14I/o卡件組態(tài)窗口登陸I/0點(diǎn)組態(tài)畫面,I/o點(diǎn)組態(tài)窗口如圖3一15,只是此時(shí)由于I/0卡件己組態(tài)因此變?yōu)榭蛇x擇狀態(tài).根據(jù)點(diǎn)表中的設(shè)置寫入I/0信號(hào)點(diǎn)的組態(tài)內(nèi)容。 圖315I/0點(diǎn)設(shè)置組態(tài)窗口至此,系統(tǒng)I/0組態(tài)的各層組態(tài)環(huán)境已全部展開。通過I/0組態(tài),用戶將完成系統(tǒng)全部的控制硬件配

9、置。從中可以看出,SUPCONDCS系統(tǒng)中的控制硬件結(jié)構(gòu)呈“樹”行組合,即以掛接在SUPCON DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主控制卡為“樹根”向+F逐層展開,直至單個(gè)信號(hào)點(diǎn)為最小的“叫一。組態(tài)過程中,_I|戶應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的上述特點(diǎn),自上而一F,逐層組態(tài).系統(tǒng)組態(tài)完畢后,可以進(jìn)行控制組態(tài)工作.31東南大學(xué)碩士學(xué)位論文第四章控制方案組態(tài)文獻(xiàn)【33告訴我們,完成系統(tǒng)I/o組態(tài)后,接下來考慮系統(tǒng)中有無一些需要控制的信號(hào)和要求,如有,需要用控制方案組態(tài)來實(shí)現(xiàn)?？刂品桨附M態(tài)分為常規(guī)控制方案組態(tài)和自定義控制方案組態(tài),本熱電廠控制方案設(shè)計(jì)采用自定義控制方案組態(tài)中的圖形編程方式實(shí)現(xiàn)熱電廠的有關(guān)控制功能。本文以汽包水位監(jiān)

10、控為重點(diǎn)進(jìn)行Mcs控制組態(tài)的實(shí)現(xiàn)。以給水泵監(jiān)控為重點(diǎn)進(jìn)行sos控制組態(tài)的實(shí)現(xiàn),以汽輪機(jī)保護(hù)跳閘為重點(diǎn)進(jìn)行ETS組態(tài)的實(shí)現(xiàn)。開始進(jìn)行系統(tǒng)的控制方案組態(tài)。在組態(tài)軟件的主菜單中,選中e控制站】/<自定義控制方案>菜單項(xiàng),即可啟動(dòng)系統(tǒng)的自定義控制方案組態(tài)(如圖41。 圖41自定義控制方案組態(tài)畫面文獻(xiàn)4告訴我們,汽包水位反映了鍋爐蒸汽流量與給水流量之間的平衡關(guān)系,保持汽包的正常水位是汽包鍋爐和汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要條件之一。汽包水位過高,蒸汽空間將縮小.會(huì)引起蒸汽帶水,使蒸汽品質(zhì)惡化,還將導(dǎo)致在過熱器管內(nèi)產(chǎn)生鹽垢沉積,使管子過熱,金屬強(qiáng)度降低而發(fā)生爆管。嚴(yán)重滿水時(shí),將使蒸汽大量帶水,引起管道與汽輪機(jī)內(nèi)嚴(yán)重的水沖擊,造成設(shè)備損壞。水位過低,將破壞正常的水循環(huán),造成水冷壁管超溫過熱。當(dāng)嚴(yán)重缺水時(shí).還可能造成水冷壁管的爆破。因此,汽包給水調(diào)節(jié)的任務(wù)是維持汽包水位在允許的范圍,使錨爐的給水量適應(yīng)于鍋爐的蒸發(fā)量。汽包水位存在著虛假水位現(xiàn)象,在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí),單一的PID調(diào)節(jié)很難克服虛假水位.一般來說,汽包水位的控制原則上采用三沖量串級(jí)前竣控制