電廠(chǎng)仿真介紹

仿真機(jī)目前技術(shù)情況介紹一、仿真機(jī)基本構(gòu)成仿真機(jī)主要由兩大部分構(gòu)成,即仿真機(jī)硬件部分和軟件部分。（1）仿真機(jī)硬件仿真機(jī)硬件系統(tǒng)主要包括:（2）仿真機(jī)軟件仿真機(jī)軟件系統(tǒng)主要有:仿真機(jī)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和其它設(shè)備系統(tǒng)相互連接構(gòu)成，STAR-90系統(tǒng)常見(jiàn)仿真機(jī)硬件配置如圖所示:帶實(shí)際盤(pán)臺(tái)仿真機(jī)配置虛擬盤(pán)臺(tái)實(shí)際效果機(jī)二、仿真對(duì)象規(guī)模及技術(shù)水平火電機(jī)組仿真對(duì)象從50MW、100MW、125MW、200MW、300MW、500MW、600MW、660MW至1000MW不同容量發(fā)電機(jī)組和供熱式機(jī)組。仿真對(duì)象主機(jī)廠(chǎng)家覆蓋面廣，除國(guó)內(nèi)哈爾濱、東方、上海等主要三大動(dòng)力廠(chǎng)家外，還有北京巴威、北京重型機(jī)械廠(chǎng)、武漢鍋爐廠(chǎng)、俄羅斯，美國(guó)GE公司等生產(chǎn)電網(wǎng)及變電站仿真對(duì)象從10kV、35kV、110kV、220kV至500kV等不同電壓等級(jí)變電站與多種組合以及虛擬網(wǎng)仿真。仿真對(duì)象有國(guó)內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)、引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)機(jī)組和國(guó)外進(jìn)口機(jī)組；無(wú)論火電機(jī)組、還是變電站規(guī)模及技術(shù)水平都是目前較先進(jìn)。例如火電機(jī)組仿真對(duì)象鍋爐有超臨界、亞臨界鍋爐；汽包爐、直流爐、液態(tài)排渣爐；制粉燃燒系統(tǒng)有直吹式中速磨煤機(jī)、風(fēng)扇磨煤機(jī)、中間貯倉(cāng)式鋼球磨煤機(jī)；燃燒器布置方式有前后墻布置、四角布置、六角布置等方式。過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真監(jiān)控系統(tǒng)種類(lèi)多過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真監(jiān)控系統(tǒng)種類(lèi)包括微機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)；PGP、ProcontrolP控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多種途徑真程度高（1：1），工期短，易于升級(jí)更新。對(duì)于目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)控制系統(tǒng)，我方基本采用該方式。部分則是通過(guò)購(gòu)買(mǎi)DCS廠(chǎng)家實(shí)際操作界面軟/硬件，再由我方開(kāi)發(fā)相應(yīng)通訊軟件而實(shí)現(xiàn)。如蘭溪項(xiàng)目、樂(lè)清項(xiàng)目、北侖項(xiàng)目等。有上海吳涇電廠(chǎng)600MW全范圍火電機(jī)組仿真系統(tǒng)、杭州電力培訓(xùn)中心DCS仿真系統(tǒng)以及嘉興電廠(chǎng)二期仿真系統(tǒng)等項(xiàng)目。采用該種方式除可對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行培訓(xùn)外，還可對(duì)熱工人員進(jìn)行熱工組態(tài)培訓(xùn)。三、主要功能（1）教練員臺(tái)功能軟件教員臺(tái)功能軟件是為增強(qiáng)培訓(xùn)效率，供教員使用功能軟件，STAR--90仿真機(jī)系統(tǒng)中擁有眾多豐富靈活教員臺(tái)功能供教員使用。）；a、局部加減速0～10倍，b、全部加減速0～10倍。）；a、手動(dòng)，b、自動(dòng)，c、時(shí)間間隔可變；盤(pán)臺(tái)設(shè)備診斷可實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真機(jī)主控制室內(nèi)全部硬件設(shè)備試驗(yàn)和診斷。在每日開(kāi)始培訓(xùn)之前,硬件工程師或教練員要對(duì)控制室內(nèi)表盤(pán)設(shè)備進(jìn)行檢查。每個(gè)表盤(pán)可進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試。測(cè)試內(nèi)容主要包括：-測(cè)試全部指示燈,包括光字牌；-測(cè)試全部模擬量指示儀表；-測(cè)試全部模擬量輸入設(shè)備；-測(cè)試全部盤(pán)臺(tái)開(kāi)關(guān)和按鈕；-測(cè)試全部數(shù)字顯示設(shè)備；（2）過(guò)程控制計(jì)算機(jī)仿真軟件（DCS、DEH操作員站仿真軟件）DCS操作員站界面仿真軟件在用戶(hù)提供可識(shí)別電子文本前提下首選翻譯轉(zhuǎn)換模式，其次是傳統(tǒng)組態(tài)方式。該軟件是運(yùn)行在仿真操作員站上應(yīng)用軟件。每臺(tái)DCS仿真操作員站運(yùn)行相同仿真軟件，與熱控?cái)?shù)學(xué)模型軟件相結(jié)合完全實(shí)現(xiàn)實(shí)際機(jī)組DCS操作員站所有功能。DCS操作員站界面仿真軟件能完成實(shí)現(xiàn)以下功能：組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)過(guò)程畫(huà)面；組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)彈出窗口畫(huà)面；組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)棒圖畫(huà)面；操作員站畫(huà)面顯示、鼠標(biāo)或鍵盤(pán)操作方式、子窗口彈出方式、數(shù)據(jù)刷新模式、曲線(xiàn)、棒圖顯示等功能與實(shí)際機(jī)組實(shí)際DCS操作員站一致；I/O點(diǎn)數(shù)、名稱(chēng)、標(biāo)識(shí)方法等與實(shí)際機(jī)組實(shí)際DCS操作員站一致；控制回路名稱(chēng)、控制邏輯與機(jī)組實(shí)際DCS操作員站一致。采用翻譯轉(zhuǎn)換（虛擬HMI）技術(shù)進(jìn)行DCS操作員站界面仿真效果如下圖所示：圖1.FOXBOROI/A系統(tǒng)操作界面-給水系統(tǒng)（3）DCS系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn)方式DCS控制系統(tǒng)最流行設(shè)計(jì)思想是功能塊組態(tài)，這與STAR-90模塊化建系統(tǒng)也擁有圖形算法庫(kù)和文本算法庫(kù)，XDPS系統(tǒng)擁有預(yù)定義標(biāo)準(zhǔn)功能塊庫(kù)，每一個(gè)功能碼、塊或算法完成一種特定計(jì)算或功能，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控制策略均由這些功能碼、塊或算法組態(tài)連接而成。而STAR-90支撐系統(tǒng)擁有自己電站算法庫(kù)、通用算法庫(kù)和控制算法庫(kù)，每一個(gè)電站數(shù)學(xué)模型和控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型均由這些算法組態(tài)完成，無(wú)需建模人員編程，這是STAR-90一體化仿真環(huán)境下模塊化建模優(yōu)點(diǎn)所在，并且也為控制模型自動(dòng)轉(zhuǎn)換提供了說(shuō)到轉(zhuǎn)換，本身就要求有一定原型東西，也就是說(shuō)必須有充分、可讀取認(rèn)知實(shí)際DCS組態(tài)策略電子文檔，如文本文檔、數(shù)據(jù)庫(kù)文檔等等，這是才能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在這些文檔中必須可以讀取以下內(nèi)容：每個(gè)模塊標(biāo)識(shí)、使用算法、執(zhí)行周期、執(zhí)行順序、模塊之間引用關(guān)系等等，利用這些信息就可以將實(shí)際DCS組態(tài)策略自動(dòng)轉(zhuǎn)換成STAR-90控制系統(tǒng)模型。另外，如果要做到與實(shí)際DCS組態(tài)圖紙完全相同頁(yè)面顯示方式，必須還需要具有下列內(nèi)容：每個(gè)模塊所處頁(yè)號(hào)、在圖頁(yè)中坐標(biāo)位置、使用圖元實(shí)例、連線(xiàn)坐標(biāo)信息以及圖頁(yè)邊框信息等等。有了這些信息，就可以將實(shí)實(shí)際DCS組態(tài)圖紙完全相同視覺(jué)效果，效果如下圖所示：圖2.FOXBOROI/A系統(tǒng)控制邏輯仿真對(duì)于DCS操作員站LCD畫(huà)面轉(zhuǎn)換，也要求有可供讀取認(rèn)知實(shí)際DCS畫(huà)面組態(tài)文本或數(shù)據(jù)庫(kù)文檔，在這些文檔中必須包括以下內(nèi)容：畫(huà)面靜態(tài)內(nèi)容，包括圖形、文本等；畫(huà)面動(dòng)態(tài)內(nèi)容，包括控制模式、動(dòng)態(tài)顯示內(nèi)容和控制變量或標(biāo)簽等等。這也是需要與DCS供貨商或用戶(hù)協(xié)商才能做到。綜上所述，如采用轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)仿真，招標(biāo)方應(yīng)提供開(kāi)發(fā)模型和界面轉(zhuǎn)換軟件所必需電子文檔資料和數(shù)據(jù)信息。已實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)仿真.ABBSYMPHONY、PGP、ProcontrolP控制系統(tǒng)4、就地操作站軟件為了保證培訓(xùn)過(guò)程連續(xù)性和完整性，采用就地操作員站將實(shí)際機(jī)組主控制室以外、與機(jī)組啟、停過(guò)程密切相關(guān)操作項(xiàng)目有選擇地放在就地操作站上進(jìn)行。就地操作員站軟件組態(tài)方式與3.6節(jié)所述相同，其顯示、操作畫(huà)面以生產(chǎn)過(guò)程流程圖方式體現(xiàn)，包括主要系統(tǒng)設(shè)備和就地操作設(shè)備。用以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中必須就地顯示和操作。其仿真軟件采用三級(jí)軟件過(guò)程控制模式：a.系統(tǒng)菜單級(jí)：顯示就地操作系統(tǒng)菜單，菜單框內(nèi)包括系統(tǒng)圖名稱(chēng)。操作人員只需用鼠標(biāo)點(diǎn)中所需菜單框，即可調(diào)出相應(yīng)系統(tǒng)流程圖。b.系統(tǒng)流程圖級(jí)：在系統(tǒng)流程圖畫(huà)面上用特有標(biāo)記說(shuō)明某些設(shè)備為就地操作設(shè)備，通過(guò)數(shù)據(jù)刷新、顏色變化、圖形變換來(lái)實(shí)現(xiàn)就地操作監(jiān)視控制功能。操作人員可在有效區(qū)域內(nèi)，用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)擊中有效區(qū)域，進(jìn)行就地操作，此時(shí)系統(tǒng)圖被選中區(qū)域便出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話(huà)窗口，以使操作員實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)、電機(jī)等設(shè)備操作控制。c.窗口對(duì)話(huà)控制級(jí)：當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話(huà)窗口后，窗口中便顯示出相應(yīng)操作設(shè)備(開(kāi)關(guān)、按鈕、操作器等)及其狀態(tài)信息。操作員便可進(jìn)行相應(yīng)操作或取消本操作，當(dāng)確認(rèn)操作后，恢復(fù)流程圖，取消窗口同時(shí)實(shí)現(xiàn)就地操作點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)、畫(huà)面刷新。系統(tǒng)菜單級(jí)、系統(tǒng)流程圖級(jí)、窗口對(duì)話(huà)級(jí)操作模式，可使操作員方便地實(shí)現(xiàn)就地操作監(jiān)視和控制功能。d.三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)我公司最新升級(jí)產(chǎn)品-三維虛擬場(chǎng)景技術(shù)，通過(guò)移動(dòng)鼠標(biāo)不但可瀏覽整個(gè)廠(chǎng)區(qū)實(shí)際場(chǎng)景，還可對(duì)場(chǎng)景內(nèi)設(shè)備進(jìn)行操作，操作結(jié)果直接影響仿真機(jī)運(yùn)行。5、主控室環(huán)境仿真軟件音響仿真設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件是運(yùn)行在音響仿真設(shè)備上應(yīng)用軟件，該軟件采用多媒體技術(shù)，將從實(shí)際電廠(chǎng)錄制環(huán)境噪音，按著仿真模型運(yùn)行實(shí)際工況主控室音響仿真負(fù)責(zé)音響仿真設(shè)備管理，當(dāng)仿真模型中過(guò)程量數(shù)值發(fā)當(dāng)音響仿真計(jì)算機(jī)接收到數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行分析處理，并進(jìn)行背景聲音文件水位監(jiān)視設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件是運(yùn)行在水位監(jiān)視設(shè)備上應(yīng)用軟件，該軟件采用多媒體技術(shù)，將電廠(chǎng)水位監(jiān)視設(shè)備顯示畫(huà)面，按著仿真模型運(yùn)行實(shí)際工況進(jìn)行畫(huà)面實(shí)時(shí)顯示和更新。水位監(jiān)視仿真軟件負(fù)責(zé)水位監(jiān)視仿真設(shè)備管理，當(dāng)仿真模型中水位過(guò)程量數(shù)值發(fā)生變化，該軟件按著通訊協(xié)議形成數(shù)據(jù)包，并發(fā)送到水位仿真計(jì)算機(jī)。當(dāng)水位仿真計(jì)算機(jī)接收到數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行分析處理，并進(jìn)行水位火焰監(jiān)視設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件是運(yùn)行在火焰監(jiān)視設(shè)備上應(yīng)用軟件，該軟件采用多媒體技術(shù)，將電廠(chǎng)火焰監(jiān)視設(shè)備顯示畫(huà)面，按著模型運(yùn)行實(shí)際工況進(jìn)行畫(huà)面實(shí)時(shí)顯示和更新。火焰監(jiān)視仿真軟件負(fù)責(zé)火焰監(jiān)視仿真設(shè)備管理，當(dāng)仿真模型中火焰過(guò)程量數(shù)值發(fā)生變化，該仿真軟件按著通訊協(xié)議形成數(shù)據(jù)包，并發(fā)送到火焰仿真計(jì)算機(jī)。當(dāng)火焰仿真計(jì)算機(jī)接收到數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行分析處理，并進(jìn)行火焰仿真文件調(diào)度。一套600MW、360MW全范圍、高精度一機(jī)雙模火