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DCS系统在热电厂输煤系统中的应用

导读: 将dcs系统应用到华祥热电有限公司的输煤程控系统中,可以很好的发挥dcs系统的优势,将输煤系统需要监视的模拟量、开关量集成到整个控制系统中,监视皮带的电机电流的变化

1  引言
                   
  随着电力改革进入关键阶段,减员增效、提高电厂信息集成化和自动化水平已经成为各发电企业的共识。而各发电企业在不断提高主控系统的自动化水平的同时,也要大力着手提高辅助公用系统的自动化水平,从而提高电厂整体水平,使主控系统和辅助系统都处在最佳的运行环境中,因此提高辅助系统的自动化水平(特别是那些比较老的、自动化程度不高的电厂)已经成为当务之急。
                   
  华祥热电有限公司输煤控制系统处于起步阶段,除了输煤皮带采用plc实现顺序控制,上煤、配煤、碎煤、除尘等工序由于设备更新不到位,设备的陈旧引起煤的跑、冒、滴、漏,影响自动化水平的提高。这次改造使用了和利时公司的dcs系统,使输煤系统的控制功能更加完善,实现了计算机控制,极大的提高了神头第一发电厂的自动化水平。整个系统如附图所示。
           
2  硬件系统介绍
                   
  本系统采用北京和利时系统工程股份有限公司的macs 分布式dcs(distributed control system)控制系统平台,完成华祥热电有限公司输煤系统改造技术要求所规定的模拟量控制(mcs)、顺序控制(scs)、数据采集(das)等功能,并负责与其他供应商所供仪表和控制系统之间接口的设计及供货工作,如图1所示。

            附图   dcs系统图
             

      
  macs是基于客户/服务器(client/server)体系结构的大型分布式控制系统,从逻辑结构上分为现场采集控制级,中央处理级和操作级。
                   
  针对神头发电厂输煤系统的工艺概况描述进行分散控制系统的配置,根据系统的要求,macs硬件配置如下:1个配电柜;1个工程师站;2台操作员站;2个服务器;1个i/o控制站;2个扩展柜。
                   
  配电柜用来给macs系统的各个设备进行电源分配和供电。主控制室2台操作员站实现系统的状态监视、控制操作、数据采集等功能,通过设置密码限制不同级别人员操作。操作员可通过键盘和鼠标实现操作功能。服务器用来对整个系统的数据进行管理、存贮和任务调度和历史数据存贮。工程师站平时运行时可作为系统管理操作站,进行全程监控。同时用于系统组态、程序开发、数据库及画面的编辑和修改等工作。采集控制柜包括机柜、电源、主控单元和过程i/o单元等主要配套设备,电源、主控单元均采用冗余配置方式。主控单元和过程i/o单元之间通过现场总线控制网络cnet连接起来,构成一个逻辑上完整的数据采集控制站。主控单元主要完成以采集控制站为中心的相对集中的数据处理和控制运算工作;过程i/o单元为智能化结构,主要完成与现场信号的连接以及与本模块相关的i/o处理工作。
           
  2.1 现场总线
                   
  macs系统现场控制站内采用国际上最流行的现场总线profibus-dp来连接主控单元和i/o单元。profibus-dp是专门为自动控制系统与在设备级分散i/o之间进行通讯而设计的。既可满足高速传输,又有简单实用、经济性强等特点。
                   
  profibus-dp符合en50170标准,拓扑结构为总线式,在总线两端有有源总线端接器。最大节点数为127,其中每个分段上最多可接32个节点,各段可通过中继器相连。传输速率9.6kbps~12mbps,与每段距离有关。当距离在100米内时,可达12mbps。通讯介质采用屏蔽双绞线或光纤。
           
  2.2 主控单元
                   
  主控单元是现场控制站的中央处理单元,主要承担本站的部分信号处理、控制运算、与上位机及其它单元的通讯等任务。它是一个高性能的工业级中央处理单元,采用模块化结构,主控单元可以热备份方式冗余使用。主控单元cpu采用pentium ii芯片,主频 233mhz以上;内存为32m(db),2msram(带掉电保护)。
           
  2.3 输入输出单元
                   
  过程输入输出单元(i/o单元)是完成与现场信号的连接、对输入信号进行的采集与转换、对输出信号进行限幅等处理的智能单元。模块采用智能化设计和看门狗定时、多级隔离、自动诊断、输出回馈以及系统故障时输出自动切换到安全状态等可靠性措施。
                   
  过程输入输出单元根据功能分为模入、模出、开入、开出和脉冲量处理、回路控制几类。其中模入、模出单元可冗余配置,以保证重要信号能得到可靠处理。
                   
  单元采用模块化结构,通常由模块主体和底座两部分组成。模块主体由外壳和内部模板组成,一般有两块板,一块为cpu板,另一块为i/o处理板。
           
  底座为无源底板,起连接信号、固定模块主体、并为模块主体供电等作用。

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