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典型聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是如何工作的

時(shí)間:2020-07-08    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
  摘要:本文對(duì)國內(nèi)已引進(jìn)GE、西門子、三菱公司F級(jí)燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、配置和系統(tǒng)功能作了闡述,并對(duì)改進(jìn)設(shè)計(jì)提出了建議。
  
  本文針對(duì)的主要機(jī)型是國內(nèi)已引進(jìn)技術(shù)的GE、西門子、三菱公司的廠級(jí)燃機(jī)及由此燃機(jī)所組成的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組,其典型項(xiàng)目分別為望亭電廠、深圳東部電廠和鄭州燃機(jī)電站。
  
  一、望亭電廠
  
  每套機(jī)組分別為一拖一單軸F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)、三壓再熱無補(bǔ)燃余熱鍋爐和凝汽式汽輪機(jī)。其中,燃?xì)廨啓C(jī)和凝汽式汽輪機(jī)由哈爾濱動(dòng)力設(shè)備股份有限公司與GE公司合作生產(chǎn),余熱鍋爐由杭州鍋爐廠生產(chǎn)。
  
  1.1控制系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)
  
  控制系統(tǒng)主要包括分散控制系統(tǒng)(DCS),隨機(jī)島主設(shè)備成套提供的控制系統(tǒng)MARK-VI以及熱力系統(tǒng)輔機(jī)控制設(shè)備。DCS采用美國EMERSON公司生產(chǎn)的Ovation系統(tǒng),機(jī)島控制系統(tǒng)MARK-Vl由美國GE公司提供。
  
  1.1.lDCS
  
  電廠的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組及其輔助系統(tǒng)均為單元制,每套機(jī)組配用1套DCS。主要用于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的余熱鍋爐和熱力循環(huán)系統(tǒng)、電氣部分發(fā)變組與廠用電系統(tǒng)、高壓啟動(dòng)/備用變壓器側(cè)斷路器及6kV側(cè)開關(guān)等監(jiān)視和控制,并實(shí)現(xiàn)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、報(bào)警、制表記錄和性能計(jì)算,完成燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組所有運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié),滿足機(jī)組在各種負(fù)荷變化條件下的安全可靠運(yùn)行。不設(shè)DCS公用網(wǎng)絡(luò)段及公用DCS,兩臺(tái)機(jī)組公用系統(tǒng)的設(shè)備分別接入#1、#2機(jī)組DCS。
  
  余熱鍋爐壁溫、煙氣溫度的檢測采用EMERSON的848T溫度變送器和3420現(xiàn)場接口模件組成DCS遠(yuǎn)程I/0控制站,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并通過通信電纜與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組DCS連接,實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視和管理。
  
  聯(lián)合循環(huán)機(jī)組DCS與燃機(jī)-汽機(jī)控制系統(tǒng)之間通過雙冗余的交換器使用帶TCP/IP的以太網(wǎng)通訊接口進(jìn)行連接,實(shí)施雙向通信。重要的連鎖保護(hù)信號(hào)采用硬接線連接。
  
  1.1.2燃機(jī)控制系統(tǒng)
  
  燃機(jī)控制采用SPEEDTRONlCMARK-Vl三冗余微處理器的控制系統(tǒng)。3個(gè)獨(dú)立且相同的控制器<R>、<S>和<T>從單傳感器、兩重冗余和三重冗余傳感器獲得數(shù)據(jù),每個(gè)控制器含有自己的電源、處理器、通信以及燃?xì)廨啓C(jī)所有的控制、保護(hù)和順控的I/0。模塊<P>含有<X>、<Y>和<Z>3個(gè)冗余模件,用于燃?xì)廨啓C(jī)的保護(hù);所有用于控制回路和跳閘保護(hù)的重要傳感器都為三重冗余。
  
  控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IONET是基于以太網(wǎng)的用于3個(gè)控制模塊、保護(hù)模塊的3個(gè)部分和任何擴(kuò)展模塊之間通信的網(wǎng)絡(luò)。機(jī)組級(jí)數(shù)據(jù)高速公路(UDH)基于以太網(wǎng)絡(luò),提供蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)控制之間的對(duì)等通信。在網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)能被單播、多播或廣播傳輸?shù)狡降瓤刂葡到y(tǒng)。廠級(jí)數(shù)據(jù)高速公路(PDH)用于和電廠DCS或其它第三方平臺(tái)的數(shù)據(jù)通信。
  
  電子設(shè)備均模塊化??刂?、保護(hù)和任何擴(kuò)展模塊與操作員接口之間的通信通過以太網(wǎng),提供1個(gè)帶浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、多任務(wù)操作系統(tǒng)。
  
  系統(tǒng)具有容錯(cuò)控制結(jié)構(gòu),在沒有任何單點(diǎn)故障時(shí),能對(duì)輸入和輸出進(jìn)行可靠"表決"。每1干接點(diǎn)輸入的表決值和每1模擬量輸入的中間值均在1個(gè)控制模塊內(nèi)計(jì)算,而啟用作應(yīng)用軟件合成的控制參數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)3個(gè)輸入值有不一致,診斷算法則監(jiān)視這些輸入并啟動(dòng)診斷報(bào)警。每1干接點(diǎn)輸入被分配1個(gè)毫秒的時(shí)間標(biāo)簽,用以提供口個(gè)內(nèi)置的事件順序(SOE)監(jiān)視。
  
  操作員接口由GEFanucClMPLICTYR圖形顯示系統(tǒng)和微軟WindowsNT操作系統(tǒng)的PC機(jī)組成。
  
  輸入/輸出(I/0)直接連接到透平和發(fā)電機(jī)上設(shè)備的接口,如直接連接至振動(dòng)傳感器、火焰檢測器、LVDTs、磁轉(zhuǎn)速探頭、熱電偶、熱電阻,確保SPEDTRONlCMarkVl診斷功能直接監(jiān)視機(jī)械設(shè)備上探頭的正常狀況。
  
  1.1.3汽輪機(jī)控制系統(tǒng)
  
  汽輪機(jī)控制采用SPEEDTRONlCMARKVl三重冗余(TMR)微處理器的透平控制系統(tǒng)。3個(gè)獨(dú)立且相同的處理器<R>、<S>和<T>,用于監(jiān)視冗余傳感器和在所有重要控制功能中表決。保護(hù)模塊<P>另含<X>、<Y>和<Z>表決處理器,具有獨(dú)立的電源和處理器,用于監(jiān)視重要傳感器和提供冗余報(bào)警和跳閘保護(hù)。
  
  操作員接口由GEFanucClMPLlClTYR圖形顯示系統(tǒng)和微軟WindowsNT操作系統(tǒng)的PC機(jī)組成。
  
  SPEEDTRONlCMarkVl和其它GE的控制設(shè)備通過UDH在對(duì)等層上通訊。其它GE的控制設(shè)備包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng),燃?xì)廨啓C(jī)靜態(tài)啟動(dòng)器。UDH是口個(gè)雙冗余的網(wǎng)絡(luò)。HMl操作員接口隔離UDH和PDH。
  
  MARK一VI與DCS使用帶TCP/IP的1個(gè)以太網(wǎng)通訊接口,并且通過GSM用于廠級(jí)報(bào)警和事件的帶當(dāng)?shù)貢r(shí)間標(biāo)簽數(shù)據(jù)的傳送。
  
  1.1.4后備硬接線操作
  
  集控室主控臺(tái)上設(shè)有少量用于機(jī)組緊急停機(jī)和設(shè)備保護(hù)的后備操作按鈕,包括:調(diào)壓站入口總閥關(guān)、調(diào)壓站出口至叫燃機(jī)關(guān)斷閥關(guān)、停汽機(jī)(雙按鈕)、真空破壞閥開、柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)。
  
  1.2控制系統(tǒng)功能
  
  聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的程序控制層次分為功能組級(jí)和子組級(jí),功能組和子組級(jí)中所有設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)順序起、停控制??刂葡到y(tǒng)設(shè)有自動(dòng)發(fā)電控制(AGO)接口,但目前只能手動(dòng)控制。
  
  1.2.lDCS功能
  
  DCS的主要功能有:數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、順序控制(SCS)、汽機(jī)旁路控制(BPC)、機(jī)組的保護(hù)與聯(lián)鎖,DCS協(xié)調(diào)燃機(jī)、余熱鍋爐、旁路系統(tǒng)、汽機(jī)和它們輔機(jī)的運(yùn)行,快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定地響應(yīng)負(fù)荷指令,進(jìn)行有效的生產(chǎn)。
  
  1.2.2MARK-Vl控制系統(tǒng)功能
  
  隨機(jī)島整體配套的MARK-Vl控制系統(tǒng)為燃機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)組提供完整的監(jiān)視、控制和保護(hù),其功能為:控制、順控和保護(hù)。
  
 ?。?)燃?xì)廨啓C(jī)MARK-VI控制功能
  
  燃機(jī)的主要控制有:速度和負(fù)荷控制;溫度控制;進(jìn)口導(dǎo)葉控制,燃料沖程控制。
  
  燃機(jī)的主要順控有:啟動(dòng)裝置通電;點(diǎn)火;啟動(dòng)裝置脫離和斷電;加速到同期轉(zhuǎn)速;調(diào)整轉(zhuǎn)速進(jìn)行同期;自動(dòng)和人工同期;升負(fù)荷;卸負(fù)荷;停機(jī);減速/自動(dòng)盤車;吹掃。
  
  燃?xì)廨啓C(jī)的主要保護(hù)有:超速;超溫;振動(dòng);火焰檢測;緊急停機(jī)和潤滑油。
  
 ?。?)汽輪機(jī)MARK-Vl控制功能
  
  汽機(jī)的主要控制有:蒸汽流量控制和排汽溫度控制。
  
  汽機(jī)的主要順控有:啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī);盤車;同期。
  
  汽機(jī)的主要保護(hù)有:超速;凝汽器真空低;振動(dòng)大;推力軸承磨損大;潤滑油壓低。
  
  1.2.3控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
  
  控制系統(tǒng)的控制處理器、通信總線、電源均采用冗余配置,系統(tǒng)內(nèi)單一組件故障,不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)的失效,也不會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行和保護(hù)功能。
  
  硬接線的后備操作設(shè)備獨(dú)立于控制系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生全局生或重大故障時(shí)(如通信故障、電源消失、操作員站全部故障等),確保整個(gè)機(jī)組能緊急安全停機(jī)。
  
  1.2.4控制設(shè)備的配置與組態(tài)
  
  望亭燃?xì)怆姀S聯(lián)合循環(huán)機(jī)組控制系統(tǒng)組態(tài)圖,見圖1。
  
  二、深圳東部電廠
  
  總體規(guī)劃建設(shè)9臺(tái)燃?xì)?mdash;蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組,現(xiàn)已建成的一期工程3×350MW級(jí)機(jī)組。每套機(jī)組的配置分別為一拖一單軸F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī),三壓、再熱、無補(bǔ)燃、臥式自然循環(huán)余熱鍋爐和凝汽式汽輪機(jī)。其中,燃?xì)廨啓C(jī)和凝汽式汽輪機(jī)由東方電氣集團(tuán)與三菱公司合作生產(chǎn),余熱鍋爐由杭州鍋爐廠生產(chǎn)。
  
  2.1控制系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)
  
  電廠控制系統(tǒng)主要有DCS,隨機(jī)島主設(shè)備成套提供的控制系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)輔機(jī)控制設(shè)備。DCS采用美國EMERSON公司的Ovation系統(tǒng)的產(chǎn)品。機(jī)島的控制系統(tǒng)采用日本三菱公司的DIASYS產(chǎn)品。
  
  2.1.1DCS
  
  聯(lián)合循環(huán)機(jī)組及其輔助系統(tǒng)均為單元制,每套機(jī)組采用1套DCS,主要用于實(shí)現(xiàn)余熱鍋爐及其輔助系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)、廠用電源的監(jiān)視和控制,并與燃機(jī)-汽機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行雙向冗余通訊,運(yùn)行人員在集中控制室通過DCS的人機(jī)接口可實(shí)現(xiàn)對(duì)整套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的集中監(jiān)視控制。
  
  DCS的基本設(shè)置為:單元機(jī)組DCS+公用DCS網(wǎng)絡(luò),公用系統(tǒng)的監(jiān)控可在單元機(jī)組操作員站完成,3臺(tái)單元機(jī)組操作員站對(duì)公用系統(tǒng)的操作設(shè)置安全閉鎖,3臺(tái)單元機(jī)組操作員站均能顯示公用網(wǎng)絡(luò)的所有畫面,但在同一時(shí)刻只能由1臺(tái)單元機(jī)組操作員站對(duì)公用系統(tǒng)進(jìn)行控制操作。
  
  DCS的通訊網(wǎng)絡(luò)分為兩層:機(jī)組過程監(jiān)控級(jí)和I/0級(jí)。機(jī)組過程控制級(jí)為快速以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò),通訊速率為1OOMb/s。此網(wǎng)絡(luò)主要用于DCS各控制站、操作員站、打印機(jī)等設(shè)備之問的通訊,并與全廠SIS網(wǎng)連接。I/0級(jí)網(wǎng)絡(luò)為PCI總線,分布在各個(gè)過程控制站內(nèi),通訊速率為lOMb/s。此級(jí)網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)同一站內(nèi)所有I/0模件。
  
  2.1.2燃機(jī)-汽機(jī)控制系統(tǒng)
  
  燃機(jī)-汽機(jī)控制采用的是日本三菱公司的DlASYS(TCS+PCS+TPS)系統(tǒng)。TCS機(jī)島控制系統(tǒng)(TurbineControlSystem)主要完成對(duì)燃機(jī)-汽機(jī)-發(fā)電機(jī)本體的監(jiān)視和控制;PCS過程控制系統(tǒng)(ProcessControlSystem)主要完成對(duì)汽機(jī)旁路系統(tǒng)、汽機(jī)軸封系統(tǒng)、凝汽器真空系統(tǒng)的監(jiān)視和控制;TPS機(jī)島保護(hù)系統(tǒng)(TurbineProtectionSystem)主要完成對(duì)燃機(jī)-汽機(jī)-發(fā)電機(jī)的保護(hù)。
  
  2.1.3后備硬接線操作
  
  DCS操作臺(tái)配置的后備硬接線操作有:機(jī)組跳閘、發(fā)電機(jī)停、發(fā)變電組停、交流油泵啟動(dòng)、直流油泵啟動(dòng)、開真空破壞門、開高、中、低壓緊急放水門、柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)、調(diào)壓站火警關(guān)斷閥。這些后備硬接線操作,能確保機(jī)組在緊急情況下安全停機(jī)。
  
  2.2控制系統(tǒng)功能
  
  2.2.lDCS功能
  
  電廠DCS控制功能設(shè)置與望亭電廠相似。
  
  2.2.2TCS+PCS+TPS功能
  
  TCS的主要功能有:
  
 ?。?)燃機(jī)控制功能:包括ALR"自動(dòng)負(fù)荷調(diào)節(jié)器",速度控制、負(fù)荷控制、溫度控制、燃料限制控制、zui小選擇控制、燃料流量控制、進(jìn)口導(dǎo)葉(IGV)控制、燃燒室旁路閥控制。
  
  (2)汽機(jī)控制功能:包括HP/IP/LP蒸汽壓力控制、OPC(超速保護(hù)控制)、ST試驗(yàn)功能。
  
  PCS的主要功能有:
  
  透平旁路控制、透平旁路溫度控制、軸封蒸汽壓力控制、軸封蒸汽溫度控制、ST排放閥控制。
  
  TPS的主要功能有:
  
  燃機(jī)/汽機(jī)保護(hù)有:燃機(jī)-汽機(jī)超速、軸向位移大、軸振動(dòng)大、潤滑油壓過低、抗燃油壓過低、煙氣壓力高、燃燒室火焰消失、手動(dòng)停機(jī)、余熱鍋爐跳閘、TCS故障和其他跳閘。
  
  2.3控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
  
  設(shè)置了"一鍵啟停"功能(APS),又稱電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)。從理論上講,APS可以完成從抽真空至滿負(fù)荷的全部自動(dòng)啟動(dòng)過程,以及從滿負(fù)荷到機(jī)組停止的全部自動(dòng)停止過程。
  
  機(jī)組的整體啟動(dòng)/停止程序被分成若干個(gè)斷點(diǎn),每一個(gè)斷點(diǎn)都會(huì)顯示在LCD上。操作員可以通過LCD來監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行狀態(tài),并且操作員可以選擇是否從1個(gè)斷點(diǎn)執(zhí)行到下1個(gè)斷點(diǎn),或者手動(dòng)干預(yù)機(jī)組的啟停過程,實(shí)現(xiàn)機(jī)組的半自動(dòng)啟動(dòng)和停止操作。
  
  啟動(dòng)過程的主要斷點(diǎn):抽真空、余熱鍋爐啟動(dòng)、汽機(jī)啟動(dòng)、同期及升負(fù)荷。
  
  停機(jī)過程的主要斷點(diǎn):汽機(jī)停止、余熱鍋爐停止、抽真空破壞。
  
  2.4控制設(shè)備的配且與組態(tài)
  
  深圳東部燃?xì)怆姀S聯(lián)合循環(huán)機(jī)組控制區(qū)系紹逆出態(tài)圖,見圖2。
  
  三、控制系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)
  
  新建2×39OMW燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組,其中,機(jī)島設(shè)備(燃機(jī)、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)及其輔助系統(tǒng))采用上海電氣集團(tuán)-德國西門子聯(lián)合體提供的單軸燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組,余熱鍋爐采用武漢鍋爐股份有限公司生產(chǎn)的無補(bǔ)燃臥式自然循環(huán)鍋爐。
  
  3.1控制系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)
  
  電站控制系統(tǒng)主要由DCS和TCS兩部分組成,均采用德國西門子公司生產(chǎn)的epermXP系統(tǒng),一體化設(shè)計(jì)。
  
  3.1.1分散控制系統(tǒng)
  
  DCS嵌入epermXP系統(tǒng),有如下子系統(tǒng):(l)模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)(MCS),主要完成機(jī)組協(xié)調(diào)控制及余熱鍋爐、高壓旁路等系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制;(2)順序控制系統(tǒng)(SCS),主要完成機(jī)組級(jí)的順序控制(APS,西門子稱作SGCUNlTCOORDlNAT5lON)、余熱鍋爐及BOP系統(tǒng)的順序控制;(3)余熱鍋爐保護(hù)系統(tǒng);(4)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS),完成監(jiān)視控制及數(shù)據(jù)采集、管理;(5)電氣量控制(ECS,G&A),主要完成發(fā)變電組電氣量監(jiān)控及單元機(jī)組廠用電系統(tǒng)及公用廠用電系統(tǒng)的監(jiān)控。
  
  公用系統(tǒng)的空壓機(jī)、天然氣調(diào)壓站控制納入DCS控制系統(tǒng),接入公用系統(tǒng)DCS?;瘜W(xué)水處理、輔助鍋爐以通訊方式接入公用系統(tǒng)DCS。
  
  3.1.2燃機(jī)一汽機(jī)控制系統(tǒng)
  
  燃機(jī)一汽機(jī)控制系統(tǒng)TCS(epermXP)由主設(shè)備廠家配套供貨,與DCS(epermXP)系統(tǒng)集成在一體,設(shè)在單元機(jī)組環(huán)網(wǎng)。
  
  燃機(jī)從功能上可分為主控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng),兩者為不可分割的整體。正常運(yùn)行時(shí),主控系統(tǒng)在燃機(jī)發(fā)電機(jī)組所要求的參數(shù)下按程序運(yùn)行,出現(xiàn)故障時(shí),保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),提醒運(yùn)行人員排除故障回到安全運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)出現(xiàn)重大故障時(shí),保護(hù)系統(tǒng)遮斷燃機(jī),保證機(jī)組安全。主控系統(tǒng)中的AP自動(dòng)處理器,主要對(duì)溫度、壓力、振動(dòng)等各種參數(shù)數(shù)據(jù)采集,燃機(jī)程序啟、停,天然氣、天然氣疏氣、變頻控制、鍋爐吹掃以及發(fā)電機(jī)本體的數(shù)據(jù)采集和控制等功能;主控系統(tǒng)中的APT主要執(zhí)行燃機(jī)排氣溫度控制、啟動(dòng)控制、燃料控制、負(fù)荷限制控制、超速控制、壓氣機(jī)進(jìn)口壓力限制等。每個(gè)系統(tǒng)根據(jù)不同的運(yùn)行階段輸出燃料供應(yīng)基準(zhǔn),這些燃料供給基準(zhǔn)進(jìn)行zui小選擇,其zui小值作為執(zhí)行命令信號(hào)。同一時(shí)刻只有zui小的燃料基準(zhǔn)起作用,通過燃料基準(zhǔn)的改變,控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷。通過改變壓氣機(jī)進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉,控制汽機(jī)排氣溫度以及防止喘振。保護(hù)系統(tǒng)分2個(gè)部分,常規(guī)的部分由AS620完成(包括由APT通過網(wǎng)絡(luò)來的跳閘信號(hào)),快速部分由AG95F(信號(hào)、處理器均為冗余結(jié)構(gòu))完成,其中AS620B中的跳閘信號(hào)輸出到AG95F系統(tǒng)中,由AG95F系統(tǒng)輸出總跳閘信號(hào),完成機(jī)組緊急停機(jī)。AS620B和AG95F之間的信號(hào)傳送通過網(wǎng)絡(luò)完成。
  
  汽輪機(jī)的控制范圍為:汽輪機(jī)本體、離合器、汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)。納入TCS控制的汽機(jī)輔助系統(tǒng)有:(l)汽機(jī)控制油系統(tǒng);(2)潤滑油系統(tǒng)(與燃機(jī)、發(fā)電機(jī)公用供油系統(tǒng));(3)汽封系統(tǒng),門桿漏汽系統(tǒng);(4)凝汽器系統(tǒng);(5)汽機(jī)密封水系統(tǒng);(6)真空系統(tǒng)(7)旁路系統(tǒng)。
  
  機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)起點(diǎn)較高,為適應(yīng)燃?xì)怆娬緝砂嘀七\(yùn)行,滿足機(jī)組的快速啟停的要求,設(shè)計(jì)機(jī)組級(jí)的順序啟/停功能,實(shí)現(xiàn)一鍵操作。
  
  epermXP系統(tǒng)的上下層操作,采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),單元機(jī)組設(shè)冗余的數(shù)據(jù)服務(wù)器(PU)l對(duì),操作員站通過服務(wù)器(PU)與控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,工程師站可以訪問服務(wù)器,也可以直接訪問控制站。系統(tǒng)采用3級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié);(1)監(jiān)視操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)(TerminalBus)采用基于CSMA/CD的以太1OOMbs/s虛擬環(huán)網(wǎng),向下通過服務(wù)器與過程控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)連接,通過OPCSERVER上的OfficeLan與外部系統(tǒng)(SIS)相連。(2)過程控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)PlantBus)采用1OOMbs/s虛擬環(huán)網(wǎng),以結(jié)點(diǎn)方式與主控制單元(APT/AP)相連。(3)現(xiàn)場總線層(FBUs)采用1.5Mbs/s的ProfibusDP現(xiàn)場總線與I/0模件等相連。
  
  1#單元機(jī)組DCS、2#單元機(jī)組DCS和公用DCS各自設(shè)置獨(dú)立的環(huán)網(wǎng),公用系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)接口(Link)分別與1#、2#單元機(jī)組網(wǎng)絡(luò)相連。
  
  機(jī)組的全套控制軟件由兒組軟件組合使用,上層監(jiān)視系統(tǒng)采用epermXP系統(tǒng)0M650監(jiān)視軟件,對(duì)整套機(jī)組實(shí)行一體化監(jiān)視。工程師站采用epermXPES680工程工具軟件,下層控制DCS、燃機(jī)和汽機(jī)輔助系統(tǒng),采用epermXPAP620功能控制軟件,燃機(jī)和汽機(jī)本體采用DigitalControlSystemSIMADYND功能控制軟件,DCS和TCS通過過程控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)(PlantBus)通訊。
  
  3.1.3后備硬接線操作
  
  集控室主控臺(tái)的后備硬接線操作有:全廠總?cè)剂咸l、燃?xì)廨啓C(jī)緊急跳閘、蒸汽輪機(jī)緊急跳閘、發(fā)電機(jī)-變壓器組跳閘、潤滑油泵啟動(dòng)、發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)跳閘。
  
  3.2控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
  
  DCS和TCS一體化設(shè)計(jì),epermXP基于有ProfibusDP現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu),DCS進(jìn)一步分散化。
  
  根據(jù)功能不同,機(jī)組的閉環(huán)控制、開環(huán)控制和保護(hù)運(yùn)行設(shè)置了3個(gè)子系統(tǒng),SimadynD、S5-95F、AP。
  
  3.3控制設(shè)備的配且與組態(tài)
  
  鄭州燃?xì)怆娬韭?lián)合循環(huán)機(jī)組控制系統(tǒng)組態(tài)圖,見圖3。
  
  四、建議
  
  4.1采用遠(yuǎn)程I/0已趨成熟
  
  基于DCS在我國大型火電機(jī)組應(yīng)用10多年來所積累的經(jīng)驗(yàn)和DCS系統(tǒng)性能的不斷改進(jìn),在我國燃?xì)怆姀S推進(jìn)采用遠(yuǎn)程I/0的時(shí)機(jī)也已日趨成熟。望亭燃?xì)怆姀S和東部燃?xì)怆姀S余熱鍋爐以及輔助系統(tǒng)等均以工藝系統(tǒng)劃分的方式,設(shè)計(jì)配用遠(yuǎn)程I/0,進(jìn)行分散處理單元的設(shè)置和分割,實(shí)現(xiàn)控制功能分散和物理分散,取得了較為成功的經(jīng)驗(yàn)。因此,推進(jìn)國內(nèi)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組按功能組或工藝系統(tǒng)要求,是有必要的。
  
  4.2機(jī)組自啟停功能有待于實(shí)踐檢驗(yàn)
  
  國內(nèi)對(duì)燃?xì)怆姀S燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行設(shè)置自啟停系統(tǒng)尚有不同看法。設(shè)計(jì)機(jī)組自啟停系統(tǒng)并不困難,但要使該系統(tǒng)發(fā)揮正常作用卻有很多問題需要研究。尤其是聯(lián)合循環(huán)機(jī)組主、輔機(jī)可控性中還有待需要協(xié)調(diào)解決的問題。如望亭燃機(jī)電廠2×3OOMW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組、深圳東部燃?xì)怆姀S的3×35OWM聯(lián)合循環(huán)機(jī)組、北京第三熱電廠的1×35OMW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組等均設(shè)有自啟停系統(tǒng),但目前沒有調(diào)試或沒有正式啟用。由于機(jī)組的自啟停屬于電廠的協(xié)調(diào)控制范圍,它發(fā)出指令,用以指揮局部自動(dòng)控制級(jí)的各相關(guān)系統(tǒng)(或稱功能組),而各相關(guān)系統(tǒng)在DCS操作站LCD屏幕上均已設(shè)置判據(jù)顯示與操作手段都很詳盡的Help畫面,運(yùn)行人員可以隨時(shí)掌握這些功能組的工作狀況,并能及時(shí)向它們發(fā)出指揮指令。為盡快使機(jī)組投產(chǎn),目前尚沒有認(rèn)真對(duì)機(jī)組有自啟停功能進(jìn)行檢驗(yàn)。因此,具體工程是否設(shè)置機(jī)組自啟停功能應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況研究確定。

過程控制系統(tǒng)

以保證生產(chǎn)過程的參量為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。這里“過程”是指在生產(chǎn)裝置或設(shè)備中進(jìn)行的物質(zhì)和能量的相互作用和轉(zhuǎn)換過程。表征過程的主要參量有溫度、壓力、流量、液位、成分、濃度等。通過對(duì)過程參量的控制,可使生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高和能耗減少。一般的過程控制系統(tǒng)通常采用反饋控制的形式,這是過程控制的主要方式。

概述

  • 優(yōu)勢 1: 統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)

  • 優(yōu)勢 2: 高可用性與魯棒性

  • 優(yōu)勢 3: 工程組態(tài)

  • 優(yōu)勢 4: 人性化操控

  • 優(yōu)勢 5: 集成資產(chǎn)管理

  • 優(yōu)勢 6: 過程安全與信息安全

  • 優(yōu)勢 7: 行業(yè)導(dǎo)向

  • 優(yōu)勢 8: 生命周期管理

統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)

可擴(kuò)展的應(yīng)用裝置規(guī)模,從100到100.000 I/Os                         

CPU410是市場上zui強(qiáng)勁的控制器

“為你用的東西花錢”- 多層次的價(jià)格針對(duì)軟/硬件

多樣的用戶界面概念從面板到遠(yuǎn)程控制中心

多樣的功能通過PCS7選件(如: TeleControl, PowerControl)

 

高可用性與魯棒性

 

所有的部件都能冗余                                                                    

對(duì)于所有通訊的高可用性、(模擬量/HART, FF, Profibus, Profinet)

應(yīng)用層面的易于使用

靈活的模塊冗余

為客戶特別需求量身定做

控制器的物理分離(<= 10公里)和IO 模塊(不同機(jī)架)
 包括安全和防爆配置直到 SIL 3

 

 

工程組態(tài)

一體化的工程設(shè)計(jì)環(huán)境                                                                

從COMOS開始進(jìn)行工廠設(shè)計(jì); 根據(jù)工藝層級(jí)對(duì)工廠進(jìn)行建模; 采用CFC,SFC和安全矩陣等工具進(jìn)行圖形化組態(tài); 面向過程對(duì)象的庫; 工程組態(tài)流程中有效嵌入仿真功能

協(xié)同工程組態(tài)

多用戶和多項(xiàng)目工程組態(tài); 批量工程組態(tài)(IEA, AES)

在線工程組態(tài)

設(shè)備運(yùn)行過程中執(zhí)行更改; 簡單升級(jí)無需調(diào)整組態(tài)

 

 

人性化操控

通過過程庫(Advanced Process Library)實(shí)現(xiàn)舒適操控           

通過過程畫面(Advanced Process Graphics)快速監(jiān)視工廠總貌

通過先進(jìn)控制(Advanced Process Control)優(yōu)化生產(chǎn)

前沿的報(bào)警管理系統(tǒng)

通過Process Historian和Information Server全面展示生產(chǎn)歷史信息

 

 

集成資產(chǎn)管理                                                                                                  

通過HART或者現(xiàn)場總線 (Profinet / Profibus / FF),集成模擬量設(shè)備參數(shù)的讀寫功能

通過PDM組態(tài)現(xiàn)場設(shè)備

維護(hù)站可提供診斷總貌

條件監(jiān)視功能塊提供詳細(xì)設(shè)備監(jiān)視

 

 

過程安全與信息安全                                                                                       

“安全集成”- 在同一自動(dòng)化基礎(chǔ)構(gòu)架上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的和安全相關(guān)的自動(dòng)化任務(wù)

基于規(guī)則化和經(jīng)認(rèn)證的信息技術(shù)的安全概念,并使用驗(yàn)證的部

 

 

 

行業(yè)導(dǎo)向

用戶自定義報(bào)警顏色                                                                   

 SIMATIC PCS 7 提供靈活的行業(yè)庫概念:

APL為用途和功能設(shè)定標(biāo)準(zhǔn); IL提供擴(kuò)展功能技術(shù)塊; 行業(yè)特定產(chǎn)品, 例如. CEMAT, SIPAT …

SIMATIC PCS 7還允許集成其他技術(shù)組件:

SIMATIC Batch & Route Control + APF; SIMATIC PCS 7 PowerControl; SIMATIC PCS 7 TeleControl ..

 

 

生命周期管理                                                                                                   

系統(tǒng)兼容性測試                                                                         

自動(dòng)的更新步驟

系統(tǒng)的可靠性策略是生命周期的基礎(chǔ)

通用的管理平臺(tái)減少管理工作量

 

 

 

當(dāng)今的過程工業(yè)面臨著大量挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)源于試圖減小工廠成本、全球性競爭或環(huán)保要求等方面的壓力。因此,管理人員、運(yùn)營商和工程師們一直致力于尋求縮短上市時(shí)間、提高工廠運(yùn)營效率和工廠可用性等方面的zui佳途徑和解決方案。

不同的用戶群體,對(duì)于過程控制系統(tǒng)的相關(guān)需求(例如,性能或用戶友好性)可能各不相同。針對(duì)這一事實(shí),西門子公司推出了 SIMATIC PCS 7 V8.2 控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可謂是西門子創(chuàng)新技術(shù)與寶貴經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。

PCS 7 V8.2 持續(xù)優(yōu)化用戶操作體驗(yàn)、提供更為豐富的功能、提升工程全生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)中的性能和效率。 基于工業(yè)信息安全架構(gòu),您可安全地使用移動(dòng)終端隨時(shí)隨地管理生產(chǎn)流程和現(xiàn)場設(shè)備。COMOS的組態(tài)數(shù)據(jù)可輕松導(dǎo)入 SIMIT 和 PCS 7,在自動(dòng)創(chuàng)建工程項(xiàng)目的同時(shí)生成仿真環(huán)境。融合能源監(jiān)控、MPC、空調(diào)暖通等功能庫幫您直面各種技術(shù)挑戰(zhàn)。

 

具體內(nèi)容詳見:西門子過程控制系統(tǒng)

 

 


高溫一體機(jī)在使用時(shí)與一些簡單的制冷設(shè)備不同。高低溫一體機(jī)控制系統(tǒng)具有溫度范圍寬、精度高、封閉系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。因此在高低溫一體機(jī)控制系統(tǒng)中,我們都需要很好地理解這些常識(shí)。

1.自動(dòng)注銷時(shí)間

  自動(dòng)注銷是指當(dāng)用戶擁有該帳戶并且長時(shí)間沒有任何操作登錄時(shí)自動(dòng)注銷登錄帳戶。工作原理是在沒有操作的情況下從觸摸屏開始計(jì)時(shí),并在達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)取消登錄。每次操作觸摸屏?xí)r,時(shí)間將被清除。該參數(shù)將在下次具有斷電保持功能時(shí)保留用戶的參數(shù)。

  2.儲(chǔ)存信息

  可以在存儲(chǔ)信息部分中查看設(shè)備使用的數(shù)據(jù)記錄,以查看觸摸屏的剩余存儲(chǔ)空間,并且可以在空間不足時(shí)清潔磁盤。

  3.語言選擇

  目前,高低溫集成機(jī)的操作系統(tǒng)僅支持英語和簡體中文兩種語言。用戶可以根據(jù)自己的語言優(yōu)勢進(jìn)行選擇。語言選擇具有斷電保持功能,即下次開機(jī)將繼續(xù)使用此語言。

  4.系統(tǒng)時(shí)間

  可以修改設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間,但建議用戶在修改時(shí)不要偏離實(shí)際時(shí)間過多,否則會(huì)影響設(shè)備使用的后果。請(qǐng)不要設(shè)置不存在的日期(例如2月30日),這可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備程序混淆。

  5.自動(dòng)背光時(shí)間

  自動(dòng)背光意味著當(dāng)觸摸觸摸屏?xí)r,觸摸屏將自動(dòng)點(diǎn)亮,并且當(dāng)長時(shí)間不使用時(shí),它將自動(dòng)熄滅。使用啟動(dòng)計(jì)時(shí)器,觸摸屏將在設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)熄滅。如果設(shè)置為關(guān)閉,觸摸屏將始終亮。它會(huì)對(duì)觸摸屏的壽命產(chǎn)生輕微影響。

  6.蜂鳴器報(bào)警反饋

  高低溫一體機(jī)的報(bào)警反饋是指報(bào)警發(fā)生時(shí)觸摸屏產(chǎn)生的“嗡嗡”的沖擊嗡嗡聲。因?yàn)槲宋寺暪β氏拗坡曇舨淮螅覠o法調(diào)節(jié)聲音的大小。如果用戶打算使用此功能并且感覺此功能的聲音不夠,則可以連接外部蜂鳴器。

  7.觸摸蜂鳴器的響應(yīng)

  蜂鳴器觸摸響應(yīng)是指觸摸觸摸屏?xí)r觸摸屏上的“嘟嘟”聲,以證明用戶的觸摸是否有效。用戶可以取消此功能,或延長“嘟嘟”聲的持續(xù)時(shí)間。需要重新開始發(fā)聲持續(xù)時(shí)間的變化。由于觸摸屏?xí)r鐘精度和處理器處理速度的限制,時(shí)間單位為ms,不夠。

  8.溫度庫存周期

  設(shè)備的觸摸屏通過開機(jī)標(biāo)記,記錄并保存。雖然會(huì)產(chǎn)生大量無用的數(shù)據(jù),但考慮到基本充足的存儲(chǔ)空間和一些用戶對(duì)溫度數(shù)據(jù)的綜合要求,設(shè)計(jì)了溫度庫存周期。



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