2.1.2.4 除启动阶段的部分准备工作需辅助运行人员就地协助完成外,机组的启动、停止、正常运行和异常工况的处理均在集中控制室内完成。
2.1.2.5 根据锅炉、汽机的运行特点设计完整的模拟量调节系统(MCS),保证机组安全、经济运行。在启动和运行的过程中,按要求自动或手动投入相关的调节回路。单元机组包括机炉协调、机跟炉、炉跟机和手动4种运行方式,在机炉协调运行时,接受SIS负荷分配单元的负荷指令,调整机组负荷,实现全厂负荷优化控制。
2.1.2.6 顺序控制系统(SCS)按功能组级、子功能组级和驱动级设置。
2.1.2.7本期工程设置辅助车间控制网络和工业电视监视系统,即每个辅助系统(车间)采用独立的可编程序控制器(PLC)实现控制,通过冗余的辅助控制系统通讯网络(BOP网)将每个PLC控制系统连在一起,构成辅助车间集中监控系统。其操作员站布置在集中控制室,在集中控制室操作台上设置辅助车间操作员站,对各系统的运行状态进行监视及控制,下设3个控制点:输煤、水处理及除灰渣。该辅助车间集中监控系统通过网络服务器与厂级监控信息系统(SIS)实现通讯,向全厂生产及管理人员提供实时信息,为实现全厂生产优化及生产调度提供信息基础。考虑到各辅助车间的施工进度不一,不同辅助车间的调试、试运行的不同步性,在各辅助车间视情况分别设置就地上位机,作为临时操作员站(工程师站)。在各车间设备调试初期,即使整个辅助车间监控网络未调试好,就地上位机也可以对所属系统进行调试或运行监视。待系统正常运行后,操作人员在集中控制室内通过辅助车间集中监控系统的操作员站对各辅助车间进行统一监控,使集中控制室室真正成为全厂的监控中心。就地上位机操作站仍保留,作为就地运行人员不定期巡视使用。循环水泵房采用DCS的远程控制站接入机组DCS网络中,在单元控制室内通过DCS的操作员站对其进行监控。 2.1.2.8 设置全厂工业电视监视系统(CCTV),对于无人值班的辅助车间运行状况、一些重要辅助设备的运行状态及一些危险区域的情况,通过就地摄像头、传输电缆把现场的视频信号传到集中控制室、生产厂长办公室等,在CRT终端上实时显示,以便对全厂的各个生产及辅助生产场所进行直观的监视。
2.1.2.9 设置厂级监控信息系统(SIS),以便对电厂所有机组进行性能分析及优化控制。 2.1.2.10每台机组烟气脱硫的监视和控制采用一套独立的DCS来实现。该脱硫DCS与机组DCS采用相同的硬件,脱硫系统的DCS控制柜布置在脱硫系统的就地电子设备间内(分别位于脱硫电控楼和石灰石及石膏制备车间),并设置必要的DCS就地操作终端,用于初期的调试和运行。同时设置脱硫DCS公用网络段,完成对2台机组脱硫公用系统的控制。每台机组的运行人员都可通过其脱硫操作员站对公用设备进行监控,但相互间应有闭锁功能。FGD-DCS通过网络服务器与SIS实现通讯。
2.1.2.11 机组设置一套汽机瞬态数据管理系统(TDM),利用专家系统分析软件对汽机TSI系统的数据进行实时采集并对出现的故障进行分析。
2.1.2.12 对机组金属壁温、轴瓦温度、发电机线圈等测点较集中的部分采用智能采集前端,
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通过通讯进入DCS系统。
2 设备的供货范围
根据技术规范书的要求,机组的运行需求和用户提供的资料。我们为本工程提供先进、可靠、完整的、代表当今自动控制技术最新水平、符合电厂控制要求的 IA分散控制系统。 系统硬件包括:
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过程处理部分 中控室设备 通讯系统及其接口
a) 过程处理部分
过程处理部分是电厂控制系统的核心,对于机组的安全,经济,有效的运行具有重要的作用。是实现锅炉保护(FSSS),模拟调节(MCS) ,顺序控制(SCS) ,电气控制系统(ECS),数据采集(DAS)及脱硫控制等与工艺过程和设备直接相关的功能。过程处理部分分为如下几个主要组成部分:
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控制处理机 I/O和SOE系统 电源系统 机柜 其它附件
针对过程控制部分的基本要求是:
? 具有高可靠性。
在各种工况下确保过程安全。
? 系统从功能和物理结构上具备分散与灵活性。 适应工艺过程和工厂环境中的各种要求。
? 系统的实时与快速性。可以在控制器或I/O组件中处理回路。
保证机组中需要高速处理,以最快的速度完成控制或在远程需要的时候可以在控制器与I/O组件之间通讯故障的时候确保过程控制系统的正常运行。例如汽轮机ETS中的紧急保护所需要的和循环水泵房的控制需要。
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? 开放性。
在完成任务的同时能够实现多种通讯方式在系统本身以多个层面上的通讯能力实现通讯功能。
? 灵活的物理布置方式和适应能力强大的组件。
可以满足系统在设计的时候或今后系统扩展的时候以最简单和经济的方式安排布置系统设备,可以布置在机组的任何一个地方,以确保系统具有最大的利用率。 ? 强大的抗干扰能力。
在发电厂中的强电磁干扰状态下可以正常工作而不至于误报信息。 我们提供的IA系统完全满足上述要求。 i.
控制处理机的分配
控制处理机CP270是执行控制逻辑、数据采集的最基本的组件,具有很高的可靠性和对工业过程的适用性,系统中大部分控制逻辑被组态在这里。这里需要说明的是,部分需要高速处理或有特殊要求的控制逻辑可以根据需要组态在I/O组件中,我们提供的I/O组件同样具备相应的控制逻辑运算功能。
FCP270是Foxboro公司在2004年推出的新一代控制处理机。CP270的主要技术特点如下:
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Elan Sc520 100Mhz处理器;
16 MB SDRAM + 32 MB flash memory内存;
独立于工作站工作,在工作站关机或死机时仍能正常工作; 具有故障安全FAIL SAFE功能; 可组态4000个控制块; 每秒可执行10000个控制块;
可联接120个现场I/O卡件,最多至3840个I/O点; 多至12000点的OM对象管理数据库; 宽范围电源工作:26V~39VDC;
可联接10个多变量控制器MVC,优化控制过程;
容错的设计原理,两个控制处理器同时工作,不存在冗余的切换时间,优于冗余的工作方式;
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表面贴片SMT焊接,工艺品质高;
具有抗射频干扰RFI回路,抗干扰能力强; 可带电拔插,带电更换;
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全密封设计,对环境的要求低;
环境要求:5%~95%湿度,无凝结;温度:-40~+70℃;
I/O距离:使用10BASE2细缆为185米,使用光纤时为2公里,使用光纤扩展时为20公里;
用于控制的 CP270全部是冗余配置的。按照设计单位和业主对系统的划分方法,同时考虑到今后电厂对控制系统的维护和调试的方便,我们确定了如下的控制功能子系统区。
此项目由于业主对控制器的分散度要求非常高,因此对于单元机组DCS系统共配置了27对冗余FCP270控制器,DEH配置了2对冗余FCP270控制器,MEH配置了2对冗余FCP270控制器,ETS配置了单独的1对FCP270:控制器具体的分配方案如下:
FC5001: FSSS1 A、B磨 FC5002: FSSS2 C、D磨 FC5003: FSSS3 E、F磨 FC5004: FSSS4 油系统 FC5005: FSSS5 MFT FC5006: BSCS01 A侧风烟 FC5007: BSCS02 B侧风烟 FC5008: BSCS03 炉侧疏水 FC5009: BSCS04 炉侧杂项
FC5010: TSCS01汽泵A、凝结水泵A FC5011: TSCS02汽泵B、凝结水泵B
FC5012: TSCS03启动给水泵、开式水、闭式水 FC5013: TSCS04低压抽汽、辅汽、低加
FC5014: TSCS05 高压抽汽、主汽、低加、真空系统 FC5015: TSCS06 氢、水、油 FC5016: MCS01 协调、燃料 FC5017: MCS02 风烟系统自动 FC5018: MCS03 炉侧减温、分离器 FC5019: MCS04二次风1 FC5020: MCS05二次风2
FC5021: MCS06给水、凝结水、除氧器、旁路 FC5022: MCS07高加、低加、辅汽 FC5023: MCS08氢、水、油 FC5024: ECS01
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FC5025: ECS02 FC5026: ECS03 FC5027: SOE/COMM
公用系统控制器分配如下: FC0001:公用系统热控
FC0002:5#机组循环水泵(远程I/O方案) FC0003:6#机组循环水泵(远程I/O方案) FC0004-006:公用系统电气部分
I/O组件的配置
我们提供的I/O设备均采用带有微处理器的智能化组件,可以在I/O组件上组态逻辑,使控制策略可以分散在不同的地方。由于使用了智能化的设备,在I/O层面上具备通讯接口可以与外部的智能化的设备进行连接,支持的通讯方式有标准的串口通讯MODBUS;现场总线协议Profi BUS和Field Foundation BUS。这样系统本身就具备了如下的能力:
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通过通讯接口使控制处理机共享外部数据实现真正的数据集成,使控制器的资源在系统中得到充分的发挥; ?
广泛的通讯协议的支持能力,确保系统可以和各种外界的非Foxboro公司的产品接口,同时也支持了今后用户其他产品的升级换代的需要。
同样的我们提供的I/O设备,全部具备隔离措施,完全满足技术规范书的要求。同时I/O设备的环境温度的适应能力可以达到70℃,也就是说我们提供的I/O设备可以布置在电厂机组的任何一个地方。在以往的工程中,我们采用过在发电厂中全部使用远程I/O的方式实现控制与监视。
我们提供的所有的DO信号全部采用继电器扩展,用户可以根据需要更换继电器的种类以适应所带载负荷可能的接点数量和容量的匹配问题。
对于I/O系统而言,由于采用了光纤通讯,我们允许控制器和I/O之间的接地不采用同一个接地。由于控制处理机采用的电源系统与I/O系统采用两路独立的系统,所以I/O系统中任何一个电源问题都不会影响控制处理机CP270的正常运行。这样就避免了I/O组件与控制器都布置在一个电源下面导致的由于系统机柜中公用的部分损坏而影响控制器从而进一步影响机组的安全带来的问题。
我们提供的I/O组件的主要特征如下:
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