热控DCS培训资料

1培训资料Symphony系统是ABB公司九十年代后期推出的，融过程控制和企业管理为一体的新一代分布式过程控制系统。以九十年代初期Infi90Open为基础，在更新、发展、兼容的原则要求下，进一步完善了系统的结构，强化了系统中各设备的功能，形成了当前的Symphony系统。以下对Symphony系统提供的电厂过程控制系统的功能群（包括电气系统及电厂公共系统的控制）分别作一个概括性的描述。1Symphony系统配置方案及其说明Symphony系统具体包括：a)现场(过程)控制单元b)中控室设备(人机接口)、大屏幕接口c)网络通讯系统d)Symphony与其它系统的接口e)远程I/O1.1现场控制单元HCU(HarmonyControlUnit)1)现场控制单元是DCS电厂控制的核心，具有重要的作用。实现锅炉保护，模拟调节，顺序控制，数据采集等与工艺过程和设备直接相关的功能。对现场控制单元的要求是：a)具有高可靠性，在各种工况下确保过程的安全。b)分散与灵活性，适应各种的工艺过程的要求。c)实时与快速性。快速处理多个回路，在各种工况下都能完成全部任务。d)开放性。在完成任务的同时能够实现多种通讯方式。2)现场控制单元HCU中的主要部件包括：a)过程控制机柜b)过程控制器c)I/O模件及SOE模件d)电源系统控制机柜分配单元机组控制机柜的分配按汽机、锅炉分开布置，分别布置在汽机房(8.5米层)的电子室B，锅炉运转层(13.7米层)的电子室A，以及汽机房中压开关室(用于6KV开关)内，并分别完成DAS、MCS、SCS、FSSS和电气控制的功能。这些设备由每台机组各自的控制网络C-Net环路相连，从而形成两个相对独立的环网。在两台机组的环网之间设置一个公用环网，对两台机组的公用部分(包括公用厂用电系统、燃油泵房、热力系统公用部分等)进行控制。其中厂用电源公用系统、热力公用系统的机柜亦布置在8.5米层的汽机电子室B内。2循环水泵房(单元机组)及燃油泵房(两机公用)控制子系统的远程控制机柜布置在相应的就地控制室内。本项目Symphony控制机柜的具体分配及数量如下所述。其中每个HCU模件柜都是控制网络C-Net上的一个节点。数字输出用的继电器(220VAC/5A，或220VDC/7.5A)已安装在端子柜中的相应端子单元上。1)单元机组：模件柜(包括冗余电源)端子柜电子室A：锅炉DAS系统1个1个锅炉MCS系统1个1个锅炉FSSS系统2个4个锅炉SCS系统2个3个电子室B：汽机DAS系统1个2个汽机MCS系统1个1个汽机SCS系统2个4个单元机组电气系统1个2个汽机房中压开关室：1个2个循环水泵房(远程，IP56等级)：1个1个另有锅炉、汽机发电机等区域远程I/O子系统一套。(详见远程IO部分描述)2)公用系统：模件柜(包括冗余电源)端子柜电子室B：公用电气、公用热力系统1个2个燃油泵房(远程，IP56等级)：1个过程控制器分配多功能处理器BRC100(BridgeController)是Symphony系统中完成过程控制(执行数据采集、逻辑/PID运算、优化算法、控制输出等)的重要模件。BRC100是原多功能处理器MFP11/12的升级产品，具有大容量、高速度、高可靠性，和结构紧凑灵活、易于分散等面向工业控制的显著特点。在本项目中，BRC100全部是冗余配置的，各单元机组及公用系统配置了以下的3BRC100：1)单元机组：BRC100工艺对象锅炉DAS系统1对数据采集和处理锅炉MCS系统2对机组协调控制/磨煤机控制、燃油系统：1对；锅炉风烟系统和主汽温、再热汽温控制：1对锅炉FSSS系统6对前墙：每层煤、油燃烧器(共计6只煤燃烧器、6只油燃烧器)：1对，三层计3对；后墙：每层煤、油燃烧器(共计6只煤燃烧器、6只油燃烧器)：1对，三层计3对；FSSS公共逻辑：与上述任意一层的一对BRC合用锅炉SCS系统3对锅炉风烟系统、锅炉制粉/燃油系统:按A、B侧分开布置，计2对；锅炉汽水系统等：1对汽机DAS系统1对数据采集和处理汽机MCS系统1对给水控制和除氧器水位/压力控制，以及其他一些辅助系统的控制等：1对汽机SCS系统和循环水泵房(远程)5对包括有二十多项的功能子组系统的顺序控制；其中，循泵房远程控制使用其中的1对。单元机组电气系统2对发电机-变压器组、高压厂用电源控制系统：1对；锅炉/汽机侧的低压厂变、柴油发电机组的控制等：1对汽机房中压开关室1对用于6KV断路器2)公用系统：BRC100工艺对象公用热力系统和燃油泵房(远程)1对热力系统公用部分，以及燃油泵房远程控制等公用电气部分1对启动/备用变压器、公用低压厂变等注：主要功能码处理时间的比较(单位s微秒)功能码MFPBRCBRCvs功能码MFPBRCBRC4MFPvsMFPLead/Lag193603.2SequenceofEventLog364973.8Summer(FourInput)72262.8Multi-stateDeviceDriver137403.4PID(PVandSP)7522303.3SequenceMaster120333.6AIExceptionReport120383.2AdvancedPIDController9003092.9DIExcptionReport80263.1SmithController5301463.6Symphony多功能处理器BRC的应用特点BRC100是Symphony系统中用于在线控制与管理模件。考虑到过程控制中分散性、可靠性的要求，BRC100除了采用高性能的32位工业计算机芯片和完善的模件设计方法、表面安装技术以外，还具有很多适用于过程控制的特殊性能。分散性：BRC不但具有大容量、高速度、高可靠性的特点，而且结构紧凑、灵活，易于分散。这样就避免了由一对大控制器控制多个工艺对象的集中控制所带来的问题，如危险集中，不便于维护和调试，可分性差等缺点。集多种类型的控制于一身。BRC可同时完成模拟调节，顺序控制，数据采集等控制任务。先进的过程控制算法使模件的分配不受其功能的限制。可以完全按工程师对被控过程的了解来灵活地分配系统中的BRC。多任务的操作系统。设计者可以将BRC中的控制策略分成8个不同的部分，每部分采用不同的执行周期。这样可以使同一块BRC同时控制具有不同要求的对象。如：一台大设备的控制，当它报警时,要求联锁保护快速响应，而诸如温度等数据采集的响应时间可比联锁保护控制要长，调节控制的响应时间居于其中。使用了具有多任务操作系统的BRC，用户可以将这三部分的控制策略放在一个BRC中，选择不同的执行周期，从而使BRC与工艺设备或过程对应起来，不会割裂工艺设备的完整性。在线组态。BRC的组态可以在线修改，而不必将模件退到组态方式才能修改其组态。这样大大方便了用户对组态的维护。同时有助于系统的调试。分散和冗余的BRC提高了系统的可靠性。BRC的主从是自动切换的，无需人工干预。由于在控制器间通过高速冗余链随时交换着运算结果、中间变量等数据，所以在完成切换过程中，不会丢失任何数据。高效通讯通道结构。BRC与I/O扩展总线(ExpanderBus)、控制通道(ControlWay)等的通讯采用直接内存存取(DMA)技术，而不需要CPU的干预，从而大大提高了CPU处理数据的效率，使CPU有更多的周期去执行控制任务。多种功能码。BRC上的230多种功能码(包括史密斯预估等)能满足用户的各种控制策略设计上的需要。BRC的独立运行。BRC之间的通讯不需要人工干预，BRC之间也互不影响。如果一块BRC发生故障，拔出或投运都不影响其它的BRC。上电自动工作。BRC的上电过程无需人工干预。自动进入正常工作状态。统一的设计风格。BRC的外形尺寸等机械设计与其它模件完全一样。整个系统采用统一的连接安装方式。BRC可以在线带电插拔，维护更换非常方便。SOE系统5SOE系统是由一组相关模件构成的。根据有关SOE点数的要求，系统中配置的单元机组及公用系统的SOE共352点。系统包括以下的部分：SOE控制与管理套件INSOE，用于产生SOE记录。在本项目中，该SOE管理套件布置在公用环上，保证SOE功能不会因为某一个单元机组的掉电而停止工作。SOE时间同步模件IMSET01，用于接收和解码通过GPS时钟同步链传输的绝对时间信号，同步系统各部分的时钟(同步精度为±10µsec)；同时也具备SOE数据采集的功能。在本项目中共配置了7个时间同步模件，分别布置在单元机组的锅炉DAS模件柜，汽机DAS模件柜，单元机组电气模件柜和公用系统的电气模件柜中，以实现机组SOE数据采集的分散布置，提高数据的利用率并且节省SOE的电缆。SOE的采集模件IMSED01，用于采集SOE点(包括锅炉，汽机，电气及电气公用部分)。通过上述专用的SOE模件及其硬件电路设计，就能够构成相关的信号通道，可以得到1ms高分辨率的事件顺序记录，并且具有事故前，事故后等多种记录方式。电源系统及接地两台机组及公用系统共配置4个电源分配柜。电源具体配置方案见所附的“DCS单元机组和公用环电源分配示意图”。其中每台机组的DCS按机、炉侧各配置一个电源分配柜，分别布置在电子室B和电子室A，用于分配用户提供的两路交流电源。通过其内部的分配，保护，开关回路将它们分配给所有的DCS设备：其中每个现场控制单元HCU的模件柜接受相应侧电源分配柜来的两路交流电源(汽机房中压开关室内、循泵房远程站内的模件柜由机侧电源分配柜提供)，其内部的模件化电源以冗余的方式为柜内的所有模件及相应的现场变送器供电。正常工作时，每一个模件柜的二路电源同时工作，各带50％负荷，当一路电源故障后，另一路电源自动带100％负荷；而单元控制室内的人机接口、工程师站及相关辅助设备的供电由就近的炉侧电源分配柜提供，并在配电柜上实现两路电源的冗余切换。任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。#3，#4机组的共4路交流电源分别经过两两切换后，输出2路交流电源用于公用环路上的HCU模件柜的电源输入，以保证DCS公用网络的电源供给在任一台单元机组DCS停电检修或单元机组全部失电时，公用网络能正常运行(正常时由一台机组的电源供电，当一台机组全部失电时，切换装置将自动切换到另一台机组供电)。其相应的切换、分配、保护、开关回路设备，安置于#3机(或#4机)的机侧电源分配柜空间内。无论是每台机组的DCS系统环路设备还是公用系统环路设备，其接地均较为简单。即使其物理位置的分散，也不需要用户提供单独的接地网，而只需分别提供电厂现有地网中的一个独立电极(接地电阻4ohm即可)。现场控制单元中的其它设备提供一组MFT继电器，在FSSS系统中用于同时跳闸多个设备。MFT继电器可以同时接收来自DCS的输出和操作台上的手动MFT按钮信号。1.2中控室设备、大屏幕接口1.2.1操作员站操作员站采用服务器/客户机结构，由4台ConductorNT服务器和2台ConductorNT客户机组成(其中一台作为值长站专用)，可供多个运行人员同时工作。同时ConductorNT服务器间都互为后备，使人机接口具有很高的可靠性。ConductorNT是ABB贝利采用最新技术开发的新一代融企业管理和过程控制为一体的功能完备的人－系统接口。它可以实现：6过程监视与第三方设备的通讯报警、报告的管理开放数据的发送过程趋势的分析支持TCP/IP通讯协议历史数据的存档支持@aGlance/ITTM通讯接口记录与报告的产生SL-GMS标准矢量画面系统全系统级的诊断动画显示方式面对应用的帮助功能在线帮助画面和文件对操作进行指导操作员站(主机系统采用HP工作站)的主要技术参数：a)CPU处理器IntelPentium4b)主频1.7GHzc)内存容量256Mbytesd)硬盘容量20Gbytese)CD－ROM48Xf)软驱1.44g)CRT21h)CRT分辨率1280×10241.2.2大屏幕接口大屏幕投影显示系统由比利时Barco公司的Atlas提供。北京ABB贝利为每