脱硫DCS系统培训教材

**有限公司发电工程2×300MW火电机组烟气脱硫工程热控培训部分2×300MW火电机组烟气脱硫工程控制系统中电投远达环保工程有限公司2004.10**有限公司发电工程2×300MW火电机组烟气脱硫工程热控系统部分1一、系统概述1.1本培训材料是根据上海西屋控制系统有限公司提供的资料，针对**有限公司发电工程2×300MW火电机组烟气脱硫工程所采用的分散控制系统（以下简称DCS）所提出的。1.2**有限公司发电工程2×300MW火电机组为新建机组，本脱硫工程采用石灰石-石膏脱硫工艺，3＃脱硫装置计划05年8月投入运行，4＃脱硫装置计划05年11月投入运行。1.系统特点1.1DCS由分散处理单元、数据通讯系统和操作员站、工程师站等人机接口及厂级计算机网络接口组成。1.2DCS系统易于组态，易于扩展。1.3DCS的设计采用合适的冗余配置和诊断至通道级的自诊断功能，具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障，均不影响整个系统的工作。1.4系统的监视、报警和自诊断功能高度集中在CRT上显示，并能在打印机上打印，控制、报警、监视和保护等基本功能将尽可能在功能上和物理上分散。特别注意保护功能的独立性，以保证人员和设备的安全。1.5卖方所供DCS系统可防止各类计算机病毒的侵害和DCS内各存贮器中的数据丢失。1.6整个DCS的可利用率至少为99.99％。1.7控制系统的设计和配置符合下列总的防止故障原则。1.7.1个别故障不会引起整个控制系统故障。1.7.2个别故障不会引起FGD的保护系统误动或拒动。1.7.3将控制功能组合在系统块中，系统设计要保证使任何模块故障只解列部分系统的控制，且这种局部解列可由操作人员随时干预。1.7.4控制系统的结构能反映设备的冗余度，不致于因控制系统内的个别故障而导致受控设备控制失灵，同时又使备用设备也无法启动。1.7.5由于一个控制系统故障，电厂设备或控制功能要能在执行级(即远方手动控制)响应其控制。该设备或控制过程自动解列1.7.6所有重要保护信号采用冗余(三取二)通道，以保证其可靠性，卖方充分保证防止保护系统误动或拒动。1.8每个控制系统和监视系统的交流电源由两路独立电源提供，电源安排能做到单**有限公司发电工程2×300MW火电机组烟气脱硫工程热控系统部分2一的故障不会使两路电源断电，同时不会由于电源切换而发生控制系统误动作或拒动作。DCS系统内部的电源，包括DCS柜、打印机、工程师站、操作员站等的电源由其自行分配。3.硬件系统3.1DCS系统硬件采用有现场运行实绩的、先进可靠的和使用以微处理器为基础的分散型控制系统。3.2系统内所有模件均采用CMOS元器件，其散热量低，模件均采用固态电路、标准化、模件化和密封化，采用表面封装工艺和插入式结构。3.3模件的插拨有导轨和联锁，以免造成损坏或引起故障，模件的编址不受在机柜内的插槽位置所影响，而是在机柜内的任何插槽位置上都能执行功能。3.4机柜内的模件能带电插拨而不影响其它模件正常工作。3.5分散处理单元内的处理器模件采用冗余配置，一旦某个工作的处理器模件发生故障或运算错误，系统能自动地以无扰方式，快速切换至与其冗余的处理器模件，并在操作员站报警。分散处理单元内的处理器模件应各司其职（功能上应分离），以提高系统可靠性。处理器模块使用I/O处理系统采集的过程信息来完成模拟控制和开关控制。3.6处理器中模件清晰地标明各元器件，并带有LED自诊断显示。3.7处理器模件的所有算法和参数驻留在电可擦除存储器EEPROM中，在系统失电时其数据不会丢失。。3.8某一个处理器模件故障，不影响其它处理器模件的运行。此外，系统总线故障时，处理器模件能继续运行。3.9对某一个处理器模件的切除，修改或恢复投运，均不影响其它处理器模件的运行。3.10冗余配置的处理器模件与系统均有并行的接口，即均能接受系统对它们进行的状态和组态修改。处于后备状态的处理器模件，能与工作状态的处理器模块一样不断更新其自身获得的信息。3.11OVATION系统控制器切换时间小于4ms,数据更新周期为10ms。系统的控制和保护功能不会因冗余切换而丢失或延迟。3.12电源故障属系统的可恢复性故障，一旦重新受电，处理器模件能自动恢复正常工作而无需运行人员的任何干预。3.13I/O模件均为智能化,减轻控制器的处理负荷。I/O模件除能完成扫描、数据整**有限公司发电工程2×300MW火电机组烟气脱硫工程热控系统部分3定、数字化输入和输出、线性化热电偶冷端补偿、过程点质量判断、工程单位换算等功能。3.14所有的I/O模件都有标明I/O状态的LED指示和其它诊断显示，如模件电源指示等。3.15所有的模拟量输入信号每秒至少扫描和更新4次，所有的数字量输入信号每秒至少扫描和更新10次，事故顺序(SOE)输入信号的分辨力小于1毫秒。为满足某些需要快速处理的控制回路要求，其模拟量输入信号应达到每秒扫描8次，数字量输入信号达到每秒扫描20次。3.16I/O模件提供热电偶、热电阻及4－20mA信号的开路和短路检查功能,这一功能将在每次扫描过程中完成。3.17所有接点输入模件都有防抖动滤波处理。如果输入接点信号在4毫秒之后仍抖动，模件不接受该点信号。3.18处理器模件的电源故障不会造成已累积的脉冲输入读数的丢失。3.19I/O模件能自动地和周期地进行零飘和增益校正。3.20冗余输入的热电偶变送器信号的处理，由不同的模件来完成。单个模件的故障不会引起任何设备的故障或跳闸。3.21OVATION模拟量模件的每个通道均带有一个独立的A/D或D/A转换器。热电阻输入采用软件组态方式，淘汰了原始的桥路。所有的输入通道、输出通道及其工作电源，均相互隔离。A/D和D/A的转换精度为14位。对于模拟量输入，每块I/O模件点数为8点；对于模拟量输出，每块I/O模件点数为4点。对于数字量输入输出模件，每块I/O模件点数为16点。RTD采用恒流源技术。开关量输入/输出模件有光电隔离措施。3.22DCS和其他供货商提供的控制、保护装置之间的信号交换采用I/O通道时，采用了电隔离措施。3.23重要的和用于机组跳闸的输入/输出信号的通道冗余设置，并分别配置在不同模件上。不同控制器之间用于机组跳闸的输入/输出信号采取硬接线。3.24分配控制回路I/O信号时，使一个控制器或一块I/O通道板损坏时，对装置安全的影响尽可能小。冗余辅机控制的I/O，除个别不重要的外，置于不同控制器的通道板上。3.25当控制器I/O模件及系统电源故障时，控制系统将采取相应的措施，确保工艺系统处于安全的状态，不出现误动，在系统电源丧失时，执行机构应保持失电前的**有限公司发电工程2×300MW火电机组烟气脱硫工程热控系统部分4位置。3.26I/O类型（1）模拟量输入：8路4～20mA信号(接地或不接地)，最大输入阻抗为250Ω，系统提供4～20mA二线制变送器的直流24V电源。对1～5VDC输入，输入阻抗≥500KΩ。（2）模拟量输出：4路4～20mA或1～5VDC可选，具有驱动回路阻抗大于750Ω的负载能力。负端接到隔离的信号地上。系统提供24VDC的回路电源。（3）数字量输入：16路输入，负端接至隔离地上，系统应供对现场输入接点的“查询”电压(48VDC)。（4）数字量输出：16路输出，数字量输出模件采用电隔离输出，隔离电压≥250V，能直接驱动控制用电动机或任何中间继电器。在后一种情况，出卖人提供中间继电器、继电器柜及可靠的工作电源，中间继电器输出接点容量为250VAC5A；220VDC3A。继电器可常带电。（5）热电阻(RTD)输入：8路输入，OVATION系统可以接受二线制、三线制、四线制的各种热电阻信号。采用恒流源技术。（6）热电偶(T/C)输入：能直接接受分度号为E、J、K、T和R型热电偶信号(不需变送器)，并可满足接地型热电偶要求。热电偶在整个工作段的线性化及温度补偿等处理，在I/O模件内完成而不需要通过数据通讯总线。热电偶温度补偿范围可满足环境温度的要求。（7）SOE16路输入，分辨率：1ms（8）PI2路输入，每秒至少能接受6600个脉冲。3.27采样周期电气系统模拟量输入采样周期≤50ms；非电气模拟量(温度等)输入采样周期≤200ms；开关量输入采样周期≤20ms；脉冲量输入宽度：80ms-120ms；SOE:1ms。3.28系统要求传感器及输入、输出信号进行屏蔽，但是，系统能接受采用普通控制电缆（即不加屏蔽）的数字量输入和输出。**有限公司发电工程2×300MW火电机组烟气脱硫工程热控系统部分53.29系统对于分散处理单元之间用于跳闸、重要的连锁及超驰控制的信号，系统信号直接采用硬接线，而不通过数据高速公路发送。4．系统说明4.1打印机FGD_DCS配置2台彩色喷墨记录打印机（其中1台用于报表打印），安放在单元控制室，并配有隔音罩。提供1台彩色激光图形打印机，安放在工程师室。它能根据要求打印任一CRT显示画面。提供1台A3彩色喷墨图形打印机，放在控制室内。提供1台A4黑白激光SOE打印机，放在控制室内。4.2CRT和键盘(1)所供CRT为平面直角，至少有32位真彩色，屏幕尺寸为21(英寸)，分辨力至少为1280X1024象素，显示器为工业专用型、直角、物理纯平、防眩光屏幕，并通过TCO99认证。(2)单元控制室内的所有CRT组态相同,可互为备用。(3)鼠标器或跟踪球作为可选的光标定位装置。(4)每台CRT配置一个专用键盘。专用键盘具有完整的数字、字母键外，系统还提供若干用户键，使运行人员能直接调出各种所需的画面。这些用户键的用途，可由编程人员重新定义。(5)提供4台CRT，其中3台安放在单元控制室内操作员站，1台安放在工程师站。4.3电源4.3.1系统的所有电子装置机柜、操作员站和工程师站，均能接受由买方提供的UPS和厂用保安电源二路交流220V±10％，50HZ±1HZ的单相电源。4.3.2系统设备除能接受上述二路电源外,在各个机柜和站内配置了相应的冗余电源切换装置和回路保护设备,并用这二路电源在机柜内馈电。4.3.3系统机柜内配置二套冗余直流电源.这二套直流电源都应具有足够的容量和适当的电压,能满足设备负荷的要求.4.3.4任一路电源故障或任一块电源模件故障控制系统都有报警指示，二路冗余电源通过二极管切换回路耦合.在一路电源故障时自动切换到另一路，以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。4.3.5电子装置机柜的馈电应分散配置，以获取最高可靠性，对I/O模件、处理器**有限公司发电工程2×300MW火电机组烟气脱硫工程热控系统部分6模件、通讯模件和变送器等都提供冗余的电源。4.3.6接受变送器输入信号的模拟量输入通道，能承受输入端子的短路，并不影响其他输入通道。系统设置有单独的熔断器进行保护.4.3.7无论是开关量信号输出还是脉冲量信号输出，都有过负荷保护措施。此外，在系统内为每一被控设备维护提供必需的电隔离手段。任一控制模件的电源被拆除，均报警，并将受此影响的控制回路切至手动。4.3.8每一开关量输入、输出通道都有单独的熔断器或采取其它相应的保护措施。4.4环境4.4.1系统能在电子噪声、射频干扰及振动都很大的现场环境中连续运行，且不降低系统的性能。4.4.2系统设计采用各种抗噪声技术，包括光电隔离、高共模抑制比、合理的接地和屏蔽。4.4.3在距电子设备1.2m以外发出的工作频率达470MHz、功率输出达5W的电磁干扰和射频干扰，不影响系统正常工作。4.4.4系统能在环境温度0～40℃（控制站0～50℃），相对湿度10～95%(不结露)的环境中连续运行。4.5电子装置机柜和接线4.5.1电子装置机柜的外壳防护等级，室内为IP52，室外为IP56。4.5.2机柜门有导电门封垫条，以提高抗射频干扰(RFI)能力。柜门上不装设任何系统部件。4.5.3机柜的设计满足电缆由柜底引入的要求，提供的电缆接线采用接线端子排方式，而非将电缆直接连接在卡件端子上。4.5.4对需散热的电源装置，提供排气风扇和内部循环风扇。排气风扇和内部循环风扇均易于更换。风