主控DCS控制系统简介
9/ GE / Xinhua Learning Center
新华的DAS系统具有如下特点: 1. 显示功能 • • • • 汉化的人机界面,易于理解和记忆 合理的分层显示结构,便于监视更多参数 操作界面简单直观、图形响应速度快速 预定义或用户专用的直接调用功能,方便快捷
10 / GE / Xinhua Learning Center
炉膛安全监控系统FSSS简述
炉膛安全监控系统 FSSS 是现代大型火力发电机 组锅炉设备必须具备的一种监控系统。 其主要作用就是能够在锅炉正常启停和相关设 备操作时,连续监视炉膛燃烧的状态,进行逻辑判 断,发出各种运行指令,使各种联锁的燃烧设备严 格按照既定的合理程序完成必要的操作。 在发生异常工况或者出现操作失误时,做出快 速反应,防止炉膛内部任何部位燃料堆积,避免发 生锅炉爆燃等事故,保证人员和锅炉设备的安全。
DCS系统简单介绍
DCS 各子系统介绍
1/ GE / Xinhua Learning Center
Байду номын сангаас
DCS系统典型网络结构图
2/ GE / Xinhua Learning Center
3/ GE / Xinhua Learning Center
• 分散控制系统DCS概述 • 数据采集系统DAS简述 • 模拟量控制系统MCS简述 • 炉膛安全监控系统FSSS简述 • 顺序控制系统SCS简述 • 电气综合保护监控系统ECS简述 • 辅机控制系统BOP简述 • 烟气脱硫控制系统FGD简述
24 / GE / Xinhua Learning Center
2. 燃烧自动控制系统 燃烧自动控制系统的目的是控制锅炉燃料燃烧过 程,使得燃料燃烧所产生的热量与外界对锅炉的蒸汽 需求相适应,同时保证锅炉的安全经济运行。 燃烧自动控制包括燃料量控制、送风量控制以及 炉膛压力控制三项主要内容。 根据制粉系统的不同,燃料量控制具体分为给粉 机转速控制(中储式)、给煤机转速控制(直吹式) 以及容量风量控制(双进双出钢球磨)。 锅炉风烟系统过程参量的调节在反馈控制的基础 上,主要通过增加各种工况下的前馈以达到消除系统 扰动,维持稳定、安全运行的目的。
7/ GE / Xinhua Learning Center
下面以燃煤机组控制系统解决方案为例,介绍DCS各子 系统的结构及功能。
8/ GE / Xinhua Learning Center
数据采集系统DAS简述
数据采集系统 DAS 是整个 DCS 系统的一个子系 统,它主要完成对工业控制过程的数据采集和处理, 并以工艺流程图、棒图、趋势图等形式进行画面显 示,供操作人员对工艺流程的各种参数和设备状况 进行监控。 当参数越限时,以参数变色、软光字牌、图形 触发及语音等进行报警。 在机组发生事故时,能够通过查看历史数据和 SOE事件顺序记录,及时分析事故发生的原因,DAS 系统还具有性能计算、统计报表及打印等功能。
4/ GE / Xinhua Learning Center
分散控制系统DCS概述
在结构上: 1. 完全满足不同复杂工艺过程对监测和控制的要求; 2. 全部覆盖过去由不同控制系统组成的控制范围, 如MCS,FSSS,SCS,ECS 以及辅机BOP等; 3. 单元机组和公用系统的监视与控制由一体化的 DCS系统实现; 4. 各种第三方系统以相同的接口方式,集成到 DCS 系统中。
26 / GE / Xinhua Learning Center
4. 汽温控制系统
汽温控制分过热汽温控制以及再热汽温控制,其 控制策略主要是采用串级调节方式,通过喷水减温控 制,并辅以表征锅炉燃烧、蒸发量的前馈,以适应因 机组负荷变化而引起的扰动。再热汽温的控制根据炉 型的不同,还有尾部烟道挡板调节和燃烧器摆角控制。 此外,利用XDPS系统强大的算法库和组态功能, 还可采用专门的算法模块用于大滞后对象的控制,如 SMITH预估控制、模糊控制、状态变量控制等。
20 / GE / Xinhua Learning Center
21 / GE / Xinhua Learning Center
22 / GE / Xinhua Learning Center
23 / GE / Xinhua Learning Center
协调控制方式是机组最高级别的运行控制方式,包括: • • 以锅炉跟踪为基础的 DEB 直接能量平衡协调控制 方式 以汽机跟踪为基础的 DEB 直接指令平衡协调控制 方式
模拟量控制系统MCS简述
模拟量控制系统MCS的控制对象主要是锅炉、 汽轮机及其辅助系统,MCS系统承担着整个热力 过程中燃料、风、烟、水、汽等工艺系统主要过 程参量的调节和控制任务,通过设置相应的调节 回路,采取先进、有效的控制策略,来实现这一 要求。
18 / GE / Xinhua Learning Center
5/ GE / Xinhua Learning Center
在硬件方面: 1. 各种功能站以相同的结构与系统网络接口 2. 各子系统的过程控制单元结构完全相同,通过应用 组态实现不同的控制策略,满足相应工艺过程的监 控要求 3. 各种功能的人机接口站结构完全相同,通过运行相 应的应用程序实现操作员站、工程师站或者历史数 据记录站等功能
40 / GE / Xinhua Learning Center
41 / GE / Xinhua Learning Center
2. 子组级顺序控制 子组级顺序控制的控制对象是按工艺或功能分类 的设备子组。成熟的子组级顺序控制逻辑可以有效的 保证设备成组启停过程的安全,防止误操作并减轻操 作人员的劳动强度。 XDPS系统中的子组级顺序控制逻辑以STEP算法为 核心,其功能的可靠性及成熟度在多年的电厂运行实 绩中已经得到了有力的证明。
6/ GE / Xinhua Learning Center
在软件方面: 1. 各子系统的过程控制单元的系统软件完全相同 2. 各种功能的人机接口站系统软件完全相同 3. 所有操作员站能同时监控系统内不同的工艺过程 4. 各种人机接口站功能可以互换 5. 各子功能的各种控制策略由同一个组态平台实现 6. 基本控制功能和高级应用功能的组态一体化实现 7. 系统控制策略和系统仿真一体化实现
大型火电机组采用锅炉-汽轮发电机组单元制运 行方式,其自动调节系统总体机构如下所示:
机组负荷要求
协调控制级
机炉协调控制
常规控制级
辅助系统调节
燃料调节
风烟调节
给水调节
汽温调节
负荷调节
受控对象
辅机系统
锅炉
汽轮机
19 / GE / Xinhua Learning Center
单元机组主要的自动调节回路有: 1. 机-炉协调控制系统 机组主控接受电网调度指令、参与机组一次调 频,由此形成整个机 - 炉协调系统的负荷要求,并 协调各热工过程子系统的调节。 新华公司的机 - 炉协调主控设计有协调控制、 汽机跟踪、锅炉跟踪、手动等四种运行方式,以适 应机组不同运行工况的需要。机组可定压、滑压运 行。控制系统的完整性设计保证系统在部分子系统 切除自动、或在其它受限制情况下均能在安全、稳 定地运行,而无需修改系统组态或整定参数。
16 / GE / Xinhua Learning Center
4. 报表打印及性能计算功能 • 基于Excel的多种报表生成系统,充分利用了Excel一 切强大的功能,方便地输出各种类型、各种格式的 报表 打印方式灵活多样,可分为自动触发打印,周期性 打印和人工召唤打印
•
17 / GE / Xinhua Learning Center
27 / GE / Xinhua Learning Center
5. 主要辅机的调节 调节主要辅机的过程参量稳定,维持机组安 全运行。主要包括以下自动回路: • • • • 加热器水位调节(高、低加,除氧器) 磨自动调节 辅汽系统温度、压力调节 冷却器水温控制等
28 / GE / Xinhua Learning Center
15 / GE / Xinhua Learning Center
3. 记录功能 • • • • 历史数据记录软件可以记录系统中任意一点开关 量及模拟量,存储周期可灵活设置,并长期保存 可分散布置的SOE分辨率为1ms,能正确分辨出事 件发生的先后顺序 通过历史趋势可以查询历史记录中所收集的任一 模拟量或开关量的历史记录数值 通过报警历史软件可方便的查出各参数的历史报 警记录,运行人员的操作记录及维护人员的组态修 改记录,以便分析相关事故原因
33 / GE / Xinhua Learning Center
顺序控制系统SCS简述
顺序控制系统 SCS 针对电厂辅机和阀门的开环 控制系统,承担辅机设备的顺序启停、联锁和保护 功能。 从逻辑层次而言,SCS系统由下至上可以分为 • • • 设备级控制 子组级顺序控制 组级顺序控制
34 / GE / Xinhua Learning Center
30 / GE / Xinhua Learning Center
31 / GE / Xinhua Learning Center
32 / GE / Xinhua Learning Center
新华的FSSS系统主要特点:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 主要保护动作的信号全部采用三取二逻辑,且分别布 置于不同的卡件输入 增加独立的继电器回路确保软件系统故障时 MFT 的正 常动作(交直流完全独立的冗余回路) MFT 逻辑组态采用 First 首出模块,使跳闸逻辑组态简 单、易懂、无时序错误 采用分层组态方式,条理清晰:设备级(Device)与子组 程控(Sequence)结合 燃烧器启停全部采用子组控制,相互独立;燃烧器跳 闸单独设计 系统组态标准化,简单修改可适用于各类型锅炉:中 储式、直吹式、CFB、燃油、燃气等
35 / GE / Xinhua Learning Center