基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统技术方案

本实用新型专利技术提供基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统，该监控系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的单元机组控制子系统、辅助控制子系统、具有访问控制功能的网络设备、厂级工程师站、全功能操作员站、物理隔离装置和信息系统功能站组成，所述的厂级工程师站和全功能操作员站连接具有访问控制功能的网络设备，所述的信息系统功能站通过物理隔离装置连接具有访问控制功能的网络设备，具有访问控制功能的网络设备下挂单元机组控制子系统和辅助控制子系统。实现各机组负荷优化调度，改善火力发电厂节能减排的效果，同时使火电厂生产控制系统信息安全防护体系的安全分区边界更加清晰，可更好地确保通信安全。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统
本技术涉及火力发电厂监控领域，尤其是涉及一种基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统。
技术介绍
火力发电是利用燃料燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。现存的火力发电厂采用的控制技术是由分布式控制系统DCS实现单元机组主控，由DCS或可编程逻辑控制器PLC实现辅助系统控制。然而，由于各主控、辅控系统之间相互独立，火力发电厂采用上述控制技术的方式至少存在如下问题:各单元机组和辅助系统缺乏统一的控制平台，不能实现监控信息的共享，不能完成交互监视和操作，因而需要更多的运行人员；各单元机组之间控制系统网络相互隔离，不能实现各机组负荷优化调度功能，也不利于采用智能优化控制技术实现节能减排。此外，现存的火力发电厂采用的信息采集系统是由监控信息系统SIS分别对各单元机组控制系统和辅助控制系统进行信息采集，且监控信息系统SIS中还包含了一部分控制系统的功能，从而造成本该是单向传输的信息系统变成了双向传输，这样便会存在因实现优化控制功能而影响网络通信安全的问题，相关专业部分的管理职能和责任难以划分。
技术实现思路
本技术的目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种实现各机组负荷优化调度，改善火力发电厂节能减排的效果，同时使火电厂生产控制系统信息安全防护体系的安全分区边界更加清晰，可更好地确保通信安全的基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统。本技术的目的通过以下技术方案来实现:基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统，其特征在于，该监控系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的单元机组控制子系统、辅助控制子系统、具有访问控制功能的网络设备、用于对单元机组控制子系统和辅助控制子系统进行组态调试的厂级工程师站、用于对单元机组控制子系统和辅助控制子系统进行监视和操作的全功能操作员站、物理隔离装置和信息系统功能站组成，所述的厂级工程师站和全功能操作员站连接具有访问控制功能的网络设备，所述的信息系统功能站通过物理隔离装置连接具有访问控制功能的网络设备，具有访问控制功能的网络设备下挂单元机组控制子系统和辅助控制子系统。优选的，该监控系统包括用于进行系统数据采集和存储的数据服务器，该数据服务器与具有访问控制功能的网络设备连接。优选的，监控系统包括用于进行厂级性能计算和机组群控制优化的优化控制功能站，该优化控制功能站与具有访问控制功能的网络设备连接。优选的，监控系统包括用于显示单元机组控制子系统和辅助控制子系统运行状态的值长站，该值长站与具有访问控制功能的网络设备连接。优选的，所述的具有访问控制功能的网络设备为带路由功能的交换机或防火墙设备。优选的，所述的具有访问控制功能的网络设备设有两个，两者之间为冗余设置。优选的，所述的厂级工程师站设有多个，各厂级工程师站之间为冗余设置。优选的，所述的全功能操作员站设有多个，各全功能操作员站之间为冗余设置。与现有技术相比，本技术通过在机组DCS及辅控DCS之上建立基于厂级DCS网络的统一控制平台，克服了现有的火力发电厂各机组主控及辅助控制系统间相互独立、不能实现监控信息的共享、不能完成交互监视和操作的问题，从技术上为“一人监控全厂”提供了条件；并且可以实现各机组负荷优化调度，还能够采用智能优化控制技术改善火力发电厂节能减排的效果。此外，还将火电厂系统中的监控功能和信息采集功能分离开来，使火电厂生产控制系统信息安全防护体系的安全分区边界更加清晰，可更好地确保通信安全。【附图说明】图1为本技术的结构示意图；图2为单元机组控制子系统的结构示意图；图3为辅助控制子系统的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例如图1所示，基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的以下装置构成:具有访问控制功能的网络设备I (如带路由功能的交换机)，用于联接火力发电厂主控(单元机组控制子系统8)和辅控(辅助控制子系统9)网络，并实现网段间逻辑隔离；网段间的逻辑隔离是多台单元制火力发电机组集群控制所必须满足的要求，它可以通过采用相应的硬件、软件或硬软件结合的途径来实现；其目的是避免某一网段内的通讯故障对相联网络上其它网段的正常工作造成影响；任一单元机组DCS网络、公用及辅控系统网络均可作为一个网段；各网段中也可遵循类似的原则将相对独立的子系统划分为多个子网段，例如辅控系统网段下可按煤网、灰网、水网等进行子网段划分；厂级DCS网络还可采用防火墙或者相当功能的设施来替换具有访问控制功能的网络设备1，实现与各单元机组网段、公用及辅控网段之间的逻辑隔离。根据实际的应用需求，所述网络交换机应冗余设置，保证在某一台设备出现故障时不影响厂级DCS网络的正常功能。厂级工程师站2，用于通过厂级DCS网络完成全厂主控和辅控系统组态调试工作；厂级工程师站是设置在厂级DCS网络上、用于完成整个火力发电厂主辅控一体化监控系统软硬件组态的操作平台(操作平台为现有技术，通常为计算机)，具备火力发电厂主控及辅控系统工程师站全部功能，能通过厂级DCS网络对主控及辅控系统进行配置和组态调试坐寸O全功能操作员站3，用于通过厂级DCS网络完成对单元机组及公用系统中任一设备或子系统的监视和操作；全功能操作员站是设置在厂级DCS网络上、供值班操作员用于完成整个火力发电厂主辅控状态及参数监视和干预操作的平台(全功能操作员站为现有技术，通常为计算机)，具备火力发电厂主控及辅控系统操作员站全部功能。数据服务器4，通过厂级DCS网络完成对单元机组及公用系统中特定实时数据和历史数据的采集和存储，向厂级优化控制功能站提供数据并存储其产生的数据。数据服务器是设置在厂级DCS网络上、用于厂级DCS网络相关数据采集及存储、根据需要完成数据格式或协议转换等；有必要时，可由厂级工程师站兼任数据服务器的功能。厂级DCS网络交换机、厂级工程师站、全功能操作员站及数据服务器所构成的监控系统，可以实现火力发电厂主辅控系统网络互联、监控信息共享，提供了一体化监控平台，为“一人监控全厂”提供了技术基础。厂级工程师站、全功能操作员站应冗余设置以确保功能安全；在此基础上，还可根据系统特点及监控需求对厂级工程师站、全功能操作员站进行多重设置，例如，可指定某几台全功能操作员站专用于某单元主控系统。厂级DCS网络为各类厂级优化控制功能站的设置提供了基础；这些功能站包括:智能设备管理功能站5 (根据需要配置)，安装有智能设备信息采集及管理功能软件的工作站。主辅控系统中采用了现场总线智能设备(包括HART设备)时，用于实现基于全厂控制系统底层设备数字化信息的高级智能监控、智能保护和智能管理任务。优化控制功能站6 (根据需要配置)，安装有机组优化控制功能软件的工作站(也为现有技术)。用于完成厂级性能计算，并在此基础上实现机组优化控制功能，例如针对全厂最大出力、全厂最高效率、全厂最低排放、全厂最佳经济性等优化目标选择并实施优化控制策略。所述厂级优化控制功能站运行的优化控制功能软件可以是由多个优化控制专家系统供应商提供的。厂级DCS网络及其所联接的火力发电厂主辅控系统共同构成了本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统，其特征在于，该监控系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的单元机组控制子系统、辅助控制子系统、具有访问控制功能的网络设备、用于对单元机组控制子系统和辅助控制子系统进行组态调试的厂级工程师站、用于对单元机组控制子系统和辅助控制子系统进行监视和操作的全功能操作员站、物理隔离装置和信息系统功能站组成，所述的厂级工程师站和全功能操作员站连接具有访问控制功能的网络设备，所述的信息系统功能站通过物理隔离装置连接具有访问控制功能的网络设备，具有访问控制功能的网络设备下挂单元机组控制子系统和辅助控制子系统。

【技术特征摘要】
1.基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统，其特征在于，该监控系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的单元机组控制子系统、辅助控制子系统、具有访问控制功能的网络设备、用于对单元机组控制子系统和辅助控制子系统进行组态调试的厂级工程师站、用于对单元机组控制子系统和辅助控制子系统进行监视和操作的全功能操作员站、物理隔离装置和信息系统功能站组成，所述的厂级工程师站和全功能操作员站连接具有访问控制功能的网络设备，所述的信息系统功能站通过物理隔离装置连接具有访问控制功能的网络设备，具有访问控制功能的网络设备下挂单元机组控制子系统和辅助控制子系统。2.根据权利要求1所述的基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统，其特征在于，该监控系统包括用于进行系统数据采集和存储的数据服务器，该数据服务器与具有访问控制功能的网络设备连接。3.根据权利要求1所述的基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控系统，其特征在于，监控系统包括用于进行厂级性能计算和机组群控制优...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑强，张昱，程曦，余海平，李彬，王兵，刘旭，刘林，宋春，杜绍茂，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西南电力设计院，
类型：新型
国别省市：四川;51