电厂自动启停控制系统技术方案

电厂自动启停控制系统APS，连接于分散控制系统DCS，分散控制系统DCS包含有数据通信网络，数据通信网络上连接有若干常规分散处理单元DPU，所述数据通信网络上还连接有一对作为电厂自动启停控制系统APS上层控制硬件的控制型分散处理单元DPU；所述控制型分散处理单元DPU在数据通信网络上并列于常规分散处理单元DPU。本实用新型专利技术提供一对专用的DPU控制模块实现自动启停控制，与常规DCS控制逻辑相对独立，易于工程实施，实用功能强，是电厂自动化控制的发展方向。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及自动控制系统，尤其涉及应用于电厂的自动启停控制系统APS。
技术介绍
随着大型单元机组分散控制系统(Distributed Control System, DCS)技术的 日益成熟和电厂DCS系统的广泛应用，DCS系统不仅是电厂控制系统的升级产品，且控制 功能覆盖范围也在不断增大。从最初的数据采集系统(DAS)功能，发展到模拟量控制系统 (MCS)、炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制系统(SCS)等功能。现在又扩展到电气控制系 统(ECS)、旁路控制系统(BPC)、吹灰程控，以及数字式电液控制系统(DEH)、给水泵汽轮机 电液控制系统(MEH)、脱硫控制(FGD)、外围辅助系统控制等的一体化控制，范围几乎包括 了电厂的所有设备。在电厂实际运行过程中，这些控制系统通常都是相对独立的系统，完成 子组级、设备级控制。MCS模拟量控制，以协调控制系统(CCQ控制为最高级别，完成一系列 电厂相关被控对象在设定控制范围内。这些控制大多属于下层设备控制，以保证机组、设备 安全，被控参数符合电厂热力系统及电力调度要求为主。随着电厂火电机组装机容量的增大、控制设备的增多，控制的复杂程度和运行操 作的强度也越来越大。鉴于电厂运行人员的运行操作管理水平不同，在单元机组的启动及 运行过程中，经常会发生运行设备损坏、锅炉灭火及异常状态下跳机事故；如何对电厂实现 经济、高效的运行管理进行决策控制就越发显得重要，这就提出APS控制技术及相关要求。自动启停控制系统(Automatic Plant Start-up and Shutdown System,简称 APS)是指单元机组启停管理系统，是机组启停调度、信息管理与指令控制中心。APS根据单 元机组启停曲线、按规定好的程序发出各个系统、子系统、设备的启停指令，从而实现单元 机组的自动启动或停止。
技术实现思路
为了实现对电厂的机组自动化控制，本技术提供应用于电厂的自动启停控制 系统APS。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是，电厂自动启停控制系统APS，连接于分散控制系统DCS，分散控制系统DCS包含有 数据通信网络，数据通信网络上连接有若干常规分散处理单元DPU，所述数据通信网络上还 连接有一对作为电厂自动启停控制系统APS上层控制硬件的控制型分散处理单元DPU。所述控制型分散处理单元DPU安装有对常规分散处理单元DPU发出控制指令和接 受其反馈信号的软件。所述控制型分散处理单元DPU在数据通信网络上并列于常规分散处理单元DPU。所述数据通信网络是基于TCP/IP的标准工业以太网。 本技术的有益效果是，提供一对专用的DPU控制模块，与常规DCS控制逻辑相 对独立，易于工程实施，实用功能强，是电厂自动化控制的发展方向。附图说明图1是本技术电厂自动启停控制系统APS的结构原理框图；图2是带APS的电厂DCS硬件结构原理框图；图3是APS控制启停、开关类设备接口及优先级别示意图；图4是APS与MCS系统控制接口示意图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本技术。本实施例是针对电厂DCS系统新华XDPS_400e控制系统的拓展应用。在原有)(DPS-400e控制系统的硬件基础上，在其数据通信网络上增加系统硬件即 一对冗余DPU ；利用虚拟DCS技术，构建新华)(DPS系统分散式仿真平台，根据APS系统设计 书及设计调试单，利用)(DPS系统组态工具软件，在仿真平台上组态控制逻辑，这其中还包 括对原DCS系统控制逻辑的完善及整理工作；在仿真平台上对组态控制逻辑进行各种方式 仿真调试，满足APS系统设计书及设计调试单功能要求，符合出厂验收；升级DPU最新组态 软件(增加并完善APS系统专用算法模块)；在现场设备整体投运、调试期间，组织对APS系 统各功能组试用、完善过程，在机组整体启动过程中，利用APS系统整体控制机组启动，完 成实际投运工作。APS控制逻辑根据机组的不同，设计不同的控制逻辑组态。在具体的逻辑设计组态 过程中，采用了模块化、阶段化、结构化等组态方式。一方面更为清晰有效地实现了控制策 略；另一方面也便于调试和修改，不至于出现一处逻辑修改而引起多处连锁反应的情况，提 高了系统安全性。APS控制DPU并列于DCS系统常规控制DPU，硬件配置与其它DPU相同。不同之处 主要在于软件逻辑组态部分，APS控制DPU不直接控制现场设备，只是完成对常规DPU发生 控制指令和接受其反馈信号，同时，与人机接口站MMI站交互信息，显示APS控制信息指令、 报警信息和接受运行人员手动干预操作指令。由于APS与下层结构接口众多，也为了组态逻辑的易读性，需要定义其标准规范， 否则带来控制逻辑的混乱及设备乱动。APS控制启停、开关类设备接口及优先级别如图3所 示。启停、开关类设备是电厂中最基本的单台控制设备，设计有手动、自动级保护工作方式， 手、自动工作方式受到许可条件限制，命令控制权限由高到低依次为保护、手动、自动。通 常，自动控制命令接受上一级子组STEP步序块发出的控制指令，对于并列设备有自动联锁 要求，电厂出于运行安全的需求部分工艺按相同容量设备双重或多重配置，正常工作时至 少有1台设备运行，余者处于备有状态，采用设备联锁应急启动备有设备。联锁启动备有设 备条件有两个一是运行设备跳间，二是工艺参数偏离规定值，前者称电气联锁，后者叫做 热工联锁。图4为APS与MCS系统控制接口示意图，ESMA手操器为通用手操器，在原有ESMA 手操器的基础上增加APSTR、APSTS输入接口，通过MSFT多功能切换块接入定值指令。0V、 OS为超驰置位信号，级别最高，也是通过MSFT块接入多路置位指令。APS系统执行过程讲究数据正确、过程稳定，这对参数控制尤为重要，任何控制回 路参数不稳定、振荡都对APS产生影响，增加APS系统执行等待时间或者程序执行允许条件 不满足。常规MCS控制，MCS调节在低负荷段和机组启停阶段，控制回路大都在手动控制， MCS的品质考核只在锅炉稳燃或机组稳定阶段。对于机组启停阶段，由于系统多变、热力设 备频繁启动、自然对控制参数产生较大的影响，所以，要投入APS系统，不但要解决稳定工 况的调节特性，还要随着启停设备、工况的多变，保持过程参数的持续稳定。甚至个别控制 设备，在不同的工况下，控制对象随着运行工况而变化。对于单元制控制机组，有一些主要控制系统，如全程给水控制、燃料控制、风烟系 统控制，是要重点解决的控制回路，任何一个控制回路存在缺陷，都会影响APS全程控制过 程。根据不同锅炉机组，这些控制系统的控制要求也不尽相同，如何控制好这些系统，是APS 系统设计过程中要重点考虑的。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行 业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要 求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。权利要求1.电厂自动启停控本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．电厂自动启停控制系统，连接于分散控制系统，分散控制系统包含有数据通信网络，数据通信网络上连接有若干常规分散处理单元，其特征在于，所述数据通信网络上还连接有一对作为电厂自动启停控制系统上层控制硬件的控制型分散处理单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建设，潘军民，申莉，白强，
申请(专利权)人：新华控制工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31