基于DCS的燃煤电厂一体化控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于DCS的燃煤电厂一体化控制系统，本控制系统基于DCS分散控制原理包括控制系统和人机交互设备，控制系统包括单元控制网络和公用控制网络，控制系统通过人机交互设备与操作员进行信息互换。本发明专利技术采用DCS分散控制系统来实现全厂辅助车间和电气系统的远程控制操作，整个燃煤电厂的设备均采用统一的标准和规范设计、制造，全厂只需要准备一套备品备件，可以大大降低运行维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力工程设计领域，特别是一种用于燃煤电厂的一体化控制系统。
技术介绍
传统的燃煤电厂辅助车间控制采用可编程逻辑控制器(PLC)控制器+上位机方式，PLC控制器是内部固化的、按步序和循环的调度方式控制系统运行，它的可靠性很高，但系统对突发事件的实时响应能力不高，不同品牌的PLC控制系统之间接口众多，人机界面不够友好，难于实现集中监控和各种优化控制逻辑。随着火电机组规模的进一步增大、机组数量增多、机组参数进一步提高，对辅助车间控制系统的实时性要求迅速提高，要求控制设备操作灵敏、反映迅速、处理正确、记录准确，常规PLC控制器已经难以保证控制系统的实时响应能力。这些因素使得电厂控制水平提高受到限制，影响电厂提高运行水平和经济性。 并且PLC控制系统和其他系统接口困难，很难满足电厂各个主辅系统协同运转的要求，难于形成全厂一体化的控制系统。并且，电厂的电气系统则大量采用各电气设备厂商提供的专用控制系统，各系统软硬件不能互相兼容，系统之间接口众多，工程实施困难，设备配置重复，造成很多资源浪费、运行维护工作量大，难于实现全厂集中控制。因为电厂的大量电气量需要输入到ECS电气控制系统内进行画面显示及供逻辑组态用，传统的做法是，每个电气量都需要经过专门的变送器转换成4 - 20mA标准信号，然后再送入到ECS电气控制系统，这种做法，不仅电缆使用量大，许多如功率因数变送器等价格昂贵，维护量也相应增加。当今燃煤电厂单台机组容量越来越大，主厂房工艺设备和电气设备以及各辅助车间的设备越来越紧密的联系在一起，这就要求各设备间必须共同快速协同的工作，使整个电厂可以快速响应电网负荷的要求以及越来越苛刻的环保节能要求。DCS为分散控制系统(DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)的英文简称。它是以计算机技术、控制技术和网络通信技术为基础，突出控制功能分散、危险分散、管理和显示集中的设计理念。DCS系统的实时响应能力强，系统可靠性高，其固有的强大多任务实时响应能力更加适合于工业控制应用。因此如何将DCS网络结构应用在燃煤电厂的整个系统中，以解决电厂全局和局部性的复杂控制成为燃煤电厂目前亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种基于DCS分散控制系统的，能够使整个燃煤电厂采用一套软硬件即可完成电厂主辅系统各项控制功能的一体化控制系统。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是。基于DCS的燃煤电厂一体化控制系统，本控制系统基于DCS分散控制原理由控制系统和人机交互设备构成，其中控制系统包括若干个主厂房控制系统以及辅助车间控制系统，所述主厂房控制系统包括通过网络互相连接的公用控制系统和独立子系统；每个主厂房的单元机组(由一台锅炉、一台汽轮机、一台发电机组成的单元)控制系统设置为一个单元控制网络，主厂房控制系统中的公用控制系统和辅助车间控制系统设置为公用控制网络，所述单元控制网络和公用控制网络之间通过数据交换机进行信息交换，所述独立子系统与单元控制网之间通过控制器进行信息传输，独立子系统与各设备间通过输入输出卡件连接；人机交互设备包括工程师站、历史站、接口站以及若干个操作员站，所述操作员站、工程师站、历史站以及接口站分别连接在单元控制网络和公用控制网络上。本专利技术的改进在于所述主厂房控制系统中汽轮机控制子系统经两路与单元控制网络连接，其中一路依次经输入输出卡件和汽轮机数字电液控制系统控制器与单元控制网络连接，另一路依次经输入输出卡件和汽轮机危机跳间系统控制器与单元控制网络连接； 所述汽轮机控制子系统中还设置有用于将汽轮机的转速测量装置输出的脉冲信号转换为汽轮机转速信号的汽轮机转速测量卡件，汽轮机转速测量卡件的输入端连接汽轮机，输出端分别连接汽轮机数字电液控制系统控制器和汽轮机危机跳间系统控制器；所述汽轮机控制子系统中还设置有用于控制汽轮机各进汽门的工作状态的阀门驱动卡件I，阀门驱动卡件I的输入端连接汽轮机各阀门，输出端分别汽轮机数字电液控制系统控制器和汽轮机危机跳闸系统控制器。所述主厂房控制系统中的给水泵汽轮机控制子系统的改进在于所述主厂房控制系统中的给水泵汽轮机控制子系统经两路与单元控制网络连接，其中一路依次经输入输出卡件和给水泵汽轮机数字电液控制系统控制器与单元控制网络连接，另一路依次经输入输出卡件和给水泵汽轮机危机跳间系统控制器与单元控制网络连接；所述给水泵汽轮机控制子系统中还设置有将给水泵汽轮机的转速测量装置输出的脉冲信号转换为给水泵汽轮机转速信号的给水泵汽轮机转速测量卡件，给水泵汽轮机转速测量卡件的输出端分别连接给水泵汽轮机数字电液控制系统控制器和给水泵汽轮机危机跳间系统控制器；所述给水泵汽轮机控制子系统中还设置有用于控制给水泵汽轮机各进汽门的工作状态的阀门驱动卡件 II，阀门驱动卡件II的输入端连接给水泵汽轮机的各进汽门，输出端分别连接给水泵汽轮机数字电液控制系统控制器和给水泵汽轮机危机跳间系统控制器。本专利技术所述主厂房中电气控制子系统的改进在于所述主厂房控制系统中的电气控制子系统经电气控制器与单元控制网络连接；所述电气控制子系统的输入端经自动同期装置分别与主厂房内的发电机断路器、隔离开关和励磁调整装置连接，自动同期装置的输出端与电气控制器连接。本专利技术所述主厂房中电气控制子系统的进一步改进在于所述主厂房控制系统中电气控制子系统的输入端通过交流采样卡件分别与主厂房内的电压互感器和电流互感器连接。本专利技术所述主厂房中电气控制子系统的改进还在于所述主厂房控制系统中电气控制子系统的输入端通过快切与备自投卡件连接主厂房内的电动机控制中心或动力中心的进线开关。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是。本专利技术采用DCS分散控制系统来实现全厂辅助车间和电气系统的远程控制操作， 整个燃煤电厂的设备均采用统一的标准和规范设计、制造，全厂只需要准备一套备品备件， 可以大大降低运行维护成本。控制系统采用统一的软件，可以保证在主厂房各系统和各辅助车间的控制系统中可以完全互换，运行人员只需学习并掌握一套控制系统的软件操作和维护本领即可对全厂所有控制系统的操作和维护，减少人员培训费用和时间，减轻运行管理人员工作强度。全厂所有控制系统采用一种通讯协议，只需采用极少的同样的接口站和信息系统连接，即可实现将控制系统的所有信息传送给电厂的信息系统，提供给电厂管理人员使用，可以方便的实现全厂集中监控，减少运行人员，实现减人增效。采用DCS用于全厂辅助车间设备控制以后，系统可靠性、系统控制能力、对突发事件的响应能力、信息处理能力、历史趋势存储能力、事故追忆能力和大范围联网能力等获得很大提高，维护成本将大大降低。使得全厂控制系统一体化配置，便于自动化管理，实现全厂监控一体化，能够提高整体控制水平及全厂的劳动生产率，降低运行生产成本，为全厂管控一体化打下良好基础。附图说明图1 为本专利技术的组织结构示意图。其中图中虚线代表网络连接，细实线为硬件连接。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。基于DCS的燃煤电厂一体化控制系统，本控制系统基于DCS分散控制原理包括控制系统和人机交互设备，控制系统通过人机交互设备与操作员进行信息沟通。控制系统包括主厂房控制系统以及辅助车间控制系统。主厂房控制系统主要包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李才永，
申请(专利权)人：河北省电力勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：