火电厂DCS系统介绍_精品文档.ppt

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火电厂火电厂DCSDCS系统介绍系统介绍现场仪表标准之战结束，进入工程实践阶段，多现场仪表标准之战结束，进入工程实践阶段，多种总线并存的局面已经形成。

种总线并存的局面已经形成。

FFFF基金会现场总线基金会现场总线技术主动融入技术主动融入DCSDCS系统中，或者称：

经过互操作系统中，或者称：

经过互操作性认证的性认证的DCSDCS系统是系统是FFFF的主系统。

目前已注册的的主系统。

目前已注册的有有1111个公司的个公司的2020个主控系统，涵盖了世界上大部个主控系统，涵盖了世界上大部分分DCSDCS系统。

系统。

这种理念已经得到工程实践的考验，而且形这种理念已经得到工程实践的考验，而且形成共识，国内外已有在电厂采用现场总线的成共识，国内外已有在电厂采用现场总线的工程业绩。

工程业绩。

与信息技术（IT）融合。

按照COTS（商业现货技术commerCialoffthe-sheIf-Technology）的原则，采用快速以太网技术（包括TCPIP等）作为厂级系统的主要网络架构。

系统功能安全技术在实际流程工业的自控工程中已成为不可或缺的一部分，安全仪表系统（SIS）和流程工业安全完整性等级（SIL）认证体系正在形成。

SIS和DCS融合或兼容的趋势也逐渐形成。

EDDL设备描述语言和系统集成技术以及在此基础上形成的设备管理系统（AMS）已经成为基础自动化不可分割的一部分，而且逐渐扩大资产管理范围，包括设备信息平台、智能设备管理系统、机械设备管理系统、性能检测系统等。

目前资产管理系统在世界上已应用了1000多套，全生命周期的企业资产管理和工程管理的理念正在形成。

管控一体化和仪控、电控一体化正在统一构架下逐步实施，EPRMESPCS三层结构已形成共识，逐步实现基础自动化与企业信息管理的无缝集成。

马达控制中心（MCC）及企业用电的配电系统等在基础模块智能化及采用现场总线技术的基础上逐步纳入以温度、压力、流量等信号为主的仪控系统中。

火电厂用DCS的特点大型火电厂用DCS除去上述趋势共性外，还有它固有的个性：

汽机、锅炉等控制及安全要求复杂，燃料、水、灰等相关辅助设施庞大，产生的电能受电网调度要求高等，造成用于电厂的DCS应具有回路反馈控制、顺序控制、混合控制等复杂控制功能，具有驱动多种执行机构的要求，完成复杂计算能力及先进控制（APC）功能。

由于FSSS对作为事件顺序的操作记录的要求很高，而且可能是多系统组合来完成该项功能，所以SOE的带有时间戳的开关量输入设备及相关功能是必须具备的。

在时间同步方面，除了DCS系统内时钟同步方式，还有目前正兴起的GPS卫星时间同步方式。

由于电厂的主要产品“电能”的特殊性及电网调度和电业管理的要求，电厂已推行“火力发电厂厂级监控信息系统技术要求”（SIS），现在也基本上做到很好和DCS之间的衔接问题。

国外DCS系统现状DCS系统进入21世纪，在通信和信息管理技术、集成电路技术的进步以及工艺设备大型化的影响下，在节能环保和提高生产效率的需求下，形成了新一代的DCS，或称为第四代DCS。

在电厂方面，我们重点介绍ABB、西门子、艾默生（ovation）FOXBORO和日立五家相关产品，这五家也是现在电厂DCS的主流厂家。

ABBABB在“IndustrialIT”的架构下，由ABB贝利Infi900pen形成的Symphony系统基础上，进一步开发了800系列的新产品，推出IndustriallTSymphonv最新的DCS系统。

其中，800XA系统通过了现场总线基金会的互可操作性测试（在扩大范围的程序下的HIST测试）。

800XA已有用于大型电厂的业绩。

ABB系统架构主要节点类型有现场控制单元主要节点类型有现场控制单元（HCU）（HCU），人机系统接，人机系统接口操作站口操作站PGP（PowerGenerationPortal）PGP（PowerGenerationPortal），系统，系统组态和维护工具组态和维护工具（Composer）（Composer），计算机接口，计算机接口（ICI）（ICI），网络接口单元网络接口单元（1IL）（1IL）。

网络接口单元。

网络接口单元IILIIL提供了多个提供了多个控制网络间数据交换能力：

一个控制器模件可以控制网络间数据交换能力：

一个控制器模件可以控制上百个回路，监视上千个过程变量控制层网控制上百个回路，监视上千个过程变量控制层网络以络以10mbps10mbps的速度可在的速度可在6250062500个节点之间传递信个节点之间传递信息，并仍具备息，并仍具备“例外报告例外报告”等传递形式，发挥了等传递形式，发挥了智能数据链传输数据的优势：

模块化结构可以按智能数据链传输数据的优势：

模块化结构可以按照工艺过程来配置照工艺过程来配置DCSDCS，保证被控制对象的独立，保证被控制对象的独立性，完整性；性，完整性；系统中最基本的电缆、端子单元、电源模块，到最高层的控制模件、系统接口、通信网络、都可以冗余配置，使系统具有高可靠性；系统分层划分合理，控制与I0分开的控制方式，提高了系统的可靠性；有先进而实用的工业控制算法，保留了积累多年的200多种功能码：

系统设计组态方便，保留了SAMA图等方式。

优缺点优点:

系统可靠，在中国电力方面用户多达200多个，新系统和老系统兼容，这有利于以后的设备改造更新。

图形化组态，方便于机组运行中查找维护。

缺点：

不能在软件中进行强制。

PS:

省内电厂使用该系统的有大唐洛河电厂。

西门子在全世界已有超过1500套控制系统装置，是成功的电力和I&C系统供应商。

在我国电站中采用西门子的Teleperm系统较多。

近年在“全集成自动化”的架构下，西门子推出SPPAT3000系统，已经在国内电厂项目陆续使用。

现就SPPAT3000系统作一介绍。

SPPAT3000基于优秀的SIMATIC平台；遵循全集成自动化理念，可完成过程工业领域的所有控制任务；通过PFOFIBUS实现真正的分散结构，易于与FF仪表的集成；非常灵活的可伸缩性，从小型，可控制100个I/O电的PCS7BOX，一直到控制100000点，基于客户机/服务器架构的大型系统。

优缺点优点:

系统可靠，在全世界有1500多套的控制设备；图形化组态，方便查找和运行中维护。

缺点：

整个网络以服务器为架构基础（以2台服务器冗余使用），所有的数据读取都需要通过服务器的来进行。

所以服务器需要定时清理内部软件和外部设备清洁，否则会造成系统变慢。

PS:

省内电厂使用该系统的有国投宣城电厂。

艾默生（ovation）Ovation是其前身西屋过程控制公司于1997年推出，是WDPF的更新换代产品，在电厂获得了广泛的应用。

目前600MW及以上新上机组，ovation占据的市场份额是最大的。

ovation网络是一个完全确定的实时数据传输网络。

采用COST技术，网络相关硬件极易在市场上购得，不使用特殊网关、接口、网桥，具有所有网络的特性，如冗余、同步、确定和令牌传输，在与以太网、快速以太网、令牌环或其他拓扑结构相连时，使用TCPIP，可以构成局域网（LAN）和广域网的信息系统。

ovation控制器支持FF，PRofibus-DP，DeviceNet三种现场总线标准，每个Ovation控制器最多支持24个网段（FFH1总线），还可以采用以太网方式连接FF智能现场仪表。

另有仿真控制器仿真IO和先进控制器，后者支持多变量控制（MPC）等先进控制。

相应软件系统中，组态建立器（Builder）、控制建立器、图形建立器、安全建立器、测点建立器，高效工具数据库等构成一套高效工具，如安全建立器提供安全保护机制，可就地和远程两种安全保护，允许定义多个级别进入系统，可按用户姓名或设备功能甚至逐点分别设置安全界面。

优缺点优点：

ovation组态完全是基于SAMA图式的组态，方便查找维护，同时也方便操作。

缺点：

汉化程度不高。

PS:

省内电厂使用该系统的有华电宿州电厂、华电芜湖电厂、淮浙沪凤台电厂。

英维思（FOXBORO）英维思公司主要成员Foxboro从1988年底推出第一套IASeries到2004年IA已更新至V8O版新系统采用了Mesh控制网络结构具有很强的易伸缩性通过以太网交换机的互联，可运用线形、环形、星形或倒挂树形等网络技术连接各IASeries系统站（最多为1920个站）支持基lEEE8023标准的全双工运行（100M1Gbs）。

FoxboroA2自动化控制系统更适合于中小型装置，采用以太网系统架构符合lSOOSl标准传输速率最高为100Mbs，通信介质为光缆或双绞线，用于连FoxboroA2的控制站、工程师站、操作员站，也可与多种现场总线相连。

模块采用欧陆公司的2500系列和技术，人机界面采Wonderware产品和技术。

优缺点优点：

系统可靠，老版本优点：

系统可靠，老版本ICCICC支持在线下装（指支持在线下装（指的是实际在线下装过程中没有出现过任何问题），的是实际在线下装过程中没有出现过任何问题），功能块功能强大，可以很轻易的实现需要的功能。

功能块功能强大，可以很轻易的实现需要的功能。

缺点：

填表式组态，界面不人性化，不利于正常缺点：

填表式组态，界面不人性化，不利于正常生产运行中的维护和操作。

对机房环境要求高，生产运行中的维护和操作。

对机房环境要求高，曾发生过操作员站集体死机现象。

曾发生过操作员站集体死机现象。

PS:

PS:

省内电厂使用该系统的有平圩电厂、华能巢湖省内电厂使用该系统的有平圩电厂、华能巢湖电厂、皖能合肥电厂等。

电厂、皖能合肥电厂等。

日立HIACS-5000M系统是日立公司最新推出的DCS控制系统，其系统是两级控制结构,即监视控制级和过程控制级。

监视控制级包括操作员站（POC）、历史数据站（HDS）,打印站（PRS）等设备;过程控制级由一些过程控制站（H04-M/CX）、数据采集站（H04-M/CX）和工程师站（EWS）构成。

系统配置的主要特点网络结构突破早期系统多环结构配置网络结构突破早期系统多环结构配置HIACSHIACS25000M25000M系统的网络结构及前后台间的通信方式系统的网络结构及前后台间的通信方式与日立早期的与日立早期的DCSDCS系统相比有了很大的变化。

由系统相比有了很大的变化。

由于通信速率与容量不断扩大于通信速率与容量不断扩大,5000M,5000M系统突破日立系统突破日立早期系统多环结构的配置早期系统多环结构的配置,首次将所有控制器及首次将所有控制器及操作员站、历史站连在一对操作员站、历史站连在一对100M100M的光环上的光环上,从而从而消除了原来操作员站与控制器侧可能的通信瓶颈。

消除了原来操作员站与控制器侧可能的通信瓶颈。

DCS与DEH采用一体化的硬件配置机炉侧的控制采用一体化配置,减少了系统间的通信接口,采用同一个数据库,便于数据的共享,系统的稳定性也好;对电厂的维护有利,便于备品、备件等的统一。

人机接口采用PC平台及WindowsNT系统由于高档PC机性能的提高,大型机组前台采用PC平台将是一种趋势,PC平台的操作较灵活方便,对电厂管理信息等网络的接入也很便捷。

组态工具5000M5000M系统的逻辑组态采用了直观的图形组态方系统的逻辑组态采用了直观的图形组态方式式,提供了方便的逻辑生成、逻辑编译、逻辑下提供了方便的逻辑生成、逻辑编译、逻辑下载、逻辑在线监视、逻辑组态备份等功能载、逻辑在线监视、逻辑组态备份等功能,具备具备在线组态与下载的功能在线组态与下载的功能,日立日立5000M5000M系列的逻辑系列的逻辑组态工具的功能较前期版本有了很大的提高。

数组态工具的功能较前期版本有了很大的提高。

数据库、画面、报表等的组态基于据库、画面、报表等的组态基于WINDOWSNTWINDOWSNT平台平台,使用了一些通用的工具使用了一些通用的工具,使用较为灵活使用较为灵活,如如前台数据库采用前台数据库采用ACCESSACCESS数据库数据库,报表工具采用报表工具采用EXCELEXCEL。

比较而言。

比较而言,前台组态工具不如控制器逻前台组态工具不如控制器逻辑组态工