发电厂机组分散控制系统DCS技术要求.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流发电厂机组分散控制系统DCS技术要求.精品文档.发电厂机组分散控制系统(DCS)技术要求目录1. 范围21.1 总则22. 规范和标准22.1 引用的规范和标准23. 技术要求33.1 总则33.2 硬件要求43.2.1 总则43.2.2 处理器模件53.2.3 过程输入输出(IO)53.2.4 Gateway73.2.5 外围设备83.2.6 电源83.2.7 环境93.2.8 电子装置机柜和接线103.2.9 系统扩展103.2.10接地和隔离113.3 软件要求113.4 人机接口123.4.1 操作员站123.4.2 手动控制装置13
2、3.4.3 工程师站133.5 数据通讯系统143.6 数据采集系统(DAS)143.6.1 总则143.6.2 显示153.6.3 记录183.6.4 历史数据的存储和检索(HSR)203.6.5 性能计算203.7 模拟量控制系统(MCS)213.7.1 基本要求213.7.2 具体功能233.8 顺序控制系统(SCS)293.8.1 基本要求303.9汽轮机数字电液调节系统(DEH)323.9.1 基本要求323.9.2 基本的控制功能333.9.3甩负荷控制功能353.9.4 热应力计算功能353.9.5 主汽压力控制功能353.9.6 运行方式353.9.7 液压系统(EH)363.
3、9.8液压系统执行机构363.9.9 就地仪表373.10 汽机紧急跳闸保护系统(ETS)371. 范围1.1 总则1.1.1 本规范书对发电厂机组(125MW)采用的分散控制系统(以下简称DCS)提出了技术方面和有关方面的要求。1.1.2 本规范书提出的是最低限度的要求。2. 规范和标准 本规范书中涉及的所有规范、标准或材料规格(包括一切有效的补充或附录)均应为最新版本。2.1 引用的规范和标准美国防火协会(NFPA)ANSI/NFPA 70 国家电气规范 ANSI/NFPA 85C 多燃烧器锅炉炉膛防内爆和外爆ANSI/NFPA 85F 制粉系统的安装及运行美国电气和电子工程师协会 (IE
4、EE)ANSIIEEE 472 冲击电压承受能力导则(SWC)ANSIIEEE 488 可编程仪表的数字接口美国电子工业协会 (EIA)EIA RS-232-C 数据终端设备与使用串行二进制数据进 行数据交换的数据通信设备之间的接口美国科学仪器制造商协会 (SAMA)SAMA PMS 22.1 仪表和控制系统功能图表示法IEC1131-3 国际可编程控制组态语言标准IEEE802.3 以太网物理层技术规范IEEE802.4 令牌传递总线送取方法物理层技术规范ISO DIS 11898 国际现场总线标准中国标准GB191 包装储运图标志GB2421 电工电子产品基本环境试验规程总则GB 2422
5、 电工电子产品基本环境试验规程名词术语GB2423.1 电工电子产品基本试验规程DL 5000-94 火力发电厂设计技术规程JB/TS234-91 工业控制计算机系统验收大纲DL 453-91 火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程DL/T657-1998 火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试 规程 DL/T658-1998 火力发电厂顺序控制系统在线验收测试 规程 DL/T659-1998 火力发电厂分散控制系统在线验收测试 规程 SDJ279-90 电力建设施工及验收技术规范(热工仪表及 控制装置篇电规1996214 单元机组分散控制系统设计若干技术问题 规定JB/T 6810-93 分散型控制系统
6、功能模板可靠性设计规范JB/T 6809-93 数字量输入输出通道模板通用技术条件GB/T15532-1995计算机软件单元测试国家电力公司颁布 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求3. 技术要求3.1 总则3.1.1 DCS应完成数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、汽轮机数字电液调节系统(DEH)功能,以满足各种运行工况的要求,确保机组安全经济运行。3.1.2 DCS应由分散处理单元、过程输入输出通道、数据通讯系统和人机接口等组成。3.1.3 DCS系统应易于组态,易于使用,易于修改,易于扩展。3.1.4 系统的监控、报警和自诊断功能应高度集中在CRT
7、上显示和在打印机上打印。3.1.5 控制系统应在功能和物理上分散以适合机组的特点。3.1.6 控制系统按工艺区(即按锅炉、汽机、除氧给水及公用部分等)划分,以保证系统负荷率分配均匀。3.1.7 控制系统应满足单一故障不应引起锅炉或汽轮发电机保护系统误动和拒动。3.1.8 在系统模块中的控制功能组的安排应使得在某一单元故障时,仅解列部分自动控制系统,并进行报警,这种局部自动解列应能被运行人员随时干预。3.1.9 DCS的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能,使其具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障,均不应影响整个系统的工作。3.1.10 DCS应采取有效措施,以防止各类计算机病毒
8、的侵害和DCS内各存贮器的数据丢失。3.1.11 整个DCS的可利用率应不小于99.9。有三年以上类似功能的成功应用实绩。3.1.12 DCS系统信息共享应遵循以下规定:监视和控制系统信息共享,此时,I/O信息应首先引入控制系统的I/O通道,并通过通讯总线传送至数据处理和监视系统控制系统与保护系统都要用的过程信息,宜通过各自的I/O通道分别引入触发MFT的信息应通过硬接线方式传送甲乙侧对称系统I/O信息进入DCS系统,不应经过网络通讯3.2 硬件要求3.2.1 总则3.2.1.1 系统硬件应采用有现场运行实绩的、先进可靠的和使用以微处理器为基础的分散型的硬件。3.2.1.2 系统内所有的模件均
9、应是固态电路、标准化、模件化和插入式结构。3.2.1.3 模件的插拔应有导轨和联锁,以免造成损坏或引起故障。模件的编址不应受在机柜内的插槽位置所影响,而是在机柜内任何插槽位置上都应能执行其功能。3.2.1.4 机柜内的模件应能带电插拔而不损坏,且不影响其它模件的正常工作。3.2.1.5 模件的种类和尺寸规格应尽量少,以减少所要求的备件范围和备件费用。3.2.2 处理器模件3.2.2.1 分散处理单元内的处理器模件应各司其职(功能上应分离),以提高系统可靠性。处理器模件应使用IO处理系统采集的过程信息来完成模拟控制和数字控制。3.2.2.2 处理器模件应清晰地标明各元器件,并带有LED自诊断显示
10、。3.2.2.3 处理器模件若使用随机存取存储器(RAM),则应有电池作数据存储的后备电源,电池的更换不应影响模件的工作。3.2.2.4 某一个处理器模件故障,不应影响其它处理器模件的运行。此外,数据通讯高速公路故障时,处理器模件应能继续运行。3.2.2.5 对某一个处理器模件的切除,修改或恢复投运,均不应影响其它处理器模件的运行。3.2.2.6 处理器模件应冗余配置,一旦某个工作的处理器模件发生故障,系统应能自动地以无扰方式,快速切换至与其冗余的处理器模件,并在操作员站报警。3.2.2.7 冗余配置的处理器模件与系统均应有并行的接口,即均能接受系统对它们进行的组态和组态修改。处于后备状态的处
11、理器模件,应能同步更新信息。3.2.2.8电源故障应属系统的可恢复性故障,一旦重新受电,处理器模件应能自动恢复正常工作而无需运行人员的任何干预。3.2.3 过程输入输出(IO)3.2.3.1 IO处理系统应“智能化”,以减轻控制系统的处理负荷。IO处理系统应能完成扫描、数据整定、数字化输入和输出、线性化、热电偶冷端补偿、过程点质量判断、工程单位换算等功能。3.2.3.2 所有的IO模件都应有标明IO状态的LED指示和其它诊断显示,如模件电源指示等。3.2.3.3 所有控制和保护回路的模拟量输入信号每秒至少扫描和更新4次,所有控制和保护回路的数字量输入信号每秒至少扫描和更新10次,事故顺序(SO
12、E)输入信号的分辨率应小于1毫秒。为满足某些需要快速处理的控制回路要求,其模拟量输入信号应达到每秒扫描6次,数字量输入信号应达到每秒扫描20次。3.2.3.4 应提供对热电偶、热电阻及420mA DC信号的断线和短路以及输入信号超出工艺可能范围的检查功能,这一功能应在每次扫描过程中完成。3.2.3.5 所有接点输入模件都应有防抖动滤波处理。3.2.3.6 处理器模件的电源故障不应造成已累积的脉冲输入读数丢失。3.2.3.7 应采用相应的手段,自动地和周期性地进行零飘和增益的校正。3.2.3.8 冗余输入的热电偶、热电阻、变送器信号和开关量信号的处理,应由不同的IO模件来完成。单个IO模件的故障
13、不得引起任何设备的故障或跳闸。3.2.3.9 所有输入输出模件,应能满足ANSI/IEEE472“冲击电压承受能力试验导则(SWC)”的规定,在误加250V直流电压或交流峰-峰电压时,应不损坏系统或同一模件上其他I/O通道的正常工作。3.2.3.10 输入、输出通道均应与外接信号隔离。3.2.3.11 每16点模拟量输入应至少有一个单独的固态AD转换器;而每一点模拟量输出应有一个单独的DA转换器;每一路热电阻输入应有单独的桥路。每一数字量输入输出模件的IO点数不应大于16点。此外,所有的输入通道、输出通道及其工作电源,均应互相隔离。报价书中应明确说明变送器+24V供电、DCS范围内电动执行器电
14、源(不包括AC380V和DC220V电源)、数字量输入接点的“查询电源”、数字量输出继电器线圈的“激励电源”的供电方式。并提供以上电源。 模数(AD)转换和数模(DA)转换应满足下列最低要求: (1) 分辩率 12位 (2) 线性 1个最低有效位(LSB) (3) 再现性 1/2个最低有效位 (4) 精度 在整个工作温度范围内全量程的 0.1%3.2.3.12 在整个运行环境温度范围内,DCS的模拟量输入信号的精度:高电平为0.1,低电平为0.2;DCS的模拟量输出信号的精度为0.25,系统设计应满足在六个月内不需手动校正而保证这些精度的要求。3.2.3.13 I /O类型 a、模拟量输入:
15、420mA信号(接地或不接地),最大输入阻抗为250,系统应提供420 mA两线制变送器的24VDC电源或电源信号隔离装置(对外带电源的信号);对15VDC(或05VDC)输入,输入阻抗不小于500k;对010mA信号,最大输入阻抗为400。05A信号为电动机电流信号。 b、模拟输出: 420mA或15VDC可选,具有驱动回路阻抗大于600的负载能力。负端应接到隔离的信号地上。系统应提供24VDC的回路电源。应至少提供模拟量输出控制卡15块。 c、数字量输入: 负端应接至隔离地上,系统应提供对现场输入接点的“查询”电压(48V120V)。 d、数字量输出: 数字量输出模件应采用电隔离输出,隔离
16、电压250V,能直接驱动控制用电动机或任何中间继电器。 e、热电阻(RTD)输入: 能直接接受分度号为Cu50、Pt100、BA2、G等类型的三线制(或二线制)热电阻信号(不需变送器)。 f、热电偶(TC)输入: 能直接接受E、J、K、T、EA和R型的热电偶信号(不需变送器)。热电偶在整个工作段的线性化,应在IO模件内完成而不需通过数据通讯总线。 g、脉冲量输入:每秒能接受6600个脉冲。3.2.3.14 做好模拟量输入和输出信号的屏蔽提出建议,以满足其系统设计要求。3.2.3.15 分散处理单元之间用于跳闸、重要联锁和超弛控制的信号,应直接采用硬接线,而不可通过数据通讯总线发送。3.2.3.
17、17应满足系统对输入输出信号的要求,如模拟量与数字量之间转换的检查点、冷端补偿、电源电压检测及各子系统之间的硬接线联接点。报价书应明确说明各子系统之间的硬接线联接使用的I/O点数、冷端补偿点数及方法。3.2.3.18 重要的联锁保护和模拟控制功能的I/O点必须冗余配置。3.2.3.19 所有自动调节系统执行机构均由DCS提供的驱动,模件直接驱动(380V执行机构除外),不另设伺服放大器。3.2.4 Gateway3.2.4.1 DCS的各子系统尽可能类型一致,以构成一个统一的监视和控制系统。因此,用于不同子系统或不同通讯协议之间的Gateway应尽可能少。3.2.5 外围设备3.2.5.1 记
18、录打印机和彩色图形打印机。3.2.5.1.1 记录打印机应是带微处理器的打印机。3.2.5.1.2 所有记录打印机都应能互相切换使用,整个DCS应配置3台记录打印机(其中两台针式打印机,一台黑白激光打印机)安放在单元控制室内。3.2.5.1.3 提供一台A4彩色喷墨图形打印机安放在工程师工作室。它可根据要求打印任一CRT画面。3.2.5.2 CRT和键盘3.2.5.2.1 所提供CRT至少应有24K种颜色,屏幕尺寸为21英寸纯平,分辨率为16001280象素,并在此分辨率下提供不低于85Hz的刷新率。3.2.5.2.2 每台CRT应有其独立的显示发生器,单元控制室内的所有CRT应组态相同,可互
19、为备用。3.2.5.2.3 光标定位装置为跟踪球、鼠标器或光笔。3.2.5.2.4 每台CRT应配置一个键盘。按钮的操作应有触感和声音反馈,反馈的音量大小可以调整。3.2.5.2.5 应设置6台CRT,其中5台安放在单元控制室内,1台安放在工程师工作室内。3.2.5.3 磁盘驱动装置:应提供三种类型的磁盘驱动装置存储系统数据,即固定式温切斯特盘,光盘和软盘驱动器。为方便保存运行数据,至少提供一台可读写光驱。3.2.6 电源3.2.6.1 电子装置机柜、操作员站和工程师站,应能接收二路交流220V10,50Hz1Hz的单相电源。这两路电源中的一路来自不停电电源(UPS),另一路来自厂用保安段电源
20、。3.2.6.2 设备除能接受上述两路电源外,应在各个机柜和站内配置相应的冗余电源切换装置和回路保护装置,并用这两路电源在机柜内馈电。3.2.6.3 机柜内应设置二套冗余直流电源。这二套直流电源都应具有足够的容量和适当的电压,应能满足设备负载的要求。3.2.6.4 任一电源故障都应报警并在CRT上显示,二路冗余电源应通过二极管切换回路耦合。在一路电源故障时自动切换到另一路,以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。3.2.6.5 电子装置机柜内的馈电应分散配置,以获取最高可靠性,对IO模件、处理器模件、通讯模件和变送器等都应提供冗余的电源。3.2.6.6 接受变送器输入信号的模拟量
21、输入通道,应能承受输入端子完全的短路,并不应影响其它输入通道,否则,应用单独的熔断器进行保护。3.2.6.7 每一路变送器的供电回路中应有单独的熔断器,熔断器断开时应报警。在机柜内,熔断器的更换应很方便,不需先拆下或拨除任何其它组件。3.2.6.8 无论是420mA还是脉冲信号输出,都应有过负荷保护措施。此外,应在系统机柜内为每一被控设备提供维护所需的电隔离手段。任一控制设备的被拆除,均应报警,并将受此影响的控制回路切至手动。3.2.6.9 每一数字量输入、输出通道板都应有单独的熔断器或采取其它相应的保护措施。3.2.6.10 应设置DCS范围内电动执行的电源(不包括380V、DC220V电源
22、)。3.2.6.11 所有DCS范围内开关量输入点的“查询电源”查询电压为48V120V。3.2.6.12 所有DCS范围内开关量接点的“激励电源”交流380V回路除外。3.2.7 环境3.2.7.1 系统应能在电子噪声、射频干扰及振动都很大的现场环境中连续运行,且不降低系统的性能。3.2.7.1 系统设计应采用各种抗噪声技术、包括光电隔离、高共模抑制比、合理的接地和屏蔽。3.2.7.2 在距电子设备1.2米以外发出的工作频率达470MHz、功率输出达5W的电磁干扰和射频干扰,应不影响系统正常工作。3.2.7.3 系统应能在环境温度040,相对湿度1095(不结露)的环境中连续运行。3.2.8
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