4PCS7系统在火力发电厂中的应用.docx

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1、4PCS7系统在火力发电厂中的应用hanjuan导语：本系统自从投入使用后，经过两个月的运行后，非常平稳，从没有由于DCS系统的原因造成任何事故摘要：本文重点介绍了西门子公司的SIMATICPCS7系统在火力发电厂循环硫化床锅炉和汽轮机组中的应用，阐述了该系统的组成及其特点，并通过实际的运行情况讲明该系统确实具有相当高的可靠性和平安性。关键词：PCS7系统发电厂可靠性平安性SimaticPCS7系统是西门子公司二十世纪九十年代开场推出的应用于中大型消费经过控制领域的功能丰富的新型集散控制系统；它采用现场总线技术，是全集成的经过自动化控制系统。SimaticPSC7系统具有独特的开放式平台，结合

2、了DCS和PLC的优点，将两者的功能严密地结合在一起；SimaticPCS7系统采用了统一的软件开发环境，控制层和操纵层实现统一的变量治理，大大节省了程序员建构变量的时间；SimaticPCS7系统使用工艺分级TH配置，使用户可以按照工厂的工艺分工进展组态，分为系统级如车间、子系统级如工段、设备级、仪表控制回路等级别。该系统的先进实用性集中表达在以下几点：先进的控制技术现场总线技术、实用平安的系统配置冗余电源及冗余操纵站及冗余控制器、友好的人机界面直观、标准和契合运行习惯、支持多种通讯协议如Profitbus，MPI，Industrial以太网等。一：工艺情况概述沈阳经济技术开发区热电厂新建工

3、程，配置2台75t/h循环流化床锅炉，1台12MW抽汽式汽轮发电机组，3台锅炉给水泵,2套除氧器和1套减温减压器。本次控制系统设计范围包括以上工艺系统的热工监控系统。根据循环硫化床锅炉对于一次风机，引风机，二次风机，给煤机及给水泵的要求较高的特点，故锅炉系统根据实际需要引入了很多连锁控制方案，有引风机连锁，一次风机连锁，给煤机连锁，给水泵互动连锁。由于引风机的特殊重要性，又引入了压力高高限和液位低低限连锁。在本系统中，详细的各种信号类型如下：二：系统控制方案3.1系统构成由于设计是基于两炉一机考虑的，两炉一机大概有800多点，故本系统采用了西门子公司的性能非常可靠的CPU417-4H作为中央控

4、制器，基于平安消费的考虑，是双机冗余控制，双处理器之间通过光纤环网进展通讯，当主CPU故障时，从处理器直接接收其一切工作。电源也采用冗余配置，当一个电源模块故障时，由于另一个电源的存在，并不影响CPU正常的工作。系统的各个分布式控制站双IM153-2的冗余控制，每对IM153-2最多可以接八个输入输出模块，通过输入输出模块收集数据，将收集的数据送到分布式输入输出站，再送至中央控制站进展处理，处理器决定该数据需进展什么样的处理，进展显示,或输出相应的控制信号，再按照刚刚的途径返回至输入输出模块，这样就实现了数据的收集，处理和交换；中央控制站与各分布式控制站之间通过ProfiBus-DP网进展通讯

5、。其中1-4号分布式输入输出站为模拟量，5-6号分布式输入输出站为开关量。系统配置了两台操纵站，中央控制站与操纵站之间通过工业以太网进展通讯，而操纵站之间通过100Mbps的交换机进展通讯。PCS7系统中的工程师站和操纵员站之间是通过受权的不同来区分的，在同一台机器上，通过用户和密码的不同可以实现不同的操纵和控制。详细的硬件构造配置如下列图所示：3.2系统的典型控制策略该系统共有除氧器压力控制，除氧器液位控制，减温减压器压力控制，减温减压器温度控制，给煤机转速控制，风机挡板开度控制，前减温温度控制，后减温温度串级控制以及汽包水位三冲量控制等控制方案。该系统中典型的控制策略有单回路PID控制，串

6、级PID控制以及三冲量控制。我们在设计汽包水位三冲量控制策略时，将汽包水位作为主控制回路，主给水流量作为副控制回路，主蒸汽流量作为前馈量；对于后减温温度串级控制，我们将主蒸汽温度作为主回路，将后减温集箱温度作为副回路。3.3系统的连锁策略出于平安消费的考虑，本系统中纳入了很多连锁方案，共有如下几种：1引风机连锁连锁状态下，当引风机未运行时，不允许启动一次风机，二次风机和给煤机；引风机故障时，一次风机，二次风机，给煤机均应停顿运行；当汽包压力高于给定值或者汽包水位低于给定值时，引风机应停顿运行。2一次风机连锁连锁状态下，一次风机未运行时，不允许启动二次风机和给煤机；一次风机故障时，二次风机和给煤

7、机均应停顿运行。二次风机故障时，引风机，二次风机和给煤机均正常运行，并不连锁停车。3给煤机连锁连锁状态下，给煤机故障时一次风机，二次风机和引风机均停顿运行。4给水泵连锁两台给水泵为一用一备的配置，即将一台给水泵投入运行后，假如另一台给水泵投入连锁，当第一台给水泵停顿运行后第二台给水泵自动投入运行，当第二台给水泵停顿运行后假如第一台给水泵已投入连锁，那么第一台给水泵自动运行，假如此时第一台给水泵未投入连锁，那么第一台给水泵并不自动运行。要想将两台给水泵全部停顿必须将连锁全部摘除。二期工程时，将使用三台给水泵，其逻辑连锁为两用一备。5自动开停车系统自动开停车系统的设计给用户提供了一些接口，比方可以

8、输入延迟时间等。3.4系统的其他功能PCS7系统除了具有其他如横河公司CS1000系统，罗斯蒙特公司的Provox系统等DCS系统所具有的各种通用功能外，还具有自己的特点。PCS7系统在报警记录的处理上有其独到的特点，它将报警信息分为多种，有incomingalarmlist,outgoingalarmlist,operationlist,acknowledgedalarmlist,processalarms,journallist以及AlarmOneLine等。对于用户进展PID控制的设定值改变，开关阀门等操纵，都自动给以记录，前提是进展了PID模板的组态之后。我们编程时基于这些考虑，在CF

9、C中填写报警信息时，留意将报警信息分类；同时，我们将电动门，风机，泵类的启停操纵也都记录下来，以便分析事故原因时有章可循。PCS7系统支持在线趋势记录的组态，操纵员或工程师可以任意选择想查看的工艺点的趋势曲线，任意选择时间范围，并可以将该曲线打印出来，这大大方便了操纵员的操纵和热工人员的维护。PCS7系统可以很方便的调用每一个工艺点，查看其相关的各种信息如该点的量程上下限、报警上下限等；还可以很方便的调用每一个PID控制模板，查看每一个PID控制的PID参数，控制作用输出，相关的趋势信息和报警信息等。三：编程总结：与以前的西门子公司的Step7不同的是，PCS7系统对于大多数的软件编程均应用C

10、FC进展编程，而并不是利用梯形图或语句表编程，对于利用CFC编程不太方便的地方，可以利用梯形图或语句表实现，然后将其作为一个FB或FC嵌入到CFC中。PCS7系统在执行程序时，将CFC先全部编译成SCL语言，再执行。由于锅炉系统中涉及到顺序控制的地方并不多，而且都是比拟简单的顺控，利用CFC完全可以实现，而且比拟快捷，所以并没有用到SFC。但是就我们使用的经历来看，SFC和CFC还是各有优点的，两者可以形成互补。对于牵涉到顺序控制比拟多的地方，可以使用SFC，当然SFC所能实现的功能利用CFC完全可以实现，而CFC可以实现的功能SFC未必能实现，所以笔者以为还是CFC使用的更为普遍些。我们以为

11、PCS7系统对于OB块的分类也比以前的系统更加科学，它提供了多种循环扫描块，根据实际的需要，我们使用了OB32和OB35两种循环扫描块，对于不同的工作使用不同的扫描时间，而不再是将大多数程序都放在OB1中；而且，更加特殊的需要，PCS7系统提出了局部经过映象区的概念。PCS7系统在操纵层上最方便的地方之一就是，它通过Transfer可以将控制层的变量传递到操纵层上，而且用户可以自由选择传递哪些变量，这节省了用户建变量的时间，而且不轻易出错；方便地方之二就是，通过Transfer可以将在CFC中填写的报警信息无一例外的送到操纵层来，也就是讲，PCS7系统对于报警的治理是统一的治理；方便地方之三是

12、，它通过Transfer可以为用户提供非常友好的操纵界面，防止了在WinCC以前的版本中需要用户自己治理操纵界面变换的烦恼。五：完毕语本次设计时，由于工期非常紧张，从组态到调试仅有两个多月的时间，设计院给的很多资料不全，而且没有提供控制方案的图纸，一些设计完全是凭借经历，这些都给我们的工作带来了很多困难。但是在自身的努力和相关人员的配合下，我们的工作顺利的完成了，并且顺利地通过了调试。本系统自从2003年1月上旬投入使用后，经过两个月的运行后，非常平稳，从没有由于DCS系统的原因造成任何事故。目前工艺运行也趋于平稳，一些自动控制也已投入使用，反映良好。当然由于工艺条件尚不完全具备，有些自动系统还没有投入使用。但是我们相信随着时间的推移，工艺条件日趋完善，操纵人员对于锅炉的脾气也日趋理解，这些自动系统都一定可以投入使用。0