发电厂的控制系统.方案ppt课件.ppt
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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 发发 电电 厂厂 的的 控控 制制 系系 统统 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 SCADA(Supervisory SCADA(Supervisory Control Control And And Data Data Acquisition)Acquisition)系系统统,即即数数据据采采集集与与监监视视控控制制系系统统。SCADASCADA系系统统的的应应用用
2、领领域域很很广广,它它可可以以应应用用于于电电力力系系统统、给给水水系系统统、石石油油、化化工工等等领领域域的的数数据据采采集集与与监监视视控控制制以以及及过过程程控控制制等等诸诸多多领领域域。在在电电力力系系统统以以及及电电气气化铁道上又称远动系统。化铁道上又称远动系统。SCADASCADA系系统统是是以以计计算算机机为为基基础础的的生生产产过过程程控控制制与与调调度度自自动动化化系系统统。它它可可以以对对现现场场的的运运行行设设备备进进行行监监视视和和控控制制,以以实实现现数数据据采采集集、设设备备控控制制、测测量量、参参数数调调节节以以及及各各类类信信号号报报警警等等各各项项功功能能。由
3、由于于各各个个应应用用领领域域对对SCADASCADA的的要要求求不不同同,所所以以不不同同应应用用领领域的域的SCADASCADA系统发展也不完全相同。系统发展也不完全相同。在在电电力力系系统统中中,SCADASCADA系系统统应应用用最最为为广广泛泛,技技术术发发展展也也最最为为成成熟熟。它它作作为为能能量量管管理理系系统统(EMSEMS系系统统)的的一一个个最最主主要要的的子子系系统统,有有着着信信息息完完整整、提提高高效效率率、正正确确掌掌握握系系统统运运行行状状态态、加加快快决决策策、能能帮帮助助快快速速诊诊断断出出系系统统故故障障状状态态等等优优势势,现现已已经经成成为为电电力力调
4、调度度不不可可缺缺少少的的工工具具。它它对对提提高高电电网网运运行行的的可可靠靠性性、安安全全性性与与经经济济效效益益,减减轻轻调调度度员员的的负负担担,实实现现电电力力调调度度自自动动化化与与现现代代化,提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。化,提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 经经过过多多年年的的发发展展,SCADA SCADA 已已经经进进入入第第三三代代。9090年年代代按按照照开开放放的的原原则则,基基于于分分布布式式计计算算机机网网
5、络络以以及及关关系系数数据据库库技技术术的的能能够够实实现现大大范范围围联联网网的的EMS/SCADAEMS/SCADA系系统统称称为为第第三三代代。这这一一阶阶段段是是我我国国SCADA/EMSSCADA/EMS系系统统发发展展最最快快的的阶阶段段,各各种种最最新新的的计计算算机机技技术术都都汇汇集集进进SCADA/EMSSCADA/EMS系系统统中中。同同时时这这一一阶阶段段也也是是我我国国对对电电力力系系统统自自动动化化以以及及电电网网建建设设投投资资最最大大的的时时期期,在在三三年年内内投投资资27002700亿亿元元改改造造城城乡乡电电网网,可可见见国国家家对对电电力力系系统统自自动
6、动化化以以及及电电网网建建设设的的重重视视程程度度。第第四四代代SCADA/EMSSCADA/EMS系系统统的的基基础础条条件件已已经经或或即即将将具具备备,预预计计将将于于2121世世纪纪初初诞诞生生。该该系系统统的的主主要要特特征征是是采采用用InternetInternet技技术术、面面向向对对象象技技术术、神神经经网网络络技技术术以以及及JAVAJAVA技技术术等等技技术术,继继续续扩扩大大SCADA/EMSSCADA/EMS系系统统与与其其它它系系统统的的集集成成,综合安全经济运行以及商业化运营的需要。综合安全经济运行以及商业化运营的需要。SCADASCADA系系统统是是电电力力系系
7、统统自自动动化化的的实实时时数数据据源源,为为EMSEMS系系统统提提供供大大量量的的实实时时数数据据。同同时时在在模模拟拟培培训训系系统统,MISMIS系系统统等等系系统统中中都都需需要要用用到到电电网网实实时时数数据据,而而没没有有这这个个电电网网实实时时数数据据信信息息,所有其它系统都成为所有其它系统都成为“无源之水无源之水”。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 SCADA系统的基本结构系统的基本结构一、一、数据采集与处理数据采集与处理 数数据据采采集集就就是是实实时时采采集集发发电电机机组组
8、在在运运行行过过程程中中的的各各种种参参数数及及状状态态,经经过过计计算算机机处处理理,转转换换成成相相应应的的工工程程量量或或状状态态值值,通通过过CRT显显示示器器、打打印印机机或或报报警警装装置置等等提提供供给给运运行行值值班班人人员作为监视和操作的依据。员作为监视和操作的依据。发电机组的现场信号有温度、压力、流量、液位、开关等。发电机组的现场信号有温度、压力、流量、液位、开关等。对数据采集而言,通常把这些信号分为模拟量信号和开关对数据采集而言,通常把这些信号分为模拟量信号和开关量信号。因此,火电厂中需要监视和控制的物理量呈现为量信号。因此,火电厂中需要监视和控制的物理量呈现为不同的形式
9、,如温度、压力、流量、液位、转运、振动、不同的形式,如温度、压力、流量、液位、转运、振动、电流、电压、设备启停状态和模拟量参数越限状态等,它电流、电压、设备启停状态和模拟量参数越限状态等,它们具有不同的物理特性。电子计算机是一种以数字量形式们具有不同的物理特性。电子计算机是一种以数字量形式处理、存贮和传输信息的机器。只有以一定代码形式表示处理、存贮和传输信息的机器。只有以一定代码形式表示的数字量才能输入计算机,首先必须把表征现场信息的各的数字量才能输入计算机,首先必须把表征现场信息的各种物理量转换成用指定代码种物理量转换成用指定代码(如二进制代码如二进制代码)表示的数字量。表示的数字量。经营者
10、提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 现现场场的的物物理理量量虽虽然然种种类类很很多多,但但从从信信号号转转换换的的角角度度看看,基基本本上上可可分分为为三三类类:模模拟拟量量、开开关关量量和和脉脉冲冲量量。开开关关量量和和脉脉冲冲量量通通常常统统称称为为数数字字量量。我我们们把把随随时时间间连连续续变变化化的的量量称称为为模模拟拟量量,模模拟拟量量通通常常应应按按比比例例转转换换成成数数字字量量才才能能输输人人计计算算机机,这这个个数数字字量量一一般般由由一一个个多多位位(加加8 8位位、1616位位或或
11、3232位位等等)二二进进制制代码或代码或BCDBCD码码(二进制编码的十进制数二进制编码的十进制数)来表示。来表示。上上述述三三种种类类型型的的过过程程量量均均可可通通过过计计算算机机的的过过程程输输入入通通道道转转换换成成数数字字量量进进入入计计算算机机。它它们们分分别别由由模模拟拟量量输输入入通通道道、开开关关量量输输入入通通道道和和脉脉冲冲量量输输入入通通道道来来实实现现。与与上上述述信信息息流流向向相相反反在在计计算算机机主主机机中中处处理理后后的的信信息息(数数字字量量)要要输输出出到到外外部部设设备备或或生生产产过过程程现现场场,必必须须把把计计算算机机输输出出的的数数字字量量转
12、转换换成成外外部部过过程程控控制制装装置置所所能能接接受受的的模模拟拟量量信信号号或或开开关关量量信信号号,这这个个工工作作是是由由过过程程输输出出通通道道完完成成。过过程程输输出出通通道道分分为为模模拟拟量输出通道、开关量输出通道和脉冲量输出通道。量输出通道、开关量输出通道和脉冲量输出通道。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.1.模拟量数据采集通道模拟量数据采集通道 模模拟拟量量输输入入通通道道(简简称称模模入入通通道道)是是用用来来实实现现把把生生产产过过程程中中各各种种被被检检测测的的模模拟
13、拟量量信信号号转转换换为为计计算算机机可可以以接接收收的的数数字字信信号号的的各各种种设设备备的的总总称称。这这些些设设备备包包括括:多多路路切切换换开开关关、数数据据放放大大器器、采采样样保保持持电电路路(s(sH)H)、模模数数转转换换器器(A(AD)D)及及接接口口与与控控制制电电路路。模模入入通通道道的的组组成成原理如图原理如图 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 对采集到的现场信号,要经过一定的加工处理,才提交显对采集到的现场信号,要经过一定的加工处理,才提交显示、打印等使用。对现场信号的
14、加工处理,除了工程量换示、打印等使用。对现场信号的加工处理,除了工程量换算外,还进行正确性判断、限值检查、更新数据库等。算外,还进行正确性判断、限值检查、更新数据库等。(1)(1)正确性判断。判别采集到的现场信号是否在最大允许范围正确性判断。判别采集到的现场信号是否在最大允许范围内。如果发现某个现场信号超出最大允许范围内。如果发现某个现场信号超出最大允许范围(由于模拟由于模拟量输入卡故障或测量元件故障等量输入卡故障或测量元件故障等),计算机置该现场信号,计算机置该现场信号采集结果为采集结果为“质量坏质量坏”标志。这样便于及时发现故障和维标志。这样便于及时发现故障和维修处理,也可避免运行人员误判
15、断。修处理,也可避免运行人员误判断。(2)(2)限值检查。不少现场信号是有报警限值的。报警限值限值检查。不少现场信号是有报警限值的。报警限值(上上限值、下限值等限值、下限值等)事先存放在计算机中。事先存放在计算机中。(3)(3)更新数据库。每个模拟量信号的名称、是否报警的标志、更新数据库。每个模拟量信号的名称、是否报警的标志、报警上下限值、报警状态、当前运行值、信号质量等都存报警上下限值、报警状态、当前运行值、信号质量等都存放在数据库中。放在数据库中。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.开关量
16、数据采集通道开关量数据采集通道 计算机对开关量信号的采集方式为周期性采集和随机采集两类。计算机对开关量信号的采集方式为周期性采集和随机采集两类。对对一一般般的的电电动动门门、开开关关等等普普通通开开关关量量,SCADA通通常常以以1s周周期期进进行行采采集集。联联锁锁、保保护护等等动动作作时时,计计算算机机立立即即响响应应并并进进行行采采集处理,即随机采集。集处理,即随机采集。开开关关量量的的报报警警检检查查。SCADA把把采采集集到到的的开开关关量量状状态态存存放放在在数数据据库库,并并进进行行报报警警检检查查。加加热热工工保保护护动动作作,即即开开关关量量状状态态值值翻翻变变(由由0变变1
17、或或由由1变变0),SCADA立立即即把把该该设设备备的的报报警警标标志志送送进进数数据据库库中中,供供报报警警打打印印、显显示示用用。开开关关量量的的报报警警与与否否,不不同同的的设设备备可可能能是是不不致致:在在正正常常情情况况下下,某某个个电电动动门门是是开开的的,那那么么从从“开开”翻翻变变到到“关关”可可以以定定义义为为这这个个电电动动门门报报警警,在在正正常常情情况况下下,若若某某个个电电动动门门是是关关的的,那那么么从从“关关”翻翻变变到到“开开”可可以以定定义义为为报报警警。这这样样定定义义的的报报警警对对有有些些开开关关量量是是合合适适的的,对对某某些些开开关关量量可可能能是
18、是不不确确切切的的,特特别别是是运运行行值值班班人人员员操操作作而而设设备备动动作作与与设设备备自自己己不不正正常常动动作作,SCADA无无法法判判别别。设设备备不不正正常常地地自自己己动动作作应应报报警警,而而同同一一设设备备由由运运行行人人员员正正常常操操作作而而动动作作,则则不不应应该该报报警警。在在SCADA实实际际应应用用中中设设计计人人员员和和运运行行人人员员往往往往愿愿意意把把这这两两种种情情况况引引起起的的设设备备动动作作都都定定义义为为报报警。警。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
19、3.3.脉冲量数据采集通道脉冲量数据采集通道在在发发电电厂厂需需要要计计量量电电能能的的各各个个电电气气回回路路中中应应装装设设脉脉冲冲式式电电能能表表,以以便便计计算算机机采采集集脉脉冲冲数数,计计算算出出相相应应的的电电度度数数供供显显示示和和打打印印。脉脉冲冲电电能能表表输输出出的的脉脉冲冲数数决决定定于于所所带带的的负负荷荷和和持持续续的的时时间间。负负荷荷愈愈大大,持持续续时时间间愈愈长长,脉脉冲冲数数也也愈愈多多。因因此此,脉脉冲数的多少,也就反映电度量的大小。冲数的多少,也就反映电度量的大小。4.4.模拟量和开关量输出模拟量和开关量输出在在SCADASCADA中,模拟量输出仅用于
20、记录仪表的输出。例如,中,模拟量输出仅用于记录仪表的输出。例如,SCADASCADA自动选择汽机轴瓦温度最高的一点信号通过记录仪记自动选择汽机轴瓦温度最高的一点信号通过记录仪记录下来。开关量输出仅用于录下来。开关量输出仅用于“点灯点灯”,以表示某些重要报警,以表示某些重要报警或重要设备运行状态等。模拟量输出出是周期性进行的。开或重要设备运行状态等。模拟量输出出是周期性进行的。开关量输出往往是随机进行的,即一旦某些重要报警,应立即关量输出往往是随机进行的,即一旦某些重要报警,应立即“点灯点灯”或驱动音响告诉运行值班人员。或驱动音响告诉运行值班人员。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费
21、者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、基本单元二、基本单元1.1.过程控制单元过程控制单元 它它是是一一种种以以微微处处理理机机为为核核心心的的控控制制装装置置,其其作作用用相相当当于于常常规规系系统统中中的的模模拟拟调调节节器器,基基本本功功能能是是一一方方面面直直接接与与过过程程相相连连,实实现现对对过过程程的的闭闭环环控控制制,另另一一方方面面通通过过高高速速数数据据通通道道与与主主机机及及系系统统中中的的其其它它单单元元进进行行联联系系。另另外外还还可可以以与与就就地地操操作作显示单元相连实现就地操作和显示。显示单元相连实现就地操作和显示
22、。2.CRT2.CRT工作站工作站 CRTCRT操操作作站站用用于于操操纵纵工工艺艺生生产产过过程程、监监视视工工厂厂的的运运行行状状态态、组组态态回回路路和和调调整整回回路路参参数数,如如设设定定值值及及报报警警值值等等,它它是是人人机机联联系系的的关关键键设设备备。其其核核心心部部件件CRTCRT监监视视装装置置和和操操作作键键盘盘,是是带带有有微微处处理理器器及及外外围围设设备备接接口口的的智智能能显显示示装装置置,以以分分级级显显示示形形式式反反映映电电厂厂的的运运行行状状态态。通通常常CRTCRT操操作作站站还还配配有有打打印印机和磁带机,以打印、记录、存贮过程参数和数据。机和磁带机
23、,以打印、记录、存贮过程参数和数据。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3.3.过程接口单元过程接口单元 过过程程接接口口单单元元主主要要是是进进行行数数据据的的变变换换和和传传送送,它它是是带带有有微微处处理理机机的的智智能能装装置置。它它将将采采集集到到的的过过程程信信号号(模模拟拟量量、数数字字信信号号、开开关关量量)变变换换成成适适合合于于系系统统数数字字通通信信所所要要求求的的信信息息格格式式,并并以以开开关关量量和和模模拟拟量量的的方方式式,把把计计算算机机的的控控制制信信号号送送到到过过
24、程程终终端端元件。元件。4.4.高速数据通道高速数据通道 它它是是由由同同轴轴电电缆缆或或半半导导体体纤纤维维构构成成的的数数据据通通信信线线,分分散散于于各各单单元元中中的的数数据据信信息息由由它它进进行行传传输输。通通信信系系统统的的可可靠靠性性如如何何将将直直接接影影响响到到整整个个系系统统的的可可靠靠性性,一一般般采采用用冗冗余余技技术术,即即采采用用两两套套数数据据通通信信线线,对对传传输输错错误误信信息息具具有有鉴鉴别别和和检检验验的的能能力力等等,以确保通信传输的可靠性和准确性。以确保通信传输的可靠性和准确性。5.5.主计算机主计算机 主主计计算算机机的的任任务务是是对对机机组组
25、的的运运行行状状态态进进行行监监视视,数数据据处处理理以以及及定定点点控控制制或或直直接接数数字字控控制制。有有的的系系统统将将它它称称之之为为管管理理命命令令系统。常规的模拟仪表相比,它具有无可比拟的优越性。系统。常规的模拟仪表相比,它具有无可比拟的优越性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 SCADA系统基本功能系统基本功能SCADA系系统统具具有有数数据据采采集集、处处理理、报报警警、事事故故记记录录、显显示示功功能能、打印、拷贝、通信、事故分析等功能。打印、拷贝、通信、事故分析等功能。一一、
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