DCS系統(tǒng)配置及ETS接線圖培訓(xùn)資料PPT.pptVIP

DCS系統(tǒng)配置及ETS、DEH,Chengdu Stone,September, 2011,2011-09-23,2,一、DCS硬件組成 1.1DCS硬件中幾個比較重要的名詞 1.1.1工程師站（Engineer Station，ES） 主要給儀表工程師使用，作為系統(tǒng)設(shè)計和維護的主要工具。儀表工程師可在工程師站上進行系統(tǒng)配置、I/O數(shù)據(jù)設(shè)定、報警和打印報表設(shè)計、操作畫面設(shè)計和控制算法設(shè)計等工作。一般每套系統(tǒng)配置一臺工程師站即可。工程師站可以通過網(wǎng)絡(luò)連入系統(tǒng)，在線使用，比如在線進行算法仿真調(diào)試，也可以不連入系統(tǒng)，離線運行。 1.1.2操作員站（Operator Station，OS） 主要給運行操作工使用，作為系統(tǒng)投運后日常值班操作的人機接口（Man Machine Interface，MMI）設(shè)備使用。在操作員站上，操作人員可以監(jiān)視工廠,DCS系統(tǒng)配置及ETS接線原理圖,DCS硬件組成,的運行狀況并進行少量必要的人工操作控制。每套系統(tǒng)按工藝流程的要求，可以配置多臺操作員站，每臺操作員站供一位操作員使用，監(jiān)控不同的工藝過程，或者多人備份同時監(jiān)視相同的工藝過程。有的操作員人機接口還配置大屏幕顯示。 1.1.3系統(tǒng)服務(wù)器（System Server） 一般每套DCS系統(tǒng)配置一臺或一對冗余的系統(tǒng)服務(wù)器。系統(tǒng)服務(wù)器的用途可以分為很多種，各個廠家的定義可能有差別?？偟膩碚f，系統(tǒng)服務(wù)器可以用做：（1）系統(tǒng)的過程實時數(shù)據(jù)庫，存儲系統(tǒng)中需要長期保存的過程數(shù)據(jù)。（2）向企業(yè)MIS(Mangement Information System)提供單向的過程數(shù)據(jù)。（3）作為DCS系統(tǒng)向別的系統(tǒng)提供通訊接口服務(wù)并確保系統(tǒng)隔離和安全。,2011-09-23,3,DCS硬件組成,1.1.4主控制器 主控制器是DCS中各個現(xiàn)場控制站的中央處理單元，是DCS的核心設(shè)備。在一套DCS應(yīng)用系統(tǒng)中，根據(jù)危險分散的原則，按照工藝過程的相對獨立性，每個典型的工藝工段應(yīng)設(shè)置一對冗余的主控制器。主控制器在設(shè)定的控制周期下，循環(huán)的執(zhí)行以下任務(wù)：從I/O設(shè)備采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)-執(zhí)行控制邏輯運算-向I/O輸出設(shè)備控制指令-與操作員站進行數(shù)據(jù)交換。 1.1.5輸入輸出設(shè)備 用于采集現(xiàn)場信號或輸出控制信號，主要包括模擬量,2011-09-23,4,DCS硬件組成,輸入設(shè)備、模擬量輸出設(shè)備、開關(guān)量輸入設(shè)備、開關(guān)量輸出設(shè)備及其他的混合信號類型輸入輸出設(shè)備和特殊I/O設(shè)備。 1.1.6控制網(wǎng)絡(luò) 用于將主控制器和I/O設(shè)備連接起來。 1.1.7系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 用于將操作員站、工程師站及系統(tǒng)服務(wù)器等操作層設(shè)備和控制層的主控制器連接起來。,2011-09-23,5,DCS硬件組成,1.1.8電源轉(zhuǎn)換設(shè)備 主要為系統(tǒng)提供電源，目前主要設(shè)備有UPS。 1.1.9機柜和操作臺 機柜用于安裝主控制器、I/O設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及電源裝置。操作臺用于安裝操作員站設(shè)備。 1.2主控制器 1.2.1主控器的冗余配置,2011-09-23,6,DCS硬件組成,在DCS中，主控制器的冗余結(jié)構(gòu)主要采用主備雙模冗余的結(jié)構(gòu)，當(dāng)主模塊正常運行時，由其輸出控制命令，而備模塊雖然也在熱運行（即也進行數(shù)據(jù)采集和運算），但并不輸出控制命令，這種配置方式，極大的提高了DCS系統(tǒng)連續(xù)運行的能力。 我們做的項目中，都要求主控制器是冗余配置。 1.2.2主控制器的技術(shù)指標(biāo) 主控制器主要的指標(biāo)有：容量、速度、負(fù)荷率。,2011-09-23,7,DCS硬件組成,容量：主控制器可以掛接的I/O數(shù)量和可以裝載的程序容量。 速度：主控制器的控制周期。 負(fù)荷率：負(fù)荷率是速度的另一種表達，它關(guān)心在設(shè)定的控制周期下，主控器究竟有多少空余時間用于應(yīng)付異常工況的處理。 1.3現(xiàn)場總線 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)一般包括：發(fā)送設(shè)備、傳輸介質(zhì)、通信協(xié)議、傳輸報文和接收設(shè)備等幾個部分。,2011-09-23,8,DCS硬件組成,1.3.1通信線路工作方式 通信線路一般有三種工作方式： (1)單工通信：傳輸?shù)男畔⑹菃畏较虻?，不能進行反方向的傳輸，可以實現(xiàn)點對點的單項數(shù)據(jù)廣播。在工業(yè)控制中，一般較少采用。 （2）全雙工通信：信息可以雙向同時傳輸，一般只能做點對點連接，在一對多應(yīng)用中，只能實現(xiàn)主節(jié)點在同一時刻與某一個從節(jié)點全雙工通信，從節(jié)點之間無法通訊。RS232是典型的應(yīng)用。,2011-09-23,9,DCS硬件組成,（3）半雙工通信：信息可以雙向傳輸，但同一時刻只能單向傳輸，可以實現(xiàn)總線方式的多點傳輸，是常用的通信方式，RS485是典型的例子。 1.3.2通信傳輸介質(zhì) 通訊傳輸介質(zhì)可分為： （1）雙絞線 （2）同軸電纜 （3）光纖,2011-09-23,10,DCS硬件組成,（4）無線連接 1.3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是拋開網(wǎng)絡(luò)物理連接來討論網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接形式，網(wǎng)路中各站點相互連接的方法和形式稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?簡單介紹幾種常見的網(wǎng)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： （1）星型結(jié)構(gòu) 星型結(jié)構(gòu)是指各工作站以星型方式連接成網(wǎng)。網(wǎng),2011-09-23,11,DCS硬件組成,絡(luò)有中央節(jié)點，其他節(jié)點（工作站、服務(wù)器）都與中央節(jié)點直接連接，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心，因此又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)。它具有如下特點：結(jié)構(gòu)簡單，便于管理，控制簡單，便于建網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)延遲時間較小，傳輸誤差較低。但缺點明顯：成本高，可靠性較差及資源共享能力較差。 （2）環(huán)型結(jié)構(gòu) 環(huán)型結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)中若干節(jié)點通過點到點的鏈路首尾相連形成一個閉合的環(huán)，這種結(jié)構(gòu)使公共傳輸電纜組成環(huán)型連接，數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個方向在各個節(jié)點間傳輸，信息從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點。,2011-09-23,12,DCS硬件組成,環(huán)型結(jié)構(gòu)具有如下特點：信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動的，兩個節(jié)點僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環(huán)路上各個節(jié)點都是自舉控制，故控制軟件簡單；由于信息流在環(huán)路中是串行地穿過各個節(jié)點，當(dāng)環(huán)中節(jié)點過多時，勢必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間延長；環(huán)路是封閉的，不便于擴充；可靠性低，一個節(jié)點故障，將會造成全網(wǎng)癱瘓，維護難，對分支節(jié)點故障定位較難。環(huán)型結(jié)構(gòu)的一種改進是采用雙向環(huán)結(jié)構(gòu)，具有環(huán)的自愈功能，即在斷點出自動環(huán)回，以避免單向環(huán)可靠性差的問題。 （3）總線型結(jié)構(gòu),2011-09-23,13,DCS硬件組成,總線型結(jié)構(gòu)是指各個工作站和服務(wù)器均掛在一條總線上，各工作站地位平等，無中心環(huán)節(jié)控制，其傳遞方向總是從發(fā)送信息的節(jié)點開始向兩端擴散，如同廣播電臺發(fā)射的信息一樣，因此又稱為廣播式計算機網(wǎng)絡(luò)。各節(jié)點在接受信息時都進行地址相符，相符則接收網(wǎng)上的信息。,2011-09-23,14,二、ETS及DEH,2.1熱工保護 1、組成：輸入信號單元、邏輯處理回路（或?qū)Ｓ帽Ｗo）、執(zhí)行機構(gòu)。 2、熱工保護分兩級：事故處理回路（進行局部操作和改變機組的運行方式）、事故跳閘回路（防止產(chǎn)生機毀人亡的惡性事故）。 3、熱工保護系統(tǒng)的特點： （1）輸入信號可靠；,2011-09-23,15,ETS及DEH,（2）保護系統(tǒng)動作時能發(fā)出報警信號：當(dāng)檢測參數(shù)超限時，發(fā)出預(yù)報信號，使運行人員在事故前采取必要的應(yīng)急措施，當(dāng)保護系統(tǒng)動作時發(fā)出事故處理或跳閘信號。 （3）保護命令一般是長信號：命令能滿足保持到被控對象完成規(guī)定動作的要求。 （4）保護動作是單方向的：保護系統(tǒng)動作后，設(shè)備的重新投入在查處原因和排除故障后進行，由運行人員人工完成。 （5）保護系統(tǒng)能進行在線試驗：在進行保護動作試驗時，不會影響機組的安全經(jīng)濟運行。,2011-09-23,16,ETS及DEH,（6）確定保護系統(tǒng)的優(yōu)先級：當(dāng)兩個以上的保護連鎖動作或相繼動作時，如果他們之間的動作不一致，則應(yīng)確定他們的優(yōu)先級，并采取必要的閉鎖措施，優(yōu)先保證處于主導(dǎo)地位的高一級保護和連鎖動作的實現(xiàn)。 （7）保護系統(tǒng)要有可靠的電源：保護裝置絕對避免因失電而引起拒動和誤動。 （8）保護系統(tǒng)具有獨立性：保護系統(tǒng)不受其他自動化系統(tǒng)投入與否的影響，在何時都能獨立的進行控制。,2011-09-23,17,ETS及DEH,（9）保護系統(tǒng)設(shè)置切換開關(guān)：自動系統(tǒng)不可能達到絕對的安全，檢測元件或執(zhí)行機構(gòu)會有故障，這時保護系統(tǒng)能從“投入”位置切換到“解列”位置，以便檢修。 2.2汽輪機調(diào)節(jié)的任務(wù) 1、保證汽輪機安全運行； 2、滿足用戶所需要的功率； 3、保證電網(wǎng)周波不變。,2011-09-23,18,ETS及DEH,2.3危急遮斷系統(tǒng) 危急遮斷系統(tǒng)分為兩種情況。一種情況是在機組運行中，為防止部分設(shè)備失常造成機組嚴(yán)重?fù)p壞，裝有自動停機危急遮斷系統(tǒng)（AST），當(dāng)發(fā)生異常情況時，關(guān)閉所有進氣閥，立即停機；另一種情況是超速保護控制系統(tǒng)（OPC），使高壓調(diào)節(jié)氣閥及再熱調(diào)節(jié)氣閥（中壓調(diào)節(jié)氣閥）暫時關(guān)閉，減小汽輪機的進汽量及功率，但不能使汽輪機停機。 危急跳閘控制裝置（ETS）的跳閘信號，可使AST電磁閥動作，從而使AST油路泄壓，關(guān)閉各進氣閥。,2011-09-23,19,ETS及DEH,2.4DEH的保護系統(tǒng) 1、超速保護（OPC）。該保護只涉及調(diào)節(jié)汽閥、即轉(zhuǎn)速達到103%n0時快關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽閥；在103%n0n110%n0，超速控制系統(tǒng)通過OPC電磁閥快關(guān)高、中壓調(diào)節(jié)汽閥，實現(xiàn)對機組的超速保護。 2、危急遮斷控制（ETS）。該保護是再ETS系統(tǒng)監(jiān)測到機組超速達110%n0或其他安全指標(biāo)達到安全界限后，通過AST電磁閥關(guān)閉所有的主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥，實行緊急停機。,2011-09-23,20,ETS及DEH