科研與實踐個人總結-ABC只是分享

1、精品文檔科研與實踐個人總結學院：XX學院 姓名:XXX 學號：XXX 班級：碩研XX班科研實踐個人總結在為期三年的研究生時間里， 導師承接的山東鄒城某電廠安全生產(chǎn)廠級監(jiān)控 信息系統(tǒng)項目為我在科研與實踐方面提供了比較充分的平臺和鍛煉機會?！凹埳蠈W來終覺淺， 絕知此事要躬行” 這句古詩告訴我們， 紙上談兵不是學 習目的，只有實踐才是檢驗真理的標準。 在校的大部分時間都在專業(yè)學習理論知 識，實驗課程也只占很少一部分。所以，科研與實踐活動的具有很重要的意義。本次科研實踐主要針對煤礦坑口電廠 （山東鄒城某電廠是一個坑口電廠， 位 于一個煤礦旁邊）中各個控制系統(tǒng)之間以及各個控制系統(tǒng)與廠級管理信息系統(tǒng)之 間

2、存在生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)全廠共享的問題， 提出了一種廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)， 實現(xiàn) 了系統(tǒng)實施數(shù)據(jù)庫平臺選擇、 輔機控制系統(tǒng)和機組分散控制系統(tǒng)的介入以及全廠 生產(chǎn)過程實時監(jiān)控等關鍵技術的具體方案。 該系統(tǒng)提高了生產(chǎn)管理水平和工作效 率，為電廠管理決策提供了可靠的依據(jù)。電廠屬于某礦集團投資的新型熱電聯(lián)產(chǎn)綜合利用電廠，設計裝機容量為2X13.5MW。配置兩臺循環(huán)流化床鍋爐和兩臺凝汽式汽輪發(fā)電機組。公司下設檢 修、運行、熱工和燃化 4個生產(chǎn)車間。 燃化車間負責管理煤質(zhì)化驗室和水質(zhì)化驗 室。其生產(chǎn)系統(tǒng)由主機部分（鍋爐、汽機、發(fā)電機和主變）和輔助系統(tǒng)（輸煤、 水處理、除塵除渣等）組成，包括熱工系統(tǒng)、 電氣系統(tǒng)、輔

3、助系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)等。熱工系統(tǒng)和公用電氣系統(tǒng)采用 Honeywell公司的TPS3000 DCS控制系統(tǒng)， 并且將220KV變電站、煤泥系統(tǒng)和吹灰系統(tǒng)等都納入到 DCS系統(tǒng)中，其中吹灰 系統(tǒng)已完全接入DCS系統(tǒng)，而煤泥系統(tǒng)和220KV變電站只有部分參數(shù)進入DCS。 沒有獨立的機爐控制室和電氣控制室， 而是將它們合并并稱為機電控制室。 化水 系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、井群和泵房等子系統(tǒng)都是獨立的系統(tǒng)，使用 PLC 或PLC+上位機的獨立控制結構。輔助控制系統(tǒng)主要包括化水、輸煤、除塵、井群和泵房等子系統(tǒng)，這些子系 統(tǒng)皆為獨立控制系統(tǒng)，采用 PLC或PLC+上位機的獨立控制結構：（1）化水系統(tǒng)：化水系

4、統(tǒng)由大陸科技實施，控制室位于化水車間樓一層，配置 了 2套PLC和2臺上位機（冗余配置，一用一備），PLC型號為昆騰434/12A， 上位機運行 iFix 3.5 組態(tài)軟件，上位機與 PLC 的以太網(wǎng)模塊連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。（2） 輸煤系統(tǒng)：輸煤系統(tǒng)控制室位于輸煤綜合樓的二層，配置了 2套PLC和2 臺上位機（冗余配置，一用一備）。CPU配置型號為昆騰434/12A，通過以太網(wǎng)模 塊接入上位機，交換機位于輸煤 PLC 柜內(nèi)。上位機通過 PLC 的以太網(wǎng)模塊與 PLC 通信，運行 Intouch 組態(tài)軟件。（3） 除塵系統(tǒng)：除塵系統(tǒng)的控制室位于除灰綜合樓的四層。電廠共有 3套除塵 系統(tǒng)，每套系統(tǒng)配

5、置有 1 套 PLC 和 1 臺上位機。 PLC 的配置型號為昆騰 113/03， 并配置雙以太網(wǎng)通信模塊 （雙設備冗余，一用一備）。上位機通過 PLC 的以太網(wǎng)模 塊與 PLC 通信，運行國產(chǎn)組態(tài)軟件組態(tài)王 6.5。在除塵系統(tǒng)中，還配置有濟寧環(huán) 保局安裝的石灰石二氧化硫監(jiān)測系統(tǒng)， 該系統(tǒng)通過 485 接口采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳 送到濟寧環(huán)保局。（4）脫硫系統(tǒng)：脫硫系統(tǒng)與除塵系統(tǒng)共用一個控制室，位于除灰樓的四層，脫 硫系統(tǒng)的PLC配置型號為昆騰434/12A，配置兩個以太網(wǎng)通信模塊（一用一備）， 通過以太網(wǎng)通信模塊接入上位機。上位機運行 iFix 組態(tài)軟件。除塵系統(tǒng)和脫硫 系統(tǒng)都接入同一個交換機，

6、交換機型號為 TPLINK ， 16個電口。（ 5）井群和泵房綜合自動化系統(tǒng)：由青島茂晟公司實施，控制室位于公用水泵 房。井群和泵房系統(tǒng)的采集系統(tǒng)使用的是濟南金崇漢科技有限公司的 HS400 型 遠程數(shù)據(jù)采集終端，采集數(shù)據(jù)通過GPRS無線傳輸，其中的采集三相電壓、電流 等電量參數(shù)的采集模塊由金智公司開發(fā) （485通信）。系統(tǒng)上位機運行 Listen 1.0系 統(tǒng)，該系統(tǒng)是濟南 Listen 公司的專利產(chǎn)品， 有專用的 Listen 服務器，服務器設在 濟南Listen公司。說明：由于GPRS和Listen系統(tǒng)的原因，井群和泵房綜合自動 化系統(tǒng)難以集成到信息化系統(tǒng)中。（ 6）稱重計量系統(tǒng)：稱重計

7、量系統(tǒng)的控制室位于輸煤綜合樓，配置有徐州奧德 和三元兩個公司的稱重計量系統(tǒng)， 該系統(tǒng)通過 485 通信將采集的計量數(shù)據(jù)傳輸?shù)?上位機，上位機軟件用 VB 開發(fā)。該系統(tǒng)實現(xiàn)實時稱量，可實現(xiàn)報表打印，紙質(zhì) 上傳。（7）電量計量系統(tǒng)： 220KV 變電所的電量計量系統(tǒng)由煙臺東方公司開發(fā)，控制 室位于 220KV 升壓站西側(cè)，是一個獨立系統(tǒng)，通過光纖接收來自省調(diào)中心的負 荷曲線。該電廠的信息化系統(tǒng)總體構架說明如下。目前，在我國的大部分電廠尤其是新建電廠大都采用PCS+SIS+MIS的全廠信息網(wǎng)絡和平臺結構的方案。其中， SIS（廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)）主要處理全廠實時數(shù)據(jù)，完成廠級過程的監(jiān)控和管理、 故障診

8、斷和分析、性能計算、分析和經(jīng)濟負荷調(diào)度等；MIS （管理信息系統(tǒng)）主要為全廠運營、 生產(chǎn)和行政的管理工作服務， 包括設備和維修管理、 生產(chǎn)經(jīng)營管 理、財務管理等。電廠整體信息化系統(tǒng)采用三層結構的總體框架。（1）底層生產(chǎn)控制層： 是生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和直接控制， 包括單元機組 DCS、 DEH、 SCADA、輔機、水處理、輸煤、除灰（渣、塵）等輔助設備的控制系統(tǒng)，屬于 生產(chǎn)基礎數(shù)據(jù)提供層；（2）生產(chǎn)控制應用層：生產(chǎn)控制應用層的主要任務是實施廠級生產(chǎn)過程的監(jiān)控， 結合 MIS 應用管理層的相關管理信息，對底層控制系統(tǒng)和機組性能進行整體優(yōu) 化和分析，為過程控制層提供操作指導。生產(chǎn)過程應用層是 MIS

9、管理和底層控 制之間聯(lián)系的橋梁， 能夠直接地、 實時地采集底層生產(chǎn)過程的開關量、 模擬量等 生產(chǎn)基礎數(shù)據(jù)， 然后對采集到的數(shù)據(jù)進行顯示、 統(tǒng)計和分析處理， 同時進行壓縮 并保存到實時 /歷史數(shù)據(jù)庫中，從而構建數(shù)據(jù)倉庫。生產(chǎn)過程應用層還結合生產(chǎn) 管理和決策層所下達的控制信息， 反饋到直接控制區(qū)來控制生產(chǎn)， 同時為生產(chǎn)管 理層和決策層提供所需的分析、統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息。(3) MIS應用管理層：該層除提供一般的 MIS管理外，還提供與分公司外部的信 息傳遞網(wǎng)關，為將生產(chǎn)監(jiān)控信息等在網(wǎng)絡上的 WEB 發(fā)布提供基礎數(shù)據(jù)。這種類型的信息化系統(tǒng)功能層次的劃分，主要以關系數(shù)據(jù)庫和實時/歷史數(shù)據(jù)庫為基礎，以計算機網(wǎng)

10、絡環(huán)境作為支撐，實現(xiàn)信息化電廠。(1) 設備數(shù)據(jù)層：設備數(shù)據(jù)層通過 DCS 等控制系統(tǒng)采集設備運行參數(shù)和機組工況，相關的實時數(shù)據(jù)在ERP系統(tǒng)中進行復現(xiàn)和相關技術分析。(2) 作業(yè)運行層：按照日調(diào)電計劃，進行機組負荷分配、組織生產(chǎn)，實現(xiàn)安全經(jīng) 濟地發(fā)電。作業(yè)運行層的主要功能包括：發(fā)電計劃接收、機組經(jīng)濟負荷分配、設 備臺帳、工況實時監(jiān)測、兩票三制、運行日志和生產(chǎn)報表等。(3) 管理事務層：管理事務層對燃料、備品備件進行管理，按照正確的維護策略 對設備進行管理， 調(diào)配人力和物力資源， 保障生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運行。 管理事務層 的主要功能包括：燃料管理、采購管理、合同管理、庫存管理、供應商管理、上 網(wǎng)報價

11、管理、財務管理、計劃管理、檢修管理、安監(jiān)管理、質(zhì)量管理和統(tǒng)計報表 等。(4) 經(jīng)營決策層：經(jīng)營決策層參與指導或決定前三層中按業(yè)務流程需要進行重要 決策的事務(如燃料計劃、機組的大、中、小維修及技改計劃和年度預算等) ， 并根據(jù)來自前三層的各種物流、 資金流和控制信息流等信息的匯總， 在輔助決策 工具(如報表工具、 OLAP 工具、成本分析工具等)支持下，制定規(guī)劃，實現(xiàn)企 業(yè)利潤的最大化。該坑口電廠的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)關鍵技術問題的解決如下：1實時數(shù)據(jù)庫平臺是建立SIS的核心，在選擇時考慮以下幾個方面：(1) 數(shù)據(jù)存儲效率和最大采集標簽點數(shù)。實時數(shù)據(jù)庫在存儲數(shù)據(jù)過程中采用不 同的壓縮方式會導致不同

12、的存儲效率 !數(shù)據(jù)庫的存儲效率和存儲容量直接影響數(shù) 據(jù)的存儲精度和標簽點數(shù)。 數(shù)據(jù)壓縮方式包括無損壓縮和有損壓縮。 無損壓縮的 數(shù)據(jù)精度高 $但所占存儲空間較大；有損壓縮能夠在保證某些重要數(shù)據(jù)精度的前 提下，大大減小數(shù)據(jù)所占存儲空間。 對于實時數(shù)據(jù)庫的采集標簽點數(shù)， 一般要求 至少大于全廠所有控制系統(tǒng)點數(shù)的總和。(2) 實時數(shù)據(jù)庫平臺訪問結構 !實時數(shù)據(jù)庫平。臺應采用開放的客戶端 /服務器 模式或瀏覽器 /服務器模式，并且宜采用分布式結構，即接口機分布式采集生產(chǎn) 數(shù)據(jù)。而各控制系統(tǒng)與實時數(shù)據(jù)庫平臺連接， 實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫平臺對全廠生產(chǎn)數(shù) 據(jù)的集中管理。（3）接口技術。由于全廠多個生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)

13、的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都匯聚到實時數(shù)據(jù) 庫平臺，所以實時數(shù)據(jù)庫平臺應具備與 DCS 及輔機控制系統(tǒng)等進行通信的成熟 的接口技術。根據(jù)電廠控制系統(tǒng)現(xiàn)狀和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理要求，同時參照其他電廠在建立 SIS 過程中選擇實時數(shù)據(jù)庫平臺的經(jīng)驗，本文選擇 InSQL 實時數(shù)據(jù)庫平臺。 InSQL 實時數(shù)據(jù)庫平臺是目前世界上最通用的面向工廠的高性能實時關系型數(shù)據(jù)庫平 臺之一。它將關系型數(shù)據(jù)庫的靈活性 " 功能性與實時數(shù)據(jù)庫的高速性、壓縮性集 于一體，適用于工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理。InSQL 實時數(shù)據(jù)庫平臺還具有以下顯著優(yōu)點：（ 1） InSQL 實時數(shù)據(jù)庫平臺提供了 3 種數(shù)據(jù)存儲策略供用戶選擇：定周期存儲 方式、變

14、化存儲方式 （根據(jù)電廠數(shù)據(jù)點的多少進行適當壓縮 ）、“旋轉(zhuǎn)門 ”存儲方式。 前 2 種策略提供無損壓縮的數(shù)據(jù)存儲方式， 有效保證了存儲數(shù)據(jù)的精度； 后一種 策略提供有損壓縮的數(shù)據(jù)存儲方式，大大節(jié)約了存儲空間。（ 2） InSQL 實時數(shù)據(jù)庫平臺內(nèi)嵌微軟關系型數(shù)據(jù)庫，支持標準的語言，具有數(shù) 據(jù)分析、報表和通知等功能。（ 3）InSQL 實時數(shù)據(jù)庫平臺擁有眾多客戶端軟件， 為其提供了強大的數(shù)據(jù)管理、 分析能力。所有具有與 MS SQL Server和ODBC（開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)）接口的應用軟 件均可訪問 InSQL 實時數(shù)據(jù)庫。2 輔機控制系統(tǒng)、 DCS 數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)接口機作為一種連接底層生產(chǎn)過程控制

15、系統(tǒng)與 SIS的物理設備$，主要功能 是為SIS的數(shù)據(jù)庫平臺從各控制系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)提供通信接口。 對于不同的控制系 統(tǒng)，接口機上需要安裝相應的接口軟件 （數(shù)據(jù)接口驅(qū)動程序 ），現(xiàn)不同通信協(xié)議的 轉(zhuǎn)換，完成DCS、輔機控制系統(tǒng)與SIS之間的通信。（1）某煤礦坑口電廠機組 DCS包括1號機組DCS和2號機組DCS,均使用 TPS3000 DCS，該系統(tǒng)本身提供數(shù)據(jù)通信設備，設備的數(shù)據(jù)接口使用 OPC標準 協(xié)議。機組DCS接口機使用的接口軟件是針對 TPS3000 DCS,在其數(shù)據(jù)通信設 備基礎上開發(fā)的專用接口軟件 Forever Credit和I/O Manager。該接口軟件運行穩(wěn) 定、工作可靠，

16、能夠把DCS使用的OPC標準協(xié)議轉(zhuǎn)換成IAS軟件集成平臺所使 用的 MX 通信協(xié)議。（ 2）某煤礦坑口電廠輔機控制系統(tǒng)包括化水系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、電除塵系統(tǒng)、井 群泵房系統(tǒng)，其控制方式均采用 PLC系統(tǒng)控制!輔機控制系統(tǒng)的接口機使用的接 口軟件為I/O Server軟件，它具有把多種通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成IAS軟件集成平臺所使 用的 MX 通信協(xié)議的功能。IAS 軟件集成平臺和 InSQL 實時數(shù)據(jù)庫平臺之間可以實現(xiàn)無縫對接。因此， 電廠輔機控制系統(tǒng)和機組 DCS的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以順利存儲到In SQL實時數(shù)據(jù)庫平 臺。接口機連接方式：（1） 某煤礦坑口電廠擁有2套TPS3000 DCS,因此需要設立2臺接口

17、機。接口 機配置雙網(wǎng)卡，其中一塊網(wǎng)卡與 DCS的數(shù)據(jù)通信設備（OPC標準協(xié)議）相連， 另一塊網(wǎng)卡與SIS相連。接口機上安裝 Windows Server 2003 SP2操作系統(tǒng)和I/O Server專用接口軟件。（2） 輔機控制系統(tǒng)設立1臺接口機實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)向SIS的傳輸。接口機需要配 置雙網(wǎng)卡，其中一塊網(wǎng)卡與輔機控制系統(tǒng)連接，另一塊網(wǎng)卡與 SIS連接，接口機 上安裝 Windows Server 2003 SP2操作系統(tǒng)和I/O Server專用接口軟件。項目完成之后，某煤礦坑口電廠的廠級實時監(jiān)控信息應用系統(tǒng)在重點實施監(jiān) 控數(shù)據(jù)的集中采集、 分析、存儲和全廠實時數(shù)據(jù)顯示和監(jiān)督； 實現(xiàn)生產(chǎn)過

18、程遠程 監(jiān)視與歷史回放、部分統(tǒng)計；監(jiān)視、計算與分析結果的發(fā)布。（1）全廠生產(chǎn)過程實時監(jiān)視將全廠單元機組 DCS、NCS、主要輔機網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)，構建廠級生產(chǎn)數(shù)據(jù)平 臺，在任何一臺客戶端上都可對全廠主輔機設備運行狀況進行監(jiān)控， 在實時系統(tǒng) 中還配有工藝流程圖、棒圖、趨勢圖、成組查詢等功能，使生產(chǎn)管理人員能夠直 觀地查看生產(chǎn)現(xiàn)場運行狀況。（2）遠程監(jiān)管與歷史回放實現(xiàn)同步的過程監(jiān)視功能，提供SIS網(wǎng)頁發(fā)布系統(tǒng)，把對系統(tǒng)設備的有效監(jiān) 督延伸到全廠，擴大監(jiān)管的人員范圍。可以充分利用 SIS資源，從更多的角度對 生產(chǎn)設備的運行狀況進行跟蹤和評估。 并實現(xiàn)方便快捷的參數(shù)歷史趨勢調(diào)用， 實 現(xiàn)參數(shù)回放、 參數(shù)曲線

19、生成比較， 方便生產(chǎn)人員進行查詢分析。 歷史趨勢主要以 趨勢和圖表的形式顯示歷史數(shù)據(jù)，并可根據(jù)需要將數(shù)據(jù)輸出到 Excel，進行各種 運算。也為多方位全面進行異常和事故分析提供有力工具， 提高機組的運行和安全水平。(3) 廠級性能計算、分析與優(yōu)化利用取到的原始數(shù)據(jù)， 在 SIS 內(nèi)部通過各種算法， 對影響機組經(jīng)濟運行的各 種參數(shù)，如：鍋爐熱效率、氧量、排煙溫度、飛灰含碳量、輔機單耗、汽機熱耗 率、廠用電率、高中壓缸效率、高低加端差等參數(shù)進行在線計算，并將計算結果 與目標值進行比較， 利用偏差等計算出耗差。 將耗差分為可控耗差與不可控耗差， 并分別計算出各項耗差造成的費用損失。 在機組性能計算的基礎上進行廠級性能 計算，例如，通過機組級的參數(shù)計算，從而計算出全廠水