ECS-700控制系統(tǒng)在熱電廠泵站取水中的應(yīng)用(修改版) 格式修改

1、.ECS-700控制系統(tǒng)在熱電廠泵站取水中的應(yīng)用白建軍，張海蛟，馬 太 浙江中控技術(shù)股份有限公司，浙江杭州，310053摘 要：本文主要介紹了浙江中控ECS-700自動(dòng)化控制系統(tǒng)在各熱電廠供應(yīng)水的取水中的應(yīng)用及特點(diǎn)著重闡述了DCS系統(tǒng)中雙層網(wǎng)絡(luò)的使用方法及其優(yōu)越性。關(guān)鍵詞： 熱電廠 泵站取水 DCS 網(wǎng)絡(luò) The application of ECS-700 system used in water pumping station of thermal power plantBai Jianjun, Zhang Haijiao, Ma TaiZhejiang SUPCON Co., Ltd.,

2、 Hangzhou, Zhejiang, 310053Abstract: This paper mainly introduces the application and features of ECS-700 system of SUPCON. As a distributed control systerm(DCS), ECS-700 system is used in water pumping station of thermal power plant. Except those , the application and advantages of a Dual-Layer net

3、work applied in DCS were analyzed emphatically in the paper.Keywords: thermal power plant, water pumping station, DCS, network1 引言 熱電廠中取水主要用于熱電廠的冷卻、制熱用水和工業(yè)用水，所以水源一般選自幾十公里外的地下水資源豐富的邊遠(yuǎn)地區(qū)。早期，由于自動(dòng)控制系統(tǒng)和工業(yè)設(shè)備技術(shù)的落后，加上取水泵站房多且分散，使得泵站工人對取水的響應(yīng)不夠及時(shí)，控制效果并不是很理想。隨著工業(yè)自動(dòng)化及工業(yè)設(shè)備的迅猛發(fā)展，國內(nèi)外DCS控制系統(tǒng)的不斷進(jìn)步， 20世紀(jì)90年代，汲取國外先進(jìn)技術(shù)和

4、經(jīng)驗(yàn)，我國熱電廠的泵站取水已普遍實(shí)現(xiàn)DCS集中控制。雖然國外的系統(tǒng)相對于國內(nèi)的技術(shù)更加成熟，但是成本明顯偏高，且自行維護(hù)存在一定困難，而國內(nèi)系統(tǒng)固然有價(jià)格優(yōu)勢，但系統(tǒng)不夠穩(wěn)定、需頻繁更換硬件，用戶在享受到DCS控制系統(tǒng)帶來的方便以及人力成本的下降之后，不得不在使用過程加大檢測、維修的成本。除了電子產(chǎn)品使用年限較短的短腳，用戶還需面對一個(gè)實(shí)時(shí)的問題：由于大型熱電廠的供水都需要多個(gè)泵站房同時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行取水，所以不允許各個(gè)泵站的停機(jī)影響其它泵站的正常操作。傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不滿足這個(gè)要求。中控控制系統(tǒng)系統(tǒng)很好的解決了這兩類問題。2 ECS-700 DCS 特點(diǎn)本文以實(shí)例說明，在鎮(zhèn)海發(fā)電廠泵站取

5、水使用ECS-700 系統(tǒng)，該系統(tǒng)是浙江中控技術(shù)股份有限公司W(wǎng)ebField系列控制系統(tǒng)之一，是致力于幫助用戶實(shí)現(xiàn)企業(yè)自動(dòng)化大型高端控制系統(tǒng)，按照可靠性原則設(shè)計(jì)，充分保證系統(tǒng)的安全可靠；系統(tǒng)所有部件和網(wǎng)絡(luò)都支持冗余，在任何單一部件或網(wǎng)絡(luò)故障情況下仍能正常工作；系統(tǒng)具備故障安全功能，保證人員、工藝系統(tǒng)或設(shè)備的安全；系統(tǒng)提供快速邏輯控制功能，支持20ms的高速掃描周期。ECS-700系統(tǒng)由控制節(jié)點(diǎn)（包括控制站及過程控制網(wǎng)上異構(gòu)系統(tǒng)連接的通信接口等）、操作節(jié)點(diǎn)（包括工程師站、操作員站、組態(tài)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器等連接在過程信息網(wǎng)和過程控制網(wǎng)的人機(jī)會(huì)話接口站點(diǎn)）及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（包括IO總線、過程控制網(wǎng)、過程信

6、息網(wǎng)、企業(yè)管理網(wǎng)等）組成。 如圖2-1圖2-1 系統(tǒng)整體機(jī)構(gòu)圖3 工藝特點(diǎn)及解決措施那么，ECS-700系統(tǒng)是如何通過自身的特點(diǎn)來解決用戶所面臨的問題？首先，泵房一般采用圓形建筑，泵、配電柜以及DCS控制柜均放置在泵房內(nèi)，室內(nèi)無密封、空調(diào)措施，常年經(jīng)受高溫、冰凍、震動(dòng)等自然條件，這對DCS系統(tǒng)的工作環(huán)境是一個(gè)自然考驗(yàn)。ECS-700系統(tǒng)柜采用正反面對稱結(jié)構(gòu)，由標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜CN011(框架、頂蓋、底蓋、絕緣底座、前后門、風(fēng)扇等)、可拆卸的側(cè)板、主控制器單元、機(jī)架單元、配電及電源單元、接地銅牌等組成。工作溫度：050；震動(dòng)：工作時(shí)2.0m/s2；防護(hù)等級(jí)：IP42。柜內(nèi)所有模塊都采用塑料外殼封裝（如圖

7、3-1），使用基座插拔式安裝模塊。這些措施保證了ECS-700系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中仍能保證使用壽命，并擁有簡便的維護(hù)方式。圖3-1 柜內(nèi)模塊外形圖其次，由于泵房面積較小，往往配電柜和DCS控制柜的放置距離較近，這對、類信號(hào)往往會(huì)有很大的干擾。另一問題是泵站的取水以液位為標(biāo)準(zhǔn)決定是否停泵，需要DCS有很高的掃描周期要求。ECS-700的控制器FCU711擁有最快20ms的掃描周期，響應(yīng)速度快、實(shí)時(shí)性高；支持7個(gè)遠(yuǎn)程IO節(jié)點(diǎn)，即一對控制器可帶8個(gè)泵站；最快200ms的戰(zhàn)間通訊速度，確保多個(gè)控制站間共享信息的實(shí)時(shí)性。采集、類信號(hào)的模塊都采用點(diǎn)點(diǎn)隔離方式，保證各點(diǎn)的信號(hào)不受其它信號(hào)的干擾。最后，由于泵的工

8、作電壓較高，為了保證不影響其他裝置設(shè)備的正常工作，會(huì)在總供電電源前加電源保護(hù)斷路器。而每次啟泵前會(huì)產(chǎn)生較高的沖擊電壓，有可能超過斷路器保護(hù)范圍，造成停電。但是由于電廠用水很大，各泵站之間的故障不能影響其余泵站的正常取水。ECS-700擴(kuò)展IO總線為冗余網(wǎng)絡(luò)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型或星型結(jié)構(gòu)。由于各個(gè)泵房與總操室距離較遠(yuǎn)，要實(shí)現(xiàn)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，需要鋪設(shè)的光纖（距離遠(yuǎn)的還需鋪設(shè)單模光纖）距離要比總線型長很多，成本很大。那么，在低成本的情況下如何達(dá)到目標(biāo)？下面介紹一種雙網(wǎng)冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，本方案也已在鎮(zhèn)海發(fā)電廠成功使用：ECS-700系統(tǒng)多遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)時(shí)，在使用EKI-2526M交換機(jī)的情況下，通過解決網(wǎng)絡(luò)連接方式

9、來實(shí)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的獨(dú)立操作，在單個(gè)節(jié)點(diǎn)通訊中斷下不影響其余任何節(jié)點(diǎn)的通訊，即：使用總線型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)星型網(wǎng)絡(luò)的功能。實(shí)現(xiàn)這個(gè)方案的條件很簡單：各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間均鋪設(shè)6芯光纖×2；如圖3-2： 圖3-2 光纖鋪設(shè)根據(jù)這種網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)方式，那么網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就為總線型結(jié)構(gòu)，即常規(guī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖3-3： 圖3-3 總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)此網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)雖然有連接簡單、易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，但是不能解決各節(jié)點(diǎn)的通訊獨(dú)立問題，即如果3#節(jié)點(diǎn)斷電，將導(dǎo)致1#與2#節(jié)點(diǎn)的通訊中斷。為此，通過在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的光纖接續(xù)盒上進(jìn)行跳線短接，可實(shí)現(xiàn)如下兩段總線型網(wǎng)絡(luò)，且A網(wǎng)與B網(wǎng)分開走線： 圖3-3 雙網(wǎng)冗余環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改前網(wǎng)絡(luò)4#1#3# 本地節(jié)點(diǎn)

10、2#改后網(wǎng)絡(luò)4#1#3# 本地節(jié)點(diǎn)2#表3.1和3.2為前后兩種網(wǎng)絡(luò)方案在任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)的影響情況:表3.1 改前方案影響故障點(diǎn)本地1#2#3#4#本地-××××1#正常-×××2#正常正常-××3#正常正常正常-×4#正常正常正常正常-表3.2 改后方案影響故障點(diǎn)本地1#2#3#4#本地-××××1#正常-正常正常正常2#正常正常-正常正常3#正常A網(wǎng)故障B網(wǎng)故障-正常4#正常B網(wǎng)故障A網(wǎng)故障正常-從圖表中可知，改進(jìn)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容錯(cuò)性更強(qiáng)，降低了

11、事故的擴(kuò)散，系統(tǒng)更安全。4 總結(jié)ECS-700在鎮(zhèn)海發(fā)電廠的泵站取水中應(yīng)用很成功，現(xiàn)場信號(hào)能準(zhǔn)確、快速的采集與控制，聯(lián)鎖保護(hù)能及時(shí)動(dòng)作，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)符合用戶需求，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。目前該系統(tǒng)運(yùn)行情況得到用戶高度評價(jià)，可推廣至相同類型的熱電廠。參考文獻(xiàn)1 ECS-700硬件說明書Z.杭州：中控技術(shù)股份有限公司，2012.2 徐治國、黃紅.浙江富春江環(huán)保熱電廠取水工程設(shè)計(jì)J.西南給排水，2005（03）：1-21.作者簡介：白建軍，1986年出生，男，浙江杭州富陽人，2008年畢業(yè)于杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，2008年至2010年從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理員工作，現(xiàn)從事DCS系統(tǒng)相關(guān)工作。通訊地址：浙江杭州市長河街道濱康路352號(hào)A座5樓；