熱控DCS培訓(xùn)資料

1、本資料僅供培訓(xùn)使用,具體的技術(shù)細節(jié)應(yīng)參考廠家提供的技術(shù)手冊。Symphony系統(tǒng)是ABB公司九十年代后期推出的,融過程控制和企業(yè)管理為一體的新一代分布式過程控制系統(tǒng)。以九十年代初期Infi90 Open為基礎(chǔ),在更新、發(fā)展、兼容的原則要求下,進一步完善了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),強化了系統(tǒng)中各設(shè)備的功能,形成了當前的Symphony系統(tǒng)。以下對Symphony系統(tǒng)提供的電廠過程控制系統(tǒng)的功能群(包括電氣系統(tǒng)及電廠公共系統(tǒng)的控制分別作一個概括性的描述。1 Symphony系統(tǒng)配置方案及其說明Symphony系統(tǒng)具體包括:a現(xiàn)場(過程控制單元b中控室設(shè)備(人機接口、大屏幕接口c網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)dSymphony與其

2、它系統(tǒng)的接口e遠程I/O1.1現(xiàn)場控制單元 HCU (Harmony Control Unit1現(xiàn)場控制單元是DCS電廠控制的核心,具有重要的作用。實現(xiàn)鍋爐保護,模擬調(diào)節(jié),順序控制,數(shù)據(jù)采集等與工藝過程和設(shè)備直接相關(guān)的功能。對現(xiàn)場控制單元的要求是:a具有高可靠性,在各種工況下確保過程的安全。b分散與靈活性,適應(yīng)各種的工藝過程的要求。c實時與快速性。快速處理多個回路,在各種工況下都能完成全部任務(wù)。d開放性。在完成任務(wù)的同時能夠?qū)崿F(xiàn)多種通訊方式。2 現(xiàn)場控制單元HCU中的主要部件包括:a過程控制機柜b過程控制器cI/O 模件及 SOE 模件d電源系統(tǒng)控制機柜分配單元機組控制機柜的分配按汽機、鍋爐分

3、開布置,分別布置在汽機房(8.5米層的電子室B,鍋爐運轉(zhuǎn)層(13.7米層的電子室A,以及汽機房中壓開關(guān)室(用于6KV開關(guān)內(nèi),并分別完成 DAS、MCS、SCS、FSSS和電氣控制的功能。這些設(shè)備由每臺機組各自的控制網(wǎng)絡(luò) C-Net 環(huán)路相連,從而形成兩個相對獨立的環(huán)網(wǎng)。在兩臺機組的環(huán)網(wǎng)之間設(shè)置一個公用環(huán)網(wǎng),對兩臺機組的公用部分(包括公用廠用電系統(tǒng)、燃油泵房、熱力系統(tǒng)公用部分等進行控制。其中廠用電源公用系統(tǒng)、熱力公用系統(tǒng)的機柜亦布置在8.5米層的汽機電子室B內(nèi)。循環(huán)水泵房(單元機組及燃油泵房(兩機公用控制子系統(tǒng)的遠程控制機柜布置在相應(yīng)的就地控制室內(nèi)。本項目Symphony控制機柜的具體分配及數(shù)量

4、如下所述。其中每個HCU模件柜都是控制網(wǎng)絡(luò)C-Net上的一個節(jié)點。數(shù)字輸出用的繼電器(220VAC/5A,或220VDC/7.5A已安裝在端子柜中的相應(yīng)端子單元上。1 單元機組: 2 公用系統(tǒng): 過程控制器分配多功能處理器 BRC100 (Bridge Controller是Symphony系統(tǒng)中完成過程控制(執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、邏輯/PID運算、優(yōu)化算法、控制輸出等的重要模件。BRC100是原多功能處理器MFP11/12的升級產(chǎn)品,具有大容量、高速度、高可靠性,和結(jié)構(gòu)緊湊靈活、易于分散等面向工業(yè)控制的顯著特點。在本項目中,BRC100全部是冗余配置的,各單元機組及公用系統(tǒng)配置了以下的BRC100:

5、1 單元機組: 注:主要功能碼處理時間的比較(單位 s 微秒 Symphony多功能處理器BRC的應(yīng)用特點BRC100是Symphony系統(tǒng)中用于在線控制與管理模件?？紤]到過程控制中分散性、可靠性的要求,BRC100除了采用高性能的32位工業(yè)計算機芯片和完善的模件設(shè)計方法、表面安裝技術(shù)以外,還具有很多適用于過程控制的特殊性能。分散性: BRC不但具有大容量、高速度、高可靠性的特點,而且結(jié)構(gòu)緊湊、靈活,易于分散。這樣就避免了由一對大控制器控制多個工藝對象的集中控制所帶來的問題,如危險集中,不便于維護和調(diào)試,可分性差等缺點。集多種類型的控制于一身。BRC 可同時完成模擬調(diào)節(jié),順序控制,數(shù)據(jù)采集等控

6、制任務(wù)。先進的過程控制算法使模件的分配不受其功能的限制?？梢酝耆垂こ處煂Ρ豢剡^程的了解來靈活地分配系統(tǒng)中的BRC。多任務(wù)的操作系統(tǒng)。設(shè)計者可以將 BRC 中的控制策略分成 8 個不同的部分,每部分采用不同的執(zhí)行周期。這樣可以使同一塊BRC同時控制具有不同要求的對象。如:一臺大設(shè)備的控制,當它報警時,要求聯(lián)鎖保護快速響應(yīng),而諸如溫度等數(shù)據(jù)采集的響應(yīng)時間可比聯(lián)鎖保護控制要長,調(diào)節(jié)控制的響應(yīng)時間居于其中。使用了具有多任務(wù)操作系統(tǒng)的BRC,用戶可以將這三部分的控制策略放在一個BRC中,選擇不同的執(zhí)行周期,從而使BRC與工藝設(shè)備或過程對應(yīng)起來,不會割裂工藝設(shè)備的完整性。在線組態(tài)。BRC的組態(tài)可以在線修

7、改,而不必將模件退到組態(tài)方式才能修改其組態(tài)。這樣大大方便了用戶對組態(tài)的維護。同時有助于系統(tǒng)的調(diào)試。分散和冗余的BRC提高了系統(tǒng)的可靠性。BRC的主從是自動切換的,無需人工干預(yù)。由于在控制器間通過高速冗余鏈隨時交換著運算結(jié)果、中間變量等數(shù)據(jù),所以在完成切換過程中,不會丟失任何數(shù)據(jù)。高效通訊通道結(jié)構(gòu)。 BRC與I/O擴展總線(Expander Bus、控制通道(Control Way等的通訊采用直接內(nèi)存存取(DMA技術(shù),而不需要CPU的干預(yù),從而大大提高了CPU處理數(shù)據(jù)的效率,使CPU有更多的周期去執(zhí)行控制任務(wù)。多種功能碼。BRC上的230多種功能碼(包括史密斯預(yù)估等能滿足用戶的各種控制策略設(shè)計上

8、的需要。BRC 的獨立運行。BRC之間的通訊不需要人工干預(yù),BRC之間也互不影響。如果一塊BRC 發(fā)生故障,拔出或投運都不影響其它的BRC。上電自動工作。BRC 的上電過程無需人工干預(yù)。自動進入正常工作狀態(tài)。統(tǒng)一的設(shè)計風格。BRC的外形尺寸等機械設(shè)計與其它模件完全一樣。整個系統(tǒng)采用統(tǒng)一的連接安裝方式。BRC可以在線帶電插拔,維護更換非常方便。SOE系統(tǒng)SOE系統(tǒng)是由一組相關(guān)模件構(gòu)成的。根據(jù)有關(guān)SOE點數(shù)的要求,系統(tǒng)中配置的單元機組及公用系統(tǒng)的SOE共352點。系統(tǒng)包括以下的部分:SOE 控制與管理套件INSOE,用于產(chǎn)生 SOE 記錄。在本項目中,該SOE管理套件布置在公用環(huán)上,保證 SOE

9、功能不會因為某一個單元機組的掉電而停止工作。SOE 時間同步模件IMSET01,用于接收和解碼通過GPS時鐘同步鏈傳輸?shù)慕^對時間信號,同步系統(tǒng)各部分的時鐘(同步精度為±10µsec;同時也具備SOE數(shù)據(jù)采集的功能。在本項目中共配置了7個時間同步模件,分別布置在單元機組的鍋爐 DAS 模件柜,汽機 DAS 模件柜,單元機組電氣模件柜和公用系統(tǒng)的電氣模件柜中,以實現(xiàn)機組SOE數(shù)據(jù)采集的分散布置,提高數(shù)據(jù)的利用率并且節(jié)省SOE的電纜。SOE 的采集模件IMSED01,用于采集 SOE 點(包括鍋爐,汽機,電氣及電氣公用部分。通過上述專用的SOE模件及其硬件電路設(shè)計,就能夠構(gòu)成相關(guān)

10、的信號通道,可以得到1ms高分辨率的事件順序記錄,并且具有事故前,事故后等多種記錄方式。電源系統(tǒng)及接地兩臺機組及公用系統(tǒng)共配置4個電源分配柜。電源具體配置方案見所附的“DCS單元機組和公用環(huán)電源分配示意圖”。其中每臺機組的DCS按機、爐側(cè)各配置一個電源分配柜,分別布置在電子室B和電子室A,用于分配用戶提供的兩路交流電源。通過其內(nèi)部的分配,保護,開關(guān)回路將它們分配給所有的DCS設(shè)備:其中每個現(xiàn)場控制單元HCU的模件柜接受相應(yīng)側(cè)電源分配柜來的兩路交流電源(汽機房中壓開關(guān)室內(nèi)、循泵房遠程站內(nèi)的模件柜由機側(cè)電源分配柜提供,其內(nèi)部的模件化電源以冗余的方式為柜內(nèi)的所有模件及相應(yīng)的現(xiàn)場變送器供電。正常工作時

11、,每一個模件柜的二路電源同時工作,各帶50%負荷,當一路電源故障后,另一路電源自動帶100%負荷;而單元控制室內(nèi)的人機接口、工程師站及相關(guān)輔助設(shè)備的供電由就近的爐側(cè)電源分配柜提供,并在配電柜上實現(xiàn)兩路電源的冗余切換。任何一路電源的故障均不會導(dǎo)致系統(tǒng)的任一部分失電。#3,#4機組的共4路交流電源分別經(jīng)過兩兩切換后,輸出2路交流電源用于公用環(huán)路上的HCU模件柜的電源輸入,以保證DCS公用網(wǎng)絡(luò)的電源供給在任一臺單元機組DCS停電檢修或單元機組全部失電時,公用網(wǎng)絡(luò)能正常運行(正常時由一臺機組的電源供電,當一臺機組全部失電時,切換裝置將自動切換到另一臺機組供電。其相應(yīng)的切換、分配、保護、開關(guān)回路設(shè)備,安

12、置于#3機(或#4機的機側(cè)電源分配柜空間內(nèi)。無論是每臺機組的DCS系統(tǒng)環(huán)路設(shè)備還是公用系統(tǒng)環(huán)路設(shè)備,其接地均較為簡單。即使其物理位置的分散,也不需要用戶提供單獨的接地網(wǎng),而只需分別提供電廠現(xiàn)有地網(wǎng)中的一個獨立電極(接地電阻 4 ohm即可。現(xiàn)場控制單元中的其它設(shè)備提供一組 MFT 繼電器,在 FSSS 系統(tǒng)中用于同時跳閘多個設(shè)備。MFT繼電器可以同時接收來自DCS的輸出和操作臺上的手動MFT按鈕信號。1.2中控室設(shè)備、大屏幕接口操作員站采用服務(wù)器/客戶機結(jié)構(gòu),由4臺Conductor NT服務(wù)器和2臺Conductor NT 客戶機組成(其中一臺作為值長站專用,可供多個運行人員同時工作。同時C

13、onductor NT 服務(wù)器間都互為后備,使人機接口具有很高的可靠性。Conductor NT是ABB貝利采用最新技術(shù)開發(fā)的新一代融企業(yè)管理和過程控制為一體的功能完備的人-系統(tǒng)接口。它可以實現(xiàn): a CPU 處理器Intel Pentium 4 b 主頻1.7GHz c 內(nèi)存容量256 Mbytes d 硬盤容量20Gbytes e CD -ROM48X f 軟驅(qū)1.44" g CRT 21"hCRT 分辨率大屏幕投影顯示系統(tǒng)由比利時Barco 公司的Atlas 提供。北京ABB 貝利為每套大屏幕投影控制系統(tǒng)提供一套Conductor NT 操作員接口軟件,使 大屏幕投影

14、控制系統(tǒng)成為DCS 操作網(wǎng)絡(luò)上的一個獨立的站,并與操作員站具有相同的操作和監(jiān)視功能,共享DCS 全局數(shù)據(jù)庫和畫面。因此,通過組態(tài)設(shè)計,可將Symphony 系統(tǒng)及其 Conductor NT 操作員站所具備的豐富的報警監(jiān)視/操作功能以及重要過程參數(shù)、工藝流程 圖的顯示以大屏幕投影系統(tǒng)顯現(xiàn)出來,使其成為機組操作員所共同關(guān)心的報警內(nèi)容和參數(shù)的大型顯示裝置。 工程師工作站的主要技術(shù)參數(shù):a CPU 處理器Intel Pentium 4 b 主頻1.7GHz c 內(nèi)存容量 256MBytesO-Net 工業(yè)TV 信號2工業(yè)TV 信號窗口信號1d硬盤容量20GByteseCD-ROM 48Xf軟驅(qū) 1.

15、44"gCRT 21"hCRT 分辨率1280X1024 按規(guī)范書要求,人機接口配置4臺Star的靜音寬行彩色針式打印機,用于打印報表、記錄;同時配一臺HP的A4彩色激光打印機用于打印人機接口畫面。這些打印機統(tǒng)一接在打印機服務(wù)器上,安放在集控室供所有操作員站使用。另外工程師室單配一臺Star的靜音寬行彩色針打和HP的A4彩色激光打印機做文件記錄、組態(tài)圖紙打印用。如果電廠用戶需要,工程師站的打印機同樣可以連接到打印服務(wù)器上去,使這些打印機與其他的打印機一樣可以給任何一個操作人員共享。Symphony系統(tǒng)的每一個操作員服務(wù)器均是一個歷史數(shù)據(jù)和事件、記錄存儲系統(tǒng),這種結(jié)構(gòu)非常有利

16、于用戶對歷史數(shù)據(jù)的保存,不至于由于單一的歷史數(shù)據(jù)站的故障而帶來的歷史數(shù)據(jù)的丟失。同時,由于我們在本項目中配置了4個操作員服務(wù)器,它們互為后備,使歷史數(shù)據(jù)存儲的能力和可靠性都大為提高。在操作網(wǎng)絡(luò)O-Net上配置了一臺可讀寫光驅(qū)裝置,以轉(zhuǎn)存硬盤中的歷史數(shù)據(jù)作長期備份。提供工程師站操作臺1張,操作員站操作臺1套(長x寬=10m x 1m,或具體尺寸可另定,值長臺(5m x 1m一張,和按鈕操作臺及相關(guān)緊急按鈕一套。1.3網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)Symphony系統(tǒng)的重要特點之一是具有一套完整、可靠、開放的通訊系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)分為:控制網(wǎng)絡(luò)C-net,操作管理網(wǎng)絡(luò)O-net,和Symphony對外部系統(tǒng)的通訊接口。

17、控制網(wǎng)絡(luò)C-Net上有以下典型的節(jié)點(詳見Symphony系統(tǒng)綜述:a現(xiàn)場控制單元b人機接口站c工程師站管理網(wǎng)絡(luò)O-Net上可以有以下節(jié)點:a人機接口站b打印機服務(wù)器等1.4Symphony與其它系統(tǒng)的接口除與SIS通訊接口外,均采用RS-232/485通訊接口,標準通訊協(xié)議(如Modbus協(xié)議。汽機控制系統(tǒng)(DEH,汽機安全監(jiān)視系統(tǒng)(TSI與DCS之間的顯示信號采用通訊傳輸,控制信號采用硬接線連接,提供1塊MFP12模件與其接口。MFP12模件提供二個通訊接口,RS-232/RS-485。此MFP12置于汽機DAS模件柜中。因為給水泵汽輪機控制系統(tǒng)(MEH將由ABB貝利供貨,同樣采用Symp

18、hony系統(tǒng)設(shè)備,所以可以采用一體化設(shè)計,MEH系統(tǒng)的模件柜作為C-net控制網(wǎng)絡(luò)上的獨立節(jié)點,直接連在單元機組的C-net環(huán)路上與DCS通訊。提供信息監(jiān)控系統(tǒng)SIS與機組DCS網(wǎng)絡(luò)之間的接口。吹灰控制PLC與單元機組DCS之間的通訊接口由ABB負責。提供一塊MFP12模件用于完成此功能。此MFP12置于鍋爐SCS模件柜中。自動電壓調(diào)節(jié)裝置(AVR、發(fā)變組繼電保護、啟備變繼電保護及主變監(jiān)視儀等裝置由需方供貨,與DCS之間的通訊傳輸接口由一塊MFP12完成。此MFP12置于單元機組電氣控制模件柜中。升壓站計算機監(jiān)控系統(tǒng)(NCS與DCS之間的通訊傳輸接口同樣由一塊MFP12完成。此MFP12置于公

19、用環(huán)路上的電氣模件柜中。提供一塊MFP12模件,實現(xiàn)Symphony系統(tǒng)與國產(chǎn)遠程I/O系統(tǒng)之間的通訊。此MFP12置于鍋爐DAS模件柜中。1.5Symphony系統(tǒng)的公用環(huán)路配置公用控制系統(tǒng)是針對電廠中各個機組所共用的設(shè)備的控制系統(tǒng)。例如,公共的燃油泵房,公共的輔助蒸汽系統(tǒng),公共的電氣系統(tǒng)等。對這部分系統(tǒng)的控制要求是:1 控制上的獨立。公共系統(tǒng)的運行與否不是受控于某個具體的機組,而是根據(jù)全廠的機組或設(shè)備的運行狀況而定的。有的公共系統(tǒng)是長時間運行以維持機組的運行,如公共電氣系統(tǒng)。有的系統(tǒng)可能常時間處于備用狀態(tài),如燃油泵房。這就要求相應(yīng)的控制系統(tǒng)不應(yīng)與每臺機組的分散控制系統(tǒng)使用控制系統(tǒng)的共同部分

20、,如控制器、電源,通訊,等等;2 高可靠性。因為公共系統(tǒng)的停運往往意味著全廠的停運。因此應(yīng)充分考慮公共系統(tǒng)的備用控制手段;3 公共系統(tǒng)是過程控制系統(tǒng),而不是過程管理系統(tǒng)。即公共系統(tǒng)與其他系統(tǒng)在控制上是一樣的。Symphony分散控制系統(tǒng)的固有結(jié)構(gòu)為公共系統(tǒng)的設(shè)計創(chuàng)造了良好的條件。本項目中的公共系統(tǒng)包括公用電氣、公用熱力及燃油泵房系統(tǒng)。Symphony用于電廠常規(guī)部分的控制時,為了使各機組相互獨立,控制方式一致,采用一個C-Net環(huán)路用于一臺機組的形式,給機組的設(shè)計,運行,維護帶來很大方便。同時, Symphony網(wǎng)絡(luò)是以中心環(huán)掛子環(huán)的方式設(shè)計的,這種設(shè)計的目的就是為了在不影響通訊環(huán)路之間的級別

21、關(guān)系的情況下把各個子環(huán)聯(lián)接起來,從通訊理論上講,這種能力是非常重要的。有的系統(tǒng)在實現(xiàn)這樣的功能時,是在常規(guī)系統(tǒng)的“上級”“增加”一層通訊網(wǎng)絡(luò),這樣的設(shè)計所帶來的效果類似于有“交通指揮器”的數(shù)據(jù)高速公路,而且不同級之間的協(xié)議不一樣。使全廠的分散控制系統(tǒng)失去了協(xié)調(diào)性。因為公共系統(tǒng)的運行并不是在控制,監(jiān)視,指揮著每一臺機組,只是與所有機組同時并列地運行著,不存在上下級關(guān)系。 Symphony 的方案是,每臺機組由一個C-Net子環(huán)控制,用C-Net公共環(huán)控制全廠中所有公共的部分并聯(lián)接所有C-Net子環(huán)。這意味著公共環(huán)路在向其他子環(huán)傳遞信息的同時采用與其他系統(tǒng)完全一樣的控制方式。Symphony公共系

22、統(tǒng)控制方案有以下特點:1公共系統(tǒng)與各機組的子系統(tǒng)之間采用標準的 C-Net 網(wǎng)絡(luò)通訊,而不是用外部的通訊網(wǎng)關(guān)作接口。保證了所有系統(tǒng)之間的無縫聯(lián)接,從而保證了系統(tǒng)的可靠性。這是公共系統(tǒng)的重要要求。2保持各臺機組的獨立性。不是為了設(shè)計公共系統(tǒng)就把全廠的通訊系統(tǒng)都聯(lián)成一個網(wǎng)絡(luò)。而是讓各臺機組仍獨立工作,機組之間只傳遞公共的信息。保證每臺機組的獨立性和可靠性。3信息交流自如。單元機組子系統(tǒng)與公共系統(tǒng)之間的通訊就像系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)點之間的通訊一樣,采用同樣的形式與規(guī)約。這就是說,對單元機組子系統(tǒng)來講,公共系統(tǒng)像系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點一樣。所有單元機組子系統(tǒng)上的人機接口可以同時顯示公共系統(tǒng)的全部過程變量,監(jiān)視公共系統(tǒng)的全

23、部細節(jié)。而通過邏輯/優(yōu)先權(quán)設(shè)置,可以很方便地做到只有一個任意指定的單元機組子系統(tǒng)能夠控制到公共系統(tǒng)中的每一個閥門,設(shè)備,具備控制功能的單元機組子系統(tǒng)是可以在線切換的。4公共系統(tǒng)與單元機組子系統(tǒng)的一體化。由于公共系統(tǒng)采用同樣的分散控制系統(tǒng),而不是其他形式的控制設(shè)備,因此具有控制上的高可靠性;由于通訊上的方便與可靠性,使公共系統(tǒng)可以實現(xiàn)與單元機組子系統(tǒng)的充分的協(xié)調(diào)控制,按照單元機組子系統(tǒng)的要求提供能源或工質(zhì);一體化為公共系統(tǒng)今后的擴充打下基礎(chǔ),無論新建機組或是擴充功能都十分方便。5充分發(fā)揮C-Net網(wǎng)絡(luò)的可靠性。公共系統(tǒng)與單元機組子系統(tǒng)是在通過C-Net網(wǎng)絡(luò)通訊的,C-Net網(wǎng)不是普通的 TCP/

24、IP 協(xié)議的以太網(wǎng),而是針對工業(yè)現(xiàn)場控制設(shè)計的,已被近20年的實踐證明具有高可靠性。節(jié)點之間的距離可以達到2,000米,無論是電纜的冗余設(shè)計,屏蔽保護這樣的物理特性,還是信息糾錯,打包傳送這樣的通訊特性都表明C-Net網(wǎng)絡(luò)完全適用于這種分散的控制要求。1.6Symphony遠程站系統(tǒng)配置及與國產(chǎn)遠程I/O系統(tǒng)的接口鑒于循環(huán)水泵房及燃油泵房的I/O測量區(qū)域相對較為集中,控制也相對獨立,為它們分別配置了基于Symphony系統(tǒng)的遠程站系統(tǒng)。1油泵房遠程控制站在主廠房外的燃油泵房設(shè)置一處遠程控制站(兩機公用,放于燃油泵房車間配電室內(nèi)。遠程控制站與機組DCS間采用冗余通訊光纜,通過互為冗余的兩對遠程I

25、/O主/從模件RIO 連接,通訊距離為1200米。用于燃油泵房設(shè)備控制的互為冗余的一對BRC100多功能處理器(與熱力系統(tǒng)公用部分共用安放在公用環(huán)路上的模件柜中,這對控制器通過模件柜內(nèi)部的I/O擴展總線與互為冗余的RIO主模件相連,此對RIO經(jīng)由各自的通訊光纜與遠程機柜中的互為冗余的RIO從模件通訊,并經(jīng)由此對RIO實現(xiàn)遠程方式的控制。其遠程機柜滿足IP56防護等級。2環(huán)水泵房遠程控制站在主廠房外的循環(huán)水泵房設(shè)置遠程控制站(單元制,放置于循環(huán)水泵房車間配電室內(nèi)。遠程控制站與機組DCS間采用冗余通訊光纜通過互為冗余的兩對遠程I/O模件RIO連接,通訊距離為1450米。用于循環(huán)水泵房設(shè)備控制的互為

26、冗余的一對BRC100多功能處理器安放在單元機組的汽機SCS模件柜中,其控制方式同上。其遠程機柜滿足IP56防護等級。其配置示意圖如下: 由于上述區(qū)域的溫度測點的測量區(qū)域較為分散,綜合科學、合理和經(jīng)濟的因素,我們提供了采用國產(chǎn)遠程I/O數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方案,分別采集鍋爐爐頂溫度,燃燒器壁溫,磨煤機溫度,汽缸壁溫度,發(fā)電機溫度,汽泵及電泵區(qū)域溫度等信號。遠程I/O數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由無錫貝爾自動化儀器儀表有限公司的IDAS遠程I/O系統(tǒng)。如前所述,Symphony系統(tǒng)提供了1塊 MFP12模件,用于通過RS-232/485接口與IDAS (或893的遠程I/O系統(tǒng)實現(xiàn)冗余通訊。這樣IDAS(或893所覆

27、蓋的工藝范圍內(nèi)的溫度測點都可以在DCS上顯示,包括這些國產(chǎn)遠程I/O系統(tǒng)本身的診斷信息也可以在DCS的人機接口上看到,充分體現(xiàn)集中監(jiān)視的功能。2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DASDAS的作用是連續(xù)采集和處理進入DCS的全部信息。這些信息包括變量、過程狀態(tài)等來自現(xiàn)場的信息,還包括DCS系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的控制決策,操作員的操作,以及DCS系統(tǒng)本身的狀態(tài)信息等。DAS將這些信息有條理地組織起來,供操作員監(jiān)視,提示操作員有關(guān)的報警,記錄必要的內(nèi)容。DAS的作用相當于過程控制的信息中心,是管理、運行、維護系統(tǒng)的窗口。Symphony系統(tǒng)人機接口采用了WIN-NT操作系統(tǒng)平臺,給使用者及其管理者帶來操作維護和數(shù)據(jù)利用的方便和

28、開放能力。使DAS系統(tǒng)可以作為一個機組級的統(tǒng)一的信息管理平臺和窗口,而不僅僅是以往概念上的數(shù)據(jù)采集、顯示工具。如果需要漢化的操作員界面則我們的人機接口建立在中文WIN-NT的系統(tǒng)平臺上,所有CRT顯示可以應(yīng)用中文且不影響畫面建立和數(shù)據(jù)響應(yīng)時間。Symphony系統(tǒng)為DAS提供了完善的工具。人機接口的設(shè)計能夠完成以下主要功能:1 顯示功能:a 操作顯示b 成組顯示c 棒狀圖顯示d 報警顯示e 過程畫面顯示f 趨勢顯示g 幫助顯示h 系統(tǒng)狀態(tài)顯示i 其他顯示2 實時操作3 處理過程報警,記錄過程和系統(tǒng)事件4 制表記錄a 定期記錄b 事故追憶記錄c 事故順序記錄5 提示過程信息,調(diào)整過程與系統(tǒng)參數(shù)6

29、 歷史數(shù)據(jù)存儲和檢索7 過程性能計算2.1 顯示過程畫面電廠的工藝過程畫面是以工藝過程為基礎(chǔ),考慮到操作、診斷、指導(dǎo)等各方面的要求而設(shè)計的過程監(jiān)視系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)特點,提供的操作員站可以做到在線生成并且修改畫面。1 依工藝過程,將畫面合成幾大類:a全廠總貌b鍋爐側(cè):風煙系統(tǒng),燃燒系統(tǒng),水系統(tǒng),汽系統(tǒng)等c汽機側(cè):汽機進汽排汽,凝結(jié)水系統(tǒng),除氧系統(tǒng),加熱系統(tǒng)等d發(fā)電機側(cè):發(fā)電機本體,包括冷卻等子系統(tǒng),氫油水系統(tǒng),電氣部分等e公用部分:電廠電氣公用部分和過程系統(tǒng)的輔助部分。這一個部分的顯示可以在兩臺機組的CRT上顯示,通過操作權(quán)限的切換選擇可以在任何一臺機組的CRT上進行監(jiān)控。2 依照畫面所顯示的過程

30、的類型,可以分成以下類:a工藝過程畫面,顯示工藝過程中的設(shè)備、管道、工藝參數(shù),操作員可以操作過程。b設(shè)備細節(jié)畫面。針對主要的設(shè)備,顯示設(shè)備本身及其相關(guān)的輔助設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù),操作員可以操作設(shè)備。c調(diào)節(jié)系統(tǒng)幫助畫面。顯示與調(diào)節(jié)回路有關(guān)的參數(shù)幫助調(diào)試,運行人員了解與特定的調(diào)節(jié)回路有關(guān)的過程變量便于調(diào)整控制參數(shù)。d順序過程幫助畫面。顯示順序控制過程中的各個操作步驟,及其狀態(tài)反饋,提示操作員有關(guān)的步號,跳步所用的時間等。e故障首出指示畫面。對一些大型設(shè)備,設(shè)計該設(shè)備的故障原因的首出指示,幫助操作員分析故障。f狀態(tài)量的列表顯示。對同一類過程變量或?qū)儆谕蛔酉到y(tǒng)的狀態(tài)量,給出狀態(tài)變量的一覽表。g其它形式及

31、多種形式的結(jié)合。為了操作員能兼顧全面同時又有針對性地監(jiān)視過程。上述各類畫面通常是結(jié)合起來共同完成監(jiān)控功能的。使用棒狀圖,面板圖,動態(tài)畫面,動態(tài)符號等多種動態(tài)手段,使操作員注意過程的變化,以及時作出反應(yīng)。畫面上動態(tài)項的刷新率在1秒以內(nèi)。由于畫面制作的靈活性,所有畫面都支持各種動態(tài)項。沒有那種專用于趨勢而不能顯示其它動態(tài)項的畫面。畫面可以顯示的過程參數(shù)的性質(zhì)十分全面,以完整地描述過程變量。以一個簡單的ON/OFF數(shù)字量為例,除可以顯示該數(shù)字量的名稱,描述,狀態(tài)以外,共可以顯示與之有關(guān)的30多個信息。可以由這些信息驅(qū)動動態(tài)符號,以提示操作員該數(shù)字量在各方面的特征。畫面可以由各種方式調(diào)用。窗口方式,擊

32、鍵方式,固定鍵方式,翻頁方式等等。任何情況下,調(diào)用任一幅畫面最多擊鍵3次。Symphony系統(tǒng)人機接口最多可以生成的用戶組態(tài)畫面數(shù)量達9,999幅。每幅至少能夠有200個動態(tài)項。畫面的組態(tài)可離線進行。由于Symphony系統(tǒng)的人機接口畫面設(shè)計工具所提供的是一個通用的畫面生成軟件,可以畫流程圖畫面,還可以把它們以任意方式結(jié)合起來,使設(shè)計人員不受任何限制。在一幅圖中,可以有工藝過程,有棒狀圖,有操作站,有趨勢,同時又有幫助指導(dǎo)。目標是讓操作員畫面的設(shè)計完全不受到圖形類型的限制。所有過程畫面上都可進行實時操作。用戶可以在工程師站上自己制作和修改畫面,包括使用標準的ISA圖素和建立用戶自定義的圖素等。

33、將操作員站作為整個發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控窗口。2.2 過程趨勢顯示Symphony系統(tǒng)全局數(shù)據(jù)庫內(nèi)每個標簽量點都有一個實時趨勢,Symphony系統(tǒng)人機接口最多可有9,999個歷史趨勢顯示。每個過程趨勢都是操作員可控制其分辨率的趨勢。操作員可以選擇趨勢所具有的時間段的長短?？梢燥@示出該變量的當前數(shù)值。一幅畫面上可以有多個趨勢圖,取決于用戶組態(tài)。每幅趨勢顯示可顯示最多8個趨勢曲線。每條趨勢采用不同的顏色,易于區(qū)分。Symphony系統(tǒng)可以將趨勢畫面與過程工藝畫在一張圖上,隨意組合,使操作員在監(jiān)控過程的同時就可以看到過程的歷史趨勢。趨勢顯示可用整幅畫面顯示,也可在任何其它畫面的任一部位以任意

34、尺寸顯示。所有模擬量信號及計算值,均可設(shè)置為趨勢顯示。在同一幅趨勢畫面上,在同一時間軸上,采用不同的顯示顏色,能同時顯示8個模擬量數(shù)值的趨勢。在一幅趨勢顯示畫面里,運行人員可重新設(shè)置趨勢變量、趨勢顯示數(shù)目、時間標度、時間基準和趨勢顯示的顏色。每個實時數(shù)據(jù)趨勢曲線至少可包括600個實時趨勢值,時間分辨率為1秒(存儲速度。每個歷史數(shù)據(jù)趨勢曲線可包括的歷史趨勢值數(shù)量可任意設(shè)定(如300,600,900,等,該數(shù)值決定了趨勢曲線的分辨率,時間標度可由運行人員任意設(shè)置,如從0.5分鐘、1分鐘、2分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘和60分鐘等中選擇。趨勢顯示畫面還同時用數(shù)字顯示出變量的數(shù)值。趨勢顯

35、示可存儲在內(nèi)部存儲器中,并便于運行人員調(diào)用,運行人員也可按要求組態(tài)趨勢并保存在外部存儲器中,以便今后調(diào)用。2.3 過程報警的處理過程報警的處理是DAS最重要的功能之一,有關(guān)Symphony系統(tǒng)對過程報警的處理及其整個報警結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計,在本節(jié)后面的Symphony系統(tǒng)對報警數(shù)據(jù)的處理結(jié)構(gòu)一文中有非常詳細的描述。在此僅作簡要介紹。Symphony系統(tǒng)將過程報警的處理分成兩個部分:過程報警的處理與監(jiān)視。報警的生成處理在現(xiàn)場控制單元內(nèi)完成。現(xiàn)場控制單元在采集到過程變量之后,即按照設(shè)計要求進行報警的識別、判斷與處理。對模擬量,這種處理過程可以通過把模擬量分成很多報警限來進行,如高報警,低報警,高高,高

36、高高等等。根據(jù)不同的報警限,作不同的處理。數(shù)字量也是一樣,用戶可以定義數(shù)字量的報警狀態(tài),通過組態(tài)處理報警。人機接口主要處理報警的指示與記錄歸檔。先進的報警管理系統(tǒng)使操作者對異常情況迅速響應(yīng)。它還幫助操作員采取適當?shù)拇胧┨幚韴缶?并減少不必要的報警發(fā)生。報警確認。每個報警顯示畫面或控制面板畫面上都有由標簽定義的報警/狀態(tài)字。當發(fā)生某一報警時,可由操作員在操作員站顯示窗口上按確認鍵予以確認。多級報警。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)分布數(shù)據(jù)采集功能,其中包括對過程變量的多級報警和偏差報警。可調(diào)整的報警極限。當過程值發(fā)生變化時,它可以自動地反跟蹤這些變化。報警說明。兩個報警說明字段最多容納64個字符,它為操作員提供了

37、各種提示。報警級和報警狀態(tài)都可作報警說明內(nèi)容,任何畫面都可以顯示報警說明。報警組。用戶可以把數(shù)據(jù)庫中的每一個標簽分配到99個報警組中的任意一組中去。當某一報警出現(xiàn)后,它所在的報警組的號碼就出現(xiàn)在CRT屏幕的頂部,直到該組中所有報警都被確認,報警組號才停止閃動。報警狀態(tài)說明以靈活的格式,顯示在屏幕上。每一報警組都可以指定某一報警聲調(diào),共有5種聲調(diào),可以連接到外部報警節(jié)點中的任一節(jié)點上。報警優(yōu)先級。在過程報警瀏覽畫面和報警匯總畫面中可通過報警優(yōu)先級來分類處理報警。共有16個報警優(yōu)先級。報警匯總畫面。該匯總畫面中包括10,000個最新發(fā)生的系統(tǒng)事件和過程報警。所有報警的狀態(tài)及發(fā)生變化的時間隨時在該匯

38、總畫面上顯示出來。用戶可以按時間順序或優(yōu)先級來排列事件和報警總貌。按下軟ADP盤上與報警點相關(guān)的按鍵即可調(diào)出相應(yīng)的顯示畫面。報警抑制。對每個標簽或報警組,CONDUCTOR-NT具有報警過濾和抑制功能,以人為斷開報警提示。CONDUCTOR-NT上被抑制的標簽不產(chǎn)生報警聲,不需要確認,也不會在報警匯總畫面上以及記錄中出現(xiàn)。報警的自動抑制可以由規(guī)定的過程條件觸發(fā)產(chǎn)生,在此情況下,報警的抑制以其他過程變量為基礎(chǔ)。2.4 幫助顯示功能系統(tǒng)提供在線的HELP顯示軟件包幫助運行人員在機組啟停或緊急工況時的正常運行,用戶也可以在將來的運行過程中增加根據(jù)自己經(jīng)驗編制的新的幫助畫面及相關(guān)內(nèi)容,所有的指導(dǎo)幫助內(nèi)

39、容均與相關(guān)設(shè)備相連,運行人員可以很方便地隨時利用幫助鍵或熱鍵切換到這些畫面,Symphony系統(tǒng)的操作員工作站有強大的文字信息處理和畫面編輯能力可以保證方便地實現(xiàn)所需功能。系統(tǒng)運行的時候,提供機組和設(shè)備運行的時候的操作指導(dǎo),操作指導(dǎo)分為啟動方式,正常方式,停機方式,跳閘方式等4種。2.5 過程與系統(tǒng)事件的記錄所有記錄使用可編輯的標題,可按指定的格式,確定所有的記錄標題。記錄功能可由程序或運行人員指令控制。數(shù)據(jù)庫中具有的過程點均可以記錄,并且可以將數(shù)據(jù)引入辦公室軟件中。定期記錄定期記錄包括交接班記錄、日報和月報。對交接班記錄和日報,系統(tǒng)將按要求在每30分鐘或每一小時的時間間隔內(nèi),提供至少500個

40、預(yù)選變量的記錄。而對月報,則在每一天的時間間隔內(nèi),提供至少500個預(yù)選變量的記錄。在每個交接班后,或每天結(jié)束時,或每個月結(jié)束時,自動進行記錄打印,或根據(jù)運行人員指令打印。這些變量包括計算值、平均值、累計值、瞬時值、加權(quán)平均值或時間周期內(nèi)最大/最小值。運行人員操作記錄系統(tǒng)可記錄運行人員在單元控制室和就地進行的所有操作(包括調(diào)整項目及其每次操作的精確時間。通過對運行人員操作行為的準確記錄,可便于分析運行人員的操作意圖,分析機組事故原因。至少可存5000個操作記錄,并且只有受權(quán)人可在工程師站清除該項記錄。事件順序記錄(SOE1系統(tǒng)可提供至少1,500個事件順序記錄點,其時間分辨率小于等于1ms。2接

41、入事件順序記錄的任何一點的狀態(tài)變化至特定狀態(tài)時,立即啟動事件順序記錄裝置。3事件順序記錄包括測點狀態(tài)、測點描述及其三個校正時間,即接入該裝置的任一測點發(fā)生狀態(tài)改變的繼電器動作校正時間、啟動測點狀態(tài)改變的校正時間和毫秒級的掃描第一個測點狀態(tài)改變與掃描隨后發(fā)生的測點狀態(tài)改變之間的時間差校正。SOE記錄按經(jīng)過校正的順序排列,并按小時、分、秒和毫秒打印出來。4事件順序記錄完成后,能自動打印出來,并自動將記錄存儲在存儲器內(nèi),以便以后按運行人員的命令打印出來。存儲器有足夠的空間存儲至少5000個事件順序記錄,存儲器的空間保證不會丟失輸入狀態(tài)改變的信號,并且在SOE記錄打印時,留有足夠的采集空間。5所有用于

42、事件順序記錄的輸入是硬接線至Symphony系統(tǒng),提供用于下列事件分析的足夠的輸入信號:a機組跳閘(主燃料跳閘、汽機跳閘、發(fā)電機跳閘b詳細說明引起主燃料跳閘、汽機跳閘和發(fā)電機跳閘的原因c主要的輔機設(shè)備跳閘d發(fā)變組及高低壓廠用電源系統(tǒng)斷路器跳閘e發(fā)變組及高低壓廠用電源系統(tǒng)保護動作f事故追憶記錄g提供跳閘后的事故追憶記錄。一旦檢測到機組某一主要設(shè)備跳閘,程序能立即打印出預(yù)先設(shè)置的表征機組狀況的重要變量(系統(tǒng)能提供5,000個的完整記錄,如提供跳閘前10分鐘和跳閘后5分鐘以1秒(或2s,5s,10s時間間隔的快速記錄。上述打印時間段及時間分辨率都可組態(tài)設(shè)定。h跳閘記錄可選擇自動打印或按運行人員指令打

43、印。i報警記錄j根據(jù)報警發(fā)生的時間順序,以報警一覽的格式按頁進行報警記錄打印。可選擇自動打印和按運行人員指令打印。Symphony系統(tǒng)人機接口可以存儲10,000個(循環(huán)文件系統(tǒng)內(nèi)最新發(fā)生的系統(tǒng)事件和過程報警。k操作員記錄l操作員記錄可按要求進行?？深A(yù)先選擇記錄打印的時間間隔或立即由打印機打印出來。所有具有地址的點均可設(shè)置到操作員記錄中。m設(shè)備運行記錄n在每天結(jié)束時,可打印出泵、風機等主設(shè)備的啟停次數(shù)和累計運行小時數(shù)?？蓪τ绊憴C組安全或設(shè)備壽命的越限時間進行累計。2.6 歷史數(shù)據(jù)的歸檔與檢索基于Symphony系統(tǒng)本身的特征,每一操作員服務(wù)器本身也是一個歷史數(shù)據(jù)站,系統(tǒng)中有幾個操作員服務(wù)器就存

44、在著幾個歷史數(shù)據(jù)站,互為備用。這樣可以避免單一的外掛式歷史數(shù)據(jù)站由于故障而帶來的歷史數(shù)據(jù)丟失導(dǎo)致的工程管理上的不必要的損失。Conductor NT可以在任何存儲媒介中存儲趨勢,記錄標簽數(shù)據(jù),Conductor NT可以支持三種存儲媒介。標準的1.44M軟盤,磁帶機或光盤。被存檔的趨勢及記錄數(shù)據(jù)可以很容易地被重讀到 Conductor NT 中,并可打印和顯示出來。1信息存儲:在緩沖區(qū)被占滿之前,系統(tǒng)自動把硬盤需要存檔的信息傳送到其它可移媒介中去。當存檔媒介臨近飽和時,將顯示有關(guān)的信息。系統(tǒng)將以標準化格式的讀寫方式來存儲這些信息。存檔處理周期將由存儲媒介及數(shù)據(jù)的大小和類型來決定。2信息恢復(fù):被

45、恢復(fù)的存檔信息將被傳送到硬盤去。Conductor NT按照指定的時間周期來傳送這些信息。 Conductor NT本身帶有的應(yīng)用軟件按所要求的時間周期來查詢這些存檔文件。被恢復(fù)的趨勢也能夠顯示,修改和拷貝。提供的Conductor NT系統(tǒng)的在線存儲容量與硬盤容量直接相關(guān)。系統(tǒng)同時提供長期存儲信息的磁帶機或可讀寫光盤驅(qū)動器。Conductor NT的檢索可按指令進行打印或在CRT 上顯示出來。歷史數(shù)據(jù)可按1秒采集周期存儲大于7天,以后的數(shù)據(jù)采集周期時間為半分鐘,存儲時間不少于3個月。2.7 系統(tǒng)診斷Conductor NT可以把Symphony系統(tǒng)內(nèi)各個節(jié)點設(shè)備的狀態(tài)顯示出來,它們包括系統(tǒng)內(nèi)

46、所有的控制,數(shù)據(jù)采集和通訊模件,終端操作臺及電源系統(tǒng)等。 Conductor NT還可提供模件的狀態(tài)報告,該報告可列出各個I/O點的故障,以便維護。Conductor NT具有規(guī)范的診斷功能,它在系統(tǒng)內(nèi)部提供診斷信息,以便于系統(tǒng)問題的診斷。2.8 機組性能計算提供在線的性能計算功能 , 可以按要求計算機組的效率,各主要設(shè)備的效率,各種能耗。其計算結(jié)果可以打印、顯示出來供操作員參考,以提高機組效率與壽命,計算值及各種中間計算值有打印記錄并可在CRT上顯示,大部分計算采用輸入數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。性能計算至少包括以下內(nèi)容:1由鍋爐熱效率, 汽輪發(fā)電機循環(huán)綜合熱耗率及廠用電消耗計算得出的機組凈熱耗率。2

47、用輸入 - 輸出方法, 計算汽輪發(fā)電機整個循環(huán)性能, 所獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)與主蒸汽溫度, 壓力及排汽壓力等偏差進行校正。3用焓降的方法計算汽輪機效率, 同時應(yīng)分別計算高壓缸, 中壓缸和低壓缸的效率。4用輸入 - 輸出和熱量損失的辦法,計算鍋爐效率。并分別列出可控熱量損失和非可控熱量損失。5用端差及逼近法, 計算給水加熱器效率。6用 "熱交換協(xié)會標準 (HEIS" 提供的凝汽器清潔系數(shù), 計算凝汽器效率。7用能量平衡原理, 計算空氣預(yù)熱器效率。8鍋爐給水泵和給水泵汽輪機效率。9過熱器和再熱器效率。10用蒸汽溫度, 進汽壓力, 凝汽器壓力, 給水溫度, 過剩空氣等的偏差, 計算熱效率

48、與額定熱效率的偏差, 并計算偏差所引起的費用。11電氣系統(tǒng)性能計算。以上這些性能計算應(yīng)在 25% 以上負荷時進行, 每 10分鐘計算一次, 計算精確度小于 0.1%。由于性能計算的準確與否與設(shè)備的性質(zhì)密切相關(guān),尤其是大型設(shè)備的性能計算更是這樣。同樣的公式,參數(shù)取自不同的地方,系數(shù)上的一點差異就會造成最終結(jié)果的不合格,甚至造成對操作員的誤導(dǎo)。因此這部分的計算公式應(yīng)來自于主設(shè)備的生產(chǎn)廠家。所有的計算均有數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查,若計算所用的任何一點輸入數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問題,告知運行人員并中斷計算。如采用存儲的某一常數(shù)來替代這一故障數(shù)據(jù),則可繼續(xù)進行計算。如采用替代數(shù)據(jù)時,打印出來的計算結(jié)果上有注明。性能計算有判別機

49、組運行狀況是否穩(wěn)定的功能,使性能計算對運行有指導(dǎo)意義。在變負荷運行期間,性能計算根據(jù)穩(wěn)定工況的計算值,標上不穩(wěn)定運行狀態(tài),并提供機組效率的最新數(shù)據(jù),以達到增加負荷或分配負荷的目的,提供長時間的機組性能的歷史記錄,用于經(jīng)濟分析和維護分析。提供性能計算的期望值與實際計算值相比較的系統(tǒng)。比較得出的偏差以百分數(shù)顯示在CRT上。運行人員可對顯示結(jié)果進行分析,以使機組每天都能運行在最佳狀態(tài)。除在線自動進行性能計算外,還為工程研究提供一種交互式的性能計算手段。2.9 Symphony系統(tǒng)對報警數(shù)據(jù)的處理結(jié)構(gòu)報警是當過程現(xiàn)場及系統(tǒng)出現(xiàn)異常時,控制系統(tǒng)對其所作出的一種正確反映。報警的發(fā)布不僅僅是一種信息的公示,

50、更重要的是需要操作員對其作出快速響應(yīng),采取正確的措施消除報警,恢復(fù)生產(chǎn)及系統(tǒng)的安全運行。報警信息可包括:準確的檢測點狀態(tài)、異常的性質(zhì)、發(fā)生的時間、報警對系統(tǒng)的影響度、點間的關(guān)系、對操作員的幫助等一系列的說明。為更有效地處理過程和系統(tǒng)產(chǎn)生的報警,控制系統(tǒng)在多方面進行了各種探索和開發(fā)。其中包括不斷涌現(xiàn)的新產(chǎn)品和新結(jié)構(gòu),它們在現(xiàn)場為收集報警、處理報警、管理報警進行著不懈的努力。從傳統(tǒng)的報警燈、報警繼電器、報警蜂鳴器、報警光字牌結(jié)構(gòu)開始,就力求對所發(fā)生的報警有一個直觀的顯示,以及對操作員產(chǎn)生具有一定強度的震撼力。而今天數(shù)字化的報警系統(tǒng)不僅有效地繼承了典型報警系統(tǒng)的多種優(yōu)點,而且還在報警信息的處理,報警

51、數(shù)據(jù)的利用,報警信息的追憶和分析上,更有著獨到的長處?，F(xiàn)在提供的數(shù)字化報警系統(tǒng)或稱之為結(jié)構(gòu),就是當今各種信息處理技術(shù)有效結(jié)合的一個產(chǎn)物。它不僅充分體現(xiàn)了傳統(tǒng)報警的功能,而且注重人員使用的靈活性,提升了報警結(jié)構(gòu)的整體環(huán)境。當然,今天的數(shù)字化報警系統(tǒng),也同樣必須遵守DCS的基本原則,即采用分散的數(shù)據(jù)采集和甄別,以及數(shù)據(jù)的集中管理等成功的模式。Symphony不僅是一個成功的分布式控制系統(tǒng),也是一個數(shù)字化報警系統(tǒng)。它所具有的功能給我們完成過程控制和處理各種報警提供了強有力的支持。在Symphony系統(tǒng)中,對生產(chǎn)過程或系統(tǒng)異常所產(chǎn)生報警的管理,由一系列系統(tǒng)設(shè)備共同完成。它們既是分散的獨立設(shè)備結(jié)構(gòu),又是

52、功能集成的環(huán)境整體,由數(shù)據(jù)流帶動了整個系統(tǒng)的合理運行。現(xiàn)場控制單元HCU是系統(tǒng)就地的分散數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備。它承擔著與現(xiàn)場的物理連接和相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集及處理任務(wù)。當過程狀態(tài)出現(xiàn)異常時,又由它完成異常的判別,以及在確定異常后發(fā)出相應(yīng)的報警?，F(xiàn)場控制單元的核心是具有CPU的多功能處理器。對其進行組態(tài)后,它就具有了對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集及是否發(fā)生異常的判別能力。一旦確定為出現(xiàn)異常,處理器不僅產(chǎn)生相應(yīng)的報告,而且還同時向其它系統(tǒng)設(shè)備通報已出現(xiàn)的報警信息。這些執(zhí)行著不同功能分區(qū)的現(xiàn)場控制單元連接著不同的I/O,完成著不同的數(shù)據(jù)采集及判別,把整個過程相應(yīng)的各種數(shù)據(jù)準確地引入系統(tǒng),建立起分散的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和報警信息資源

53、庫。人系統(tǒng)接口HSI是系統(tǒng)中央控制室的核心設(shè)備。它承擔著系統(tǒng)窗口和操作界面,以及匯集和處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)、系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)的任務(wù)。在接到HCU所發(fā)出的報警報告后,由它完成報警數(shù)據(jù)的匯總、排序、分類、保存,以及支持操作員的操作等。人系統(tǒng)接口的CRT為操作員提供了最好的顯示窗口,使操作員能夠借助它了解過程及所發(fā)生的報警。人系統(tǒng)接口的多種媒體的存儲器及數(shù)據(jù)輸出設(shè)備為系統(tǒng)管理,保存現(xiàn)場和系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供了強有力的手段。人系統(tǒng)接口的操作界面如:各種顯示畫面,操作員使用的操作設(shè)備等,使操作員盡快進入系統(tǒng),改變異常狀態(tài)提供了有效的支持。經(jīng)過標簽數(shù)據(jù)庫和畫面組態(tài)的人系統(tǒng)接口,成為向操作員提供完整的現(xiàn)場和系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù),以及報

54、警信息的管理結(jié)構(gòu)。現(xiàn)場控制單元是一個采用模件化結(jié)構(gòu)的就地設(shè)備。它包括了安裝結(jié)構(gòu)、通訊結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)、與現(xiàn)場的連接結(jié)構(gòu)、電源結(jié)構(gòu)等?，F(xiàn)場控制單元可支持三種類型的模件即:通訊模件、多功能處理器模件和I/O模件等?，F(xiàn)場控制單元內(nèi)置了以傳送控制數(shù)據(jù)為主體的控制通道,以及以支持多功能處理器獲得接口的擴展總線。這兩級總線及相應(yīng)的設(shè)備,就把現(xiàn)場控制單元變成了系統(tǒng)的一個節(jié)點。向整個系統(tǒng)提供它所連接I/O的數(shù)據(jù)信息和狀態(tài)。現(xiàn)場控制單元的核心是多功能處理器。它當然必須經(jīng)過組態(tài)。組態(tài)就使多功能處理器具有了報警數(shù)據(jù)分散采集和甄別的能力。對現(xiàn)場控制單元多功能處理器的組態(tài),需使用一系列由系統(tǒng)提供的標準算法即功能碼。功能碼

55、 Function Code(FC駐留在控制器的內(nèi)存內(nèi),一旦確定了地址后,就成為了功能塊。當把這些功能塊按照需要建立起功能塊的邏輯關(guān)系后,經(jīng)過編譯控制器的組態(tài)就可以裝入相應(yīng)的存儲器內(nèi),形成完整的控制策略。在功能碼系列中包括了一定數(shù)量具有報告數(shù)據(jù)特性的功能碼,如:適于常規(guī)模擬量數(shù)據(jù)采集的FC30模擬量例外報告功能碼;適于常規(guī)數(shù)字量數(shù)據(jù)采集的FC45數(shù)字量例外報告功能碼;在人系統(tǒng)接口上有控制面板,并可改變操作特性及參數(shù)的FC80模擬量站功能碼;在人系統(tǒng)接口上有控制面板,并可改變狀態(tài)的FC62數(shù)字驅(qū)動功能碼,等;在系統(tǒng)中共駐留了10多個具有報告特征的功能碼。它們可以承擔起數(shù)據(jù)采集及報警判別的功能。功

56、能碼的組態(tài)過程,需經(jīng)過選擇對位的功能碼,設(shè)定相應(yīng)的功能碼規(guī)格參數(shù),以及建立完整的功能碼邏輯關(guān)系和塊地址。這一組態(tài)過程可在系統(tǒng)工具Composer內(nèi)以圖形方式直觀地進行。以FC30功能碼為例,說明一個模擬量采集數(shù)據(jù)的報警判別。FC30具有一個供工程師組態(tài)使用的圖標。該圖標不僅能夠使工程師一目了然地知道功能碼的特性,而且還可以通過它所具有的輸出(N,規(guī)格參數(shù)(S,得到功能特性,以及使用連線的方式進行功能碼間邏輯關(guān)系的確定。FC30的圖標 FC30具有的規(guī)格參數(shù)(S1-S7 其中:規(guī)格參數(shù)S5:描述了該模擬量采集值的高報警限;規(guī)格參數(shù)S6:描述了該模擬量采集值的低報警限;當采集的模擬量超過以上參數(shù)設(shè)

57、置的值時,就會在輸出端(N處得到一個以例外報告方式出現(xiàn)的報警報告。請注意該兩項參數(shù)是可調(diào)的。就是說,在人系統(tǒng)接口上可進行這兩項參數(shù)的修改,而且不會中斷控制器的工作,改變操作方式(執(zhí)行方式。FC30的塊輸出(N(該塊僅有一個塊輸出 該輸出是一個具有質(zhì)量標志的實數(shù)。它將向其它系統(tǒng)設(shè)備通報這一模擬量的數(shù)據(jù),即例外報告或稱之為報警報告。當控制器的CPU執(zhí)行在該功能塊時,它會把從其它功能塊傳送來的模擬計數(shù)值加以相應(yīng)的報警判別。如果認為該值超過參數(shù)設(shè)置的范圍,即在(N端得到報警報告。反之將不會得到相應(yīng)的報告。它的判別就如同下圖給出的過程一樣。FC30報告產(chǎn)生的示意圖 請注意:在該圖中標有、的點,均產(chǎn)生了例外報告即報警報告。這些報警報告會自動進入控制器的存儲器,并按照網(wǎng)絡(luò)采集報告的節(jié)奏,進入相應(yīng)的例外報告數(shù)據(jù)庫,并形成該節(jié)點的信息包傳遞至其它節(jié)點如人系統(tǒng)接口設(shè)備等。另外,除FC30功能碼外,還有FC177是一個增強型模擬量數(shù)據(jù)采集功能碼。它還可向系統(tǒng)提供多級及偏差報警等能力。在對控制器的組態(tài)中,還應(yīng)不失時機地使用具有改變操作特性及相關(guān)參數(shù)的功能碼,如在人系統(tǒng)接口上具有控制面板的模擬量控制站FC80站功能碼