國(guó)內(nèi)外發(fā)電過(guò)程控制系統(tǒng)分析

1、國(guó)內(nèi)外發(fā)電過(guò)程控制系統(tǒng)分析信息化工廠的基本模型運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)營(yíng)銷與銷售系統(tǒng)財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)人力資源系統(tǒng)研發(fā)管理系統(tǒng)渠道管理系統(tǒng)計(jì)劃管理采購(gòu)管理生產(chǎn)活動(dòng)控制車間和工段設(shè)備庫(kù)存質(zhì)量維修安全、環(huán)保與衛(wèi)生DCS&PLC現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備ERPMESDCS/PLC過(guò)程控制發(fā)展趨勢(shì)：2I+2D+2S集成化和信息化（Integration & Information）開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)化模塊化可集成信息管理與過(guò)程控制一體化分布和分散（Distributed & Decentralized）控制邏輯分布（Distributed）物理安裝分散（Decentralized）智能化和小型化（Smarte

2、r & Smaller）支持現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的智能I/O體積更小，集成度更高，功耗更低，極大的節(jié)省空間I/O=非智能功能板調(diào)理板端子板I/O=智能的功能板調(diào)理板端子板I/O=智能的功能板端子板I/O=智能端子 The Terminal is the I/O DCS vs. PLCDCS 發(fā)源于流程工業(yè)，主要服務(wù)于連續(xù)控制。PLC發(fā)源于制造業(yè)，主要服務(wù)于離散控制。停機(jī)對(duì)流程工業(yè)是危險(xiǎn)和損失巨大的，所以DCS強(qiáng)調(diào)冗余，以獲得高可用性。制造業(yè)強(qiáng)調(diào)動(dòng)作速度，所以PLC強(qiáng)調(diào)掃描速度。中低端的PLC一般不能用于流程工業(yè)，即不能代替DCS。DCS在掃描速度提高后可以代替PLC。某些高端PLC具備了DCS的特征。

3、PLC的編程標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3也成為了DCS的標(biāo)配。高端PLC與高端DCS功能和結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)融合的趨勢(shì)。工業(yè)控制系統(tǒng)全球8大家并購(gòu)形成過(guò)程SchneiderTlmcaniqueSquare DModiconSchneiderElectricMerlin Grin“TransparentReady(Factory)”SACDAProfimaticsP&F SafetySystemsL&NMeasurexInterplantConsultingAllied SignalPOMSHoneywellExperion PKS,TotalPlantRockwellAutomationSprecher&

4、SchuhAllen-BradleyRelianceRockwellAutomationRsview,Factory TalkMooreMilltronicsAxivaORSISiemensCompexVickersTurbi-Werke“Totally Integrated Automation”IntellutionGE IndustrialGE FanucProficy,CimplicityFisherRosemountlPC&EEmersonCSIWestinghousePCDKenonicsMDCControlTechniquesSaab MarineElectronicsDelta

5、 V, PlantWebWonderwareTriconexEurothermAPVBaanFoxboroAVANTISPACSIMSimSci-EsscorWalshAutomationInvensysEsscorArchestrAHartmann & BraunFisher & PorterCombustionEngineeringAlfa-LavalAutomationAugustSystemsElsagBaileyCellierEngineeringSkyvaABBIndustrialIT軟件架構(gòu)并購(gòu)過(guò)程全球DCS六大巨頭占領(lǐng)85市場(chǎng)份額InvensysTOP 5 DCS Suppli

6、ers Worldwide資料來(lái)源：ARC對(duì)2002年銷售收入統(tǒng)計(jì)，第6名為Yokogawa，約9占有率。中國(guó)的DCS市場(chǎng)2003約5億美元，到2008年將達(dá)到10億美元(年增長(zhǎng)率15)，全球DCS市場(chǎng)(年增長(zhǎng)率約2.7%)約為中國(guó)市場(chǎng)的10倍。電力行業(yè)的DCS全球市場(chǎng)占有率資料來(lái)源：ARC對(duì)2002銷售統(tǒng)計(jì)。中國(guó)火電DCS市場(chǎng)上曾經(jīng)的“8家”原系統(tǒng)名稱原廠家新系統(tǒng)名稱現(xiàn)廠家INFI90BaileySymphony HarmonyABBContronicHartmann & BraunSymphony MelodyABBProcontrolABB不再發(fā)展ABBWDPFWestinghouseO

7、vationEmersonTelepermSiemensTeleperm XPSiemensI/A SeriesFoxboroI/A SeriesInvensysHICAS3000HITACHIHIACS5000HITACHIMAX1000Leeds and Northrup MaxDNAMetso2002年廢止關(guān)于“8家”的限制 國(guó)家電力公司辦公廳文件 辦科200215號(hào)關(guān)于撤銷原“部熱工自動(dòng)化領(lǐng)導(dǎo)小組”通知各有關(guān)單位： 1992年1994年期間，原能源部、電力部熱工自動(dòng)化領(lǐng)導(dǎo)小組根據(jù)熱工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)微機(jī)分散控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱DCS）在火電大機(jī)組上應(yīng)用的問(wèn)題提出了指導(dǎo)性意見(jiàn)，根據(jù)DCS產(chǎn)品的

8、先進(jìn)性及其在火電廠的應(yīng)用業(yè)績(jī)、工程經(jīng)驗(yàn)及與國(guó)內(nèi)制造廠家合作等情況，曾先后提出了推薦的DCS產(chǎn)品供工程招標(biāo)選用。該指導(dǎo)性意見(jiàn)在DCS技術(shù)引進(jìn)初期，對(duì)促進(jìn)其推廣應(yīng)用，規(guī)范市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，降低造價(jià)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，支持國(guó)產(chǎn)化等方面發(fā)揮了重要的作用。 為適應(yīng)我國(guó)加入WTO后的要求，經(jīng)公司研究決定撤銷原部熱工自動(dòng)化領(lǐng)導(dǎo)小組，原領(lǐng)導(dǎo)小組關(guān)于DCS選型的推薦意見(jiàn)也同時(shí)廢止，各發(fā)電企業(yè)在今后的DCS招標(biāo)工作中可根據(jù)工程的需要通過(guò)公平競(jìng)爭(zhēng)自行選擇適用的產(chǎn)品。國(guó)家電力公司辦公室2002年6月11日目前國(guó)內(nèi)主要的發(fā)電過(guò)程控制系統(tǒng)ABB：Symphony HarmonySiemens：Teleperm XPInvensys：

9、I/A SeriesEmerson：OvationHITACHI：HIACS-5000MMetso：MaxDNAAlstom：P320HollySys（和利時(shí)）：HOLLiAS-MACSXinhua（新華）：XDPS-400+ABB: The Road to the TopHartmann & BraunGermany,1879Fisher & PorterUSA, 1937Alfa-Laval AutomationSweden, 1955ASEASweden,1883 BBCSwitzerland,1891 August SystemsUSA,1978ABB Industrial IT Sy

10、stem 800 xABailey ControlsUSA, 1916Elsag GroupItaly, 1916TaylorUSA, 1851KentUK, 1891199719901974198819881998Elsag Bailey198919991996199419891989Procontrol PMasterPlantGuradTriGuardContronic(Melody)Freelance2000 (Digimatik)N90, INFI90INFI90 OPEN(Harmony)DCI4000DCI5000DCI System6Symphony HarmonySympho

11、ny MelodySymphony DCIFreelance 2000SattLineMOD300Advant OCSSafeGuard 400ABB通過(guò)公共軟件平臺(tái)整合復(fù)雜的DCS產(chǎn)品線Industrial IT System 800 xA 全面整合ABB的DCS產(chǎn)品線。Wickliffe, OH ABB recently launched its long-awaited automation system built on its IndustrialIT solution. Industrial System 800 xA Extended Automation encompasses

12、 functionality beyond the essential process control offered by ABBs 800 control systems, reaching into production management, safety systems, smart instrumentation, smart drives and motor control, robotics, information management, asset optimization, and documentation. ABB reports that 800 xA was in

13、stalled in more than 400 locations before its scheduled release on Jan. 5, 2004 Industrial IT System 800 xA(2004年1月推出的新系統(tǒng)軟件）Harmony: Area Controller and Block I/OCPU主頻50MHz最多可以帶64塊I/O功耗最大120WHarmony: Rack ControllerMelody10Mbps Ethernet支持Profibus-DPMelody I/OABB: Industrial IT Architecture 3rd party

14、controllers,servers etcSerial, OPCor fieldbus engineeringworkplace Field BusFirewall Plant Network / Intranet Field BusClient/server Network3rd party application serverapplicationserveraspectserver Workplaces(clients)Enterprise Optimization(clients)MobileOperatorconnectivityserver Control NetworkPro

15、grammableLogic ControllerAC 800CRedundantAC 800Mtouch-screenS800 I/OS900 I/OAspect Sever(系統(tǒng)屬性服務(wù)器）是Industrial IT 架構(gòu)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，它集中了系統(tǒng)中的所有對(duì)象屬性定義。For example, aspects are informational items associated with objects, such as I/O definitions, engineering drawings, process graphics, reports, trends, etc. that a

16、re assigned to each object in the system.ABB: S800 I/O通訊接口模塊：Profibus-DP或ABB Advant Fieldbus 100I/O模塊可與導(dǎo)軌橫向安裝I/O模塊可與導(dǎo)軌縱向安裝ABB: S800 I/OS800 I/O的安裝方式：可以縱向安裝（最高工作環(huán)境溫度40度）也可橫向安裝（最高工作環(huán)境溫度55度）ABB: AC800M主控制器AC800M冗余CPU: MPC860 (PowerPC 48MHz) MPC862 (PowerPC 96MHz)RAM: 8MB/16MB/32MB系統(tǒng)網(wǎng)：2路10Mbps以太網(wǎng)本體尺寸：（W

17、*H*D):115*186*135mmABB: AC800F控制器CPU：Intel 80960CA25 Intel 80960HT75主頻：25MHz / 75MHz內(nèi)存：4MB SRAMFlash：4MB外形：239 x 202 x 164 mm (W x H x D)AC800F主要用于兼容Freelance2000 IO模塊，也可以配S800 IO。注：80960CA屬于超標(biāo)量RISC （Super scalar RISC），可同時(shí)執(zhí)行兩條不相關(guān)指令。支持的通訊：PROFIBUSFoundation FieldbusMODBUSCAN Bus（Freelance IO）Interbus

18、EthernetHART（From S900 IO）電源輸入診斷口AC800F將Freelance的IO和S800/S900有機(jī)集成為一體Freelance2000 IO可以通過(guò)以太網(wǎng)與AC800F連接Freelance2000 IO通過(guò)CAN總線與AC800F連接S800 IOS900 IO（本安）冗余控制非冗余控制每個(gè)控制器使用一個(gè)專用以太網(wǎng)模件(DigiNet R)用于主AC800F與熱備控制器的數(shù)據(jù)通信及同步控制.AC800F通過(guò)RLM01模塊實(shí)現(xiàn)DP冗余Siemens: Teleperm XP西門(mén)子在電力和核電行業(yè)的DCS方案Siemens:Teleperm XP AS620 Con

19、trollerCPU: Intel486DX4-33Invensys/Foxboro: I/A Series ArchitectureInvensys/Foxboro: I/A Series HardwareInvensys/Foxboro: I/A Series Hardware新I/O與老控制器CP60kbps-2Mbps HDLC I/O總線轉(zhuǎn)為10MBps以太網(wǎng),而新控制器FCP270可以直接占用此位置。注：HDLC高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（High Data link Control), 是ISO標(biāo)準(zhǔn)的面向位傳送的串行通訊協(xié)議。HDLC通過(guò)01111110特殊字符來(lái)作為位流包的包頭和包尾

20、，包中的每個(gè)字符不需要再同步，即8位即可以表示1個(gè)字符。這一點(diǎn)不象面向字符的通訊協(xié)議，其每一個(gè)字符都需要用11bits表示，因?yàn)榘械拿總€(gè)字符都需要同步（即起始位和停止位，再加上一位校驗(yàn)位）。Invensys/Foxboro: I/A Series controllersFCP270模塊式主控制器月新品）可靠近FBM I/O模塊安裝ZCP270機(jī)架式主控制器月新品）CP60機(jī)架式主控制器（老產(chǎn)品）Invensys/Foxboro: I/A Series controllers FCP270Invensys/Foxboro: I/A Series controllers CP60CPU:AMD4

21、86DX5-133RAM:8MBSNET:以太網(wǎng)10Base2(同軸）功耗：15W工作溫度：060度Invensys/Foxboro: CP60 連接I/OOvation控制器PC 工藝和無(wú)源 PCI 總線與 WDPF Q-Line 卡和 Ovation I/O 產(chǎn)品直接相連上下各一個(gè)活動(dòng)風(fēng)扇，CPU芯片上一個(gè)風(fēng)扇。Ovation ControllersOVATION IO功能模塊調(diào)理模塊端子模塊結(jié)構(gòu)每個(gè)端子座上有 2 個(gè) I/O模塊每個(gè)站邏輯容量為128個(gè)模塊每個(gè)機(jī)柜物理容量為32個(gè)模塊OVATION 機(jī)柜容量前后32 特性模塊2 電源2 控制器16 I/O 基座32 I/O 模塊1 電源轉(zhuǎn)

22、接板I/O模塊特性模塊現(xiàn)場(chǎng)接線端子控制器頂視控制器電源電源電源轉(zhuǎn)接板單個(gè)機(jī)柜容量：最大32個(gè)模塊DIO：16點(diǎn)/模塊 RTD: 4點(diǎn)/模塊 AI: 8點(diǎn)/模塊 PI: 2點(diǎn)/模塊AO: 4點(diǎn)/模塊Ovation的改進(jìn)過(guò)程HIACS-5000M 體系結(jié)構(gòu)R600C ControllerFDDI (Fiber Distributed Data Interface), EthernetI/O 及RTB端子ALSTOM (CEGELEC): P320P320“Fully Redundant configuration”Redundant cell controller C80-75Redundant

23、field controllersCE2000 and I/O modulesRedundant F8000 networkF8000S8000P320的主控制器：C80-75來(lái)自GE FanucS8000 Unit NetworkF8000 Field NetworkP320: CE2000 I/OOther systemsModbus linkManual Control StationAnalog and Digital I/OManual SetpointStationF8000 networkF8000 networkPower SupplyPower Supply16 I/O mo

24、dulesSCPUNCPUActuators Features Local control & safety processing : 10, 20, 30, 50, 60 msEvent time tagging with 1 ms resolutionInput filteringChattering processingModule exchange in operationTime synchronizationAutotest & fault management Capacity16 I/O or Modbus modules256 DI/DO or 128 AI/AO Insta

25、llationFloor mounted cabinetsWall mounted cabinets (remoted field controllers)Metso：MAX1000/MaxDNADPU（控制器）PentiumWindows CE128 MB RAM, 64 MB flash memory2 maxNET ports和利時(shí)：DCS產(chǎn)品線路徑圖非冗余硬件DOS操作系統(tǒng)Profibus-DP以太網(wǎng)模塊式FM系列I/OWindowsNTIEC611313OPC接口冗余硬件CAN總線Arcnet網(wǎng)絡(luò)1995增加SM系列硬件將配套MACS V系統(tǒng)軟件配套MES軟件HOLLiAS-MACS2003MACS1999HS2000HS10001993HOLLiAS-MACSHOLLiAS-MACS SM系列硬件分散結(jié)構(gòu)，散熱結(jié)構(gòu)，抗振結(jié)構(gòu)，電路功耗等方便進(jìn)一步優(yōu)化。HOLLiAS-MACS FM系列主控制器集中電源結(jié)構(gòu)，配合FM系列I/O使用HOLLiAS-MACS FM系列I/O內(nèi)嵌微控制器的智能IO每個(gè)模塊內(nèi)置Profibus-DP