1、.2×300MW火電機組煙氣脫硫工程控制系統中電投遠達環保工程有限公司2004.10*;一、系統概述1.1本培訓材料是根據上海西屋控制系統有限公司提供的資料，針對*有限公司發電工程2×300MW火電機組煙氣脫硫工程所采用的分散控制系統（以下簡稱DCS）所提出的。1.2*有限公司發電工程2×300MW火電機組為新建機組，本脫硫工程采用石灰石-石膏脫硫工藝，3脫硫裝置計劃05年8月投入運行，4脫硫裝置計劃05年11月投入運行。1. 系統特點1.1 DCS由分散處理單元、數據通訊系統和操作員站、工程師站等人機接口及廠級計算機網絡接口組成。1.2 DCS系統易于組態，易于

2、擴展。1.3 DCS的設計采用合適的冗余配置和診斷至通道級的自診斷功能，具有高度的可靠性。系統內任一組件發生故障，均不影響整個系統的工作。1.4 系統的監視、報警和自診斷功能高度集中在CRT上顯示，并能在打印機上打印，控制、報警、監視和保護等基本功能將盡可能在功能上和物理上分散。特別注意保護功能的獨立性，以保證人員和設備的安全。1.5 賣方所供DCS系統可防止各類計算機病毒的侵害和DCS內各存貯器中的數據丟失。1.6 整個DCS的可利用率至少為99.99。1.7 控制系統的設計和配置符合下列總的防止故障原則。1.7.1個別故障不會引起整個控制系統故障。1.7.2個別故障不會引起FGD的保護系統

3、誤動或拒動。1.7.3將控制功能組合在系統塊中，系統設計要保證使任何模塊故障只解列部分系統的控制，且這種局部解列可由操作人員隨時干預。1.7.4控制系統的結構能反映設備的冗余度，不致于因控制系統內的個別故障而導致受控設備控制失靈，同時又使備用設備也無法啟動。1.7.5由于一個控制系統故障，電廠設備或控制功能要能在執行級(即遠方手動控制)響應其控制。該設備或控制過程自動解列1.7.6所有重要保護信號采用冗余(三取二)通道，以保證其可靠性，賣方充分保證防止保護系統誤動或拒動。1.8 每個控制系統和監視系統的交流電源由兩路獨立電源提供，電源安排能做到單一的故障不會使兩路電源斷電，同時不會由于電源切換

4、而發生控制系統誤動作或拒動作。DCS系統內部的電源，包括DCS柜、打印機、工程師站、操作員站等的電源由其自行分配。3.硬件系統3.1DCS系統硬件采用有現場運行實績的、先進可靠的和使用以微處理器為基礎的分散型控制系統。3.2系統內所有模件均采用CMOS元器件，其散熱量低，模件均采用固態電路、標準化、模件化和密封化，采用表面封裝工藝和插入式結構。3.3模件的插撥有導軌和聯鎖，以免造成損壞或引起故障，模件的編址不受在機柜內的插槽位置所影響，而是在機柜內的任何插槽位置上都能執行功能。3.4機柜內的模件能帶電插撥而不影響其它模件正常工作。3.5 分散處理單元內的處理器模件采用冗余配置，一旦某個工作的處

5、理器模件發生故障或運算錯誤，系統能自動地以無擾方式，快速切換至與其冗余的處理器模件，并在操作員站報警。分散處理單元內的處理器模件應各司其職（功能上應分離），以提高系統可靠性。處理器模塊使用I/O處理系統采集的過程信息來完成模擬控制和開關控制。3.6處理器中模件清晰地標明各元器件，并帶有LED自診斷顯示。3.7處理器模件的所有算法和參數駐留在電可擦除存儲器EEPROM中，在系統失電時其數據不會丟失。3.8某一個處理器模件故障，不影響其它處理器模件的運行。此外，系統總線故障時，處理器模件能繼續運行。3.9對某一個處理器模件的切除，修改或恢復投運，均不影響其它處理器模件的運行。3.10冗余配置的處理

6、器模件與系統均有并行的接口，即均能接受系統對它們進行的狀態和組態修改。處于后備狀態的處理器模件，能與工作狀態的處理器模塊一樣不斷更新其自身獲得的信息。3.11 OVATION系統控制器切換時間小于4ms,數據更新周期為10ms。系統的控制和保護功能不會因冗余切換而丟失或延遲。3.12電源故障屬系統的可恢復性故障，一旦重新受電，處理器模件能自動恢復正常工作而無需運行人員的任何干預。3.13I/O模件均為智能化, 減輕控制器的處理負荷。I/O模件除能完成掃描、數據整定、數字化輸入和輸出、線性化熱電偶冷端補償、過程點質量判斷、工程單位換算等功能。3.14所有的I/O模件都有標明I/O狀態的LED指示

7、和其它診斷顯示，如模件電源指示等。3.15所有的模擬量輸入信號每秒至少掃描和更新4次，所有的數字量輸入信號每秒至少掃描和更新10次，事故順序(SOE)輸入信號的分辨力小于1毫秒。為滿足某些需要快速處理的控制回路要求，其模擬量輸入信號應達到每秒掃描8次，數字量輸入信號達到每秒掃描20次。3.16 I/O模件提供熱電偶、熱電阻及420mA信號的開路和短路檢查功能, 這一功能將在每次掃描過程中完成。3.17所有接點輸入模件都有防抖動濾波處理。如果輸入接點信號在4毫秒之后仍抖動，模件不接受該點信號。3.18處理器模件的電源故障不會造成已累積的脈沖輸入讀數的丟失。3.19 I/O模件能自動地和周期地進行

8、零飄和增益校正。3.20冗余輸入的熱電偶變送器信號的處理，由不同的模件來完成。單個模件的故障不會引起任何設備的故障或跳閘。3.21 OVATION模擬量模件的每個通道均帶有一個獨立的A/D或D/A轉換器。 熱電阻輸入采用軟件組態方式，淘汰了原始的橋路。所有的輸入通道、輸出通道及其工作電源，均相互隔離。A/D和D/A的轉換精度為14位。對于模擬量輸入，每塊I/O模件點數為8點；對于模擬量輸出，每塊I/O模件點數為4點。對于數字量輸入輸出模件，每塊I/O模件點數為16點。RTD采用恒流源技術。 開關量輸入/輸出模件有光電隔離措施。3.22 DCS和其他供貨商提供的控制、保護裝置之間的信號交換采用I

9、/O通道時，采用了電隔離措施。3.23重要的和用于機組跳閘的輸入/輸出信號的通道冗余設置，并分別配置在不同模件上。不同控制器之間用于機組跳閘的輸入/輸出信號采取硬接線。3.24分配控制回路I/O信號時，使一個控制器或一塊I/O通道板損壞時，對裝置安全的影響盡可能小。冗余輔機控制的I/O，除個別不重要的外，置于不同控制器的通道板上。3.25 當控制器I/O模件及系統電源故障時，控制系統將采取相應的措施，確保工藝系統處于安全的狀態，不出現誤動，在系統電源喪失時，執行機構應保持失電前的位置。3.26 I/O類型（1） 模擬量輸入：8路420mA信號(接地或不接地)，最大輸入阻抗為250，系統提供4

10、20mA二線制變送器的直流24V電源。對15VDC輸入，輸入阻抗500K。（2） 模擬量輸出：4路420mA或15VDC可選，具有驅動回路阻抗大于750的負載能力。負端接到隔離的信號地上。系統提供24V DC的回路電源。（3）數字量輸入：16路輸入，負端接至隔離地上，系統應供對現場輸入接點的“查詢”電壓(48VDC)。（4）數字量輸出：16路輸出，數字量輸出模件采用電隔離輸出，隔離電壓250V，能直接驅動控制用電動機或任何中間繼電器。在后一種情況，出賣人提供中間繼電器、繼電器柜及可靠的工作電源，中間繼電器輸出接點容量為250V AC 5A；220V DC 3A。繼電器可常帶電。（5）熱電阻(R

11、TD)輸入：8路輸入，OVATION系統可以接受二線制、三線制、四線制的各種熱電阻信號。采用恒流源技術。（6）熱電偶(T/C)輸入：能直接接受分度號為E、J、K、T和R 型熱電偶信號(不需變送器)，并可滿足接地型熱電偶要求。熱電偶在整個工作段的線性化及溫度補償等處理，在I/O模件內完成而不需要通過數據通訊總線。熱電偶溫度補償范圍可滿足環境溫度的要求。（7）SOE16路輸入，分辨率：1ms（8）PI2路輸入，每秒至少能接受6600個脈沖。3.27 采樣周期電氣系統模擬量輸入采樣周期50ms；非電氣模擬量(溫度等)輸入采樣周期200ms；開關量輸入采樣周期20ms；脈沖量輸入寬度：80ms-120

12、ms；SOE: 1ms。3.28系統要求傳感器及輸入、輸出信號進行屏蔽，但是，系統能接受采用普通控制電纜（即不加屏蔽）的數字量輸入和輸出。3.29系統對于分散處理單元之間用于跳閘、重要的連鎖及超馳控制的信號，系統信號直接采用硬接線，而不通過數據高速公路發送。4系統說明4.1 打印機FGD_DCS配置2臺彩色噴墨記錄打印機（其中1臺用于報表打印），安放在單元控制室，并配有隔音罩。提供1臺彩色激光圖形打印機，安放在工程師室。它能根據要求打印任一CRT顯示畫面。提供1臺A3彩色噴墨圖形打印機，放在控制室內。提供1臺A4黑白激光SOE打印機，放在控制室內。4.2 CRT和鍵盤(1) 所供CRT為平面直

13、角，至少有32位真彩色，屏幕尺寸為21(英寸)，分辨力至少為1280X1024象素，顯示器為工業專用型、直角、物理純平、防眩光屏幕，并通過TCO99認證。(2) 單元控制室內的所有CRT組態相同,可互為備用。(3) 鼠標器或跟蹤球作為可選的光標定位裝置。(4) 每臺CRT 配置一個專用鍵盤。專用鍵盤具有完整的數字、字母鍵外，系統還提供若干用戶鍵，使運行人員能直接調出各種所需的畫面。這些用戶鍵的用途，可由編程人員重新定義。(5) 提供4臺CRT，其中3臺安放在單元控制室內操作員站，1臺安放在工程師站。4.3電源4.3.1 系統的所有電子裝置機柜、操作員站和工程師站，均能接受由買方提供的UPS 和

14、廠用保安電源二路交流220V±10，50HZ±1HZ的單相電源。4.3.2系統設備除能接受上述二路電源外,在各個機柜和站內配置了相應的冗余電源切換裝置和回路保護設備,并用這二路電源在機柜內饋電。4.3.3 系統機柜內配置二套冗余直流電源.這二套直流電源都應具有足夠的容量和適當的電壓,能滿足設備負荷的要求.4.3.4任一路電源故障或任一塊電源模件故障控制系統都有報警指示，二路冗余電源通過二極管切換回路耦合.在一路電源故障時自動切換到另一路，以保證任何一路電源的故障均不會導致系統的任一部分失電。4.3.5電子裝置機柜的饋電應分散配置，以獲取最高可靠性，對I/O模件、處理器模件、

15、通訊模件和變送器等都提供冗余的電源。4.3.6接受變送器輸入信號的模擬量輸入通道，能承受輸入端子的短路，并不影響其他輸入通道。系統設置有單獨的熔斷器進行保護.4.3.7無論是開關量信號輸出還是脈沖量信號輸出，都有過負荷保護措施。此外，在系統內為每一被控設備維護提供必需的電隔離手段。任一控制模件的電源被拆除，均報警，并將受此影響的控制回路切至手動。4.3.8每一開關量輸入、輸出通道都有單獨的熔斷器或采取其它相應的保護措施。4.4環境4.4.1系統能在電子噪聲、射頻干擾及振動都很大的現場環境中連續運行，且不降低系統的性能。4.4.2系統設計采用各種抗噪聲技術，包括光電隔離、高共模抑制比、合理的接地

16、和屏蔽。4.4.3在距電子設備1.2m以外發出的工作頻率達470MHz、功率輸出達5W的電磁干擾和射頻干擾，不影響系統正常工作。4.4.4系統能在環境溫度040（控制站050），相對濕度1095%(不結露)的環境中連續運行。4.5電子裝置機柜和接線4.5.1電子裝置機柜的外殼防護等級，室內為IP52，室外為IP56。4.5.2機柜門有導電門封墊條，以提高抗射頻干擾(RFI)能力。柜門上不裝設任何系統部件。4.5.3機柜的設計滿足電纜由柜底引入的要求，提供的電纜接線采用接線端子排方式，而非將電纜直接連接在卡件端子上。4.5.4對需散熱的電源裝置，提供排氣風扇和內部循環風扇。排氣風扇和內部循環風扇

17、均易于更換。風扇故障有報警。4.5.5所提供的機柜內裝設溫度檢測開關，當溫度過高時進行報警。4.5.6裝有風扇的機柜均提供易于更換的空氣過濾器。4.5.7機柜內的每個端子排和端子都有清晰的標志，并與圖紙和接線表相符。4.5.8機柜內每個端子排布置在易于安裝接線的地方，即為離柜底300mm以上和距柜頂150mm以下。4.5.9端子排、電纜頭、電纜走線槽及接線槽均由阻燃型材料制造。4.5.10 DCS系統內設備之間及機柜與控制盤、臺之間互聯的電纜符合IEEE防火標準。4.5.11組件、處理器模件或I/O模件之間連接避免手工接線。使用的接插件能自鎖或緊固。4.5.12機柜內預留充足的空間，使買方能方

18、便地接線、匯線和布線。4.5.13機柜內的所有線路橫截面積、硬度及可撓性保證足夠大和安全電流承載能力以及物理強度。內部接線的絕緣有阻燃性能。4.6系統擴展 4.6.2系統余量 -每個機柜內的每種類型測點都有10%的備用量， 每塊卡件都留有備用量。繼電器留有10%的備用量，繼電器應采用質量可靠的進口產品，如歐姆龍。每種卡件的備用量至少不能少于1塊。 -每個機柜內有15%的模件插槽備用量。該備用插槽配置必要的硬件，保證今后插入模件就能投入運行。 -最忙時，每個控制器CPU的負荷率不大于60%，操作員站服務器CPU負荷率不大于40%。 -內部存儲器占用容量不大于50%，外部存儲器占有容量不大于40%

19、。 -40%電源余量。電源分配柜考慮10%的回路備用量。 -以太網通訊總線的負荷率不大于20%。 -操作員站服務器允許最大標簽量為不低于5萬個。 -所有備用設備的柜內接線和器件完整，并引接至機柜備用端子排。4.6.2可靠性DCS系統的操作員站、數據總線、控制器作冗余（100%）配置。冗余的設備（1+1）互為熱備，當一個設備故障時能夠自動地進行無擾動切換，并在操作員站給出故障報警。當通訊高速公路故障時，微處理器能連續運行，能在不影響其它微處理器的情況下進行拆卸、調整、維護。DCS系統接受兩路電源，一路為UPS，另一路為保安電源。DCS柜內采用雙路直流電源供電，由二級管耦接。硬件配置分組，當一個模

20、件故障時，僅有一組現場設備受影響。5 軟件特點5.1*FGD DCS軟件系統是一套完整的滿足技術要求的DCS程序軟件包，包括實時操作系統程序、應用程序、及性能計算程序,編程語言符合IEC1131標準,采用連續控制功能塊圖(CFC)、順控功能塊圖（SFC）、梯形圖（LD）、指令表（IL）等組態，對于復雜的功能還可以通過外掛C語言或其它高級語言來實現。5.2 所有的算法和系統整定參數將駐存在各處理器模件的非易失性存儲器內，執行時不需重新裝載。5.3 模擬量處理器模件所有指定任務的最大執行周期不超過250ms，開關量處理器模件所有指定任務的最大執行周期不超過100ms。5.4 對需快速處理的模擬和順

21、序控制回路，其處理能力分別為每125ms和50ms執行一次。5.5 模擬控制回路的組態，可通過駐存在處理器摸件中的各類邏輯塊的連接，直接采用SAMA圖方式進行，并用易于識別的工程名稱加以標明。還可在工程師站上根據指令，以SAMA圖形式打印出已完成的所有系統組態。5.6 在工程師站上能對系統組態進行修改。不論該系統是在線或離線均能對該系統的組態進行修改。系統內增加或變換一個測點，不必重新編譯整個系統的程序。5.7 在程序編輯或修改完成后，能通過數據高速公路將系統組態程序裝入各有關的處理器模件，而不影響系統的正常運行。5.8 順序控制的所有控制、監視、報警和故障判斷等功能，均由處理器模件提供。5.

22、9 順序控制的編程使順控的每一部分都能在CRT上顯示，并且各個狀態都能得到監視。5.10 所有順序控制邏輯的組態都應在系統內完成，而不采用外部硬接線、專用開關或其他替代物作為組態邏輯的輸入。5.11 順序控制邏輯應采用熟悉的，類似于繼電器型式的功能符號，以邏輯圖或梯形圖格式進行組態，并可在工程師站上按指令要求，以圖形方式打印出已組態的邏輯。5.12 查找故障的系統自診斷功能應診斷至模件級故障。報警功能使運行人員能方便地辨別和解決各種問題。6.人機接口人機接口包括操作員站和工程師站。6.1操作員站6.1.1操作員的任務是在標準畫面和用戶組態畫面上，匯集和顯示有關的運行和操作信息，供運行人員據此對

23、脫硫的運行工況進行監視和控制。WINDOWS 2000操作系統,人機界面漢化。DCS系統設計脫硫裝置和設備運行時的操作指導，操作指導應分為：啟動方式、正常方式、跳閘方式。6.1.2操作員站的基本功能如下：(1) 至少有下列功能：² 顯示：包括操作顯示、成組顯示、畫面顯示、棒狀圖顯示、報警顯示等。² 制表記錄：包括定期記錄、事故追憶記錄、事故順序（SOE）記錄、跳閘一覽記錄等。² 歷史數據存儲和檢索。(2) 顯示a.總則.每個CRT能綜合顯示字符和圖象信息，運行人員通過CRT實現對機組運行過程的操作和監視。.每幅畫面能顯示過程變量的實時數據和運行設備的狀態，這些數據

24、和狀態每秒更新一次。.可顯示DCS系統內所有的過程點，包括模擬量輸入、模擬量輸出、數字量輸入、數字量輸出、中間變量和計算值。.提供對機組運行工況的畫面開窗顯示、滾動畫面顯示和圖象縮放顯示，以便操作人員能全面監視，快速識別和正確進行操作。.設計機組和設備運行時的操作指導，并由CRT的圖象和文字顯示出來。操作指導劃分為三個部分，即為起動方式，正常方式和跳閘方式。.提供P&I圖和運行要求，提供至少90幅用戶畫面（通常指工藝系統模擬圖）。.在工程師工作站上進行畫面生成程序自己制作和修改畫面。提供符合ISA過程設備和儀表符號標準的圖素。.畫面顯示能力，每幅畫面上的更新點不大于150個。b. 操作

25、顯示采用多層顯示結構，顯示的層數根據工藝過程和運行要求來確定，這種多層顯示可使運行人員方便地翻頁，以獲得操作所必需的細節和對特定的工況進行分析。多層顯示包括廠區級顯示（或稱概貌顯示）、功能組顯示和細節顯示。.廠區級顯示（或稱概貌顯示）廠區級顯示提供每臺機組運行狀態的總貌，顯示出主設備的狀態、參數和包括在廠區級顯示中的與每一個控制回路有關的過程變量與設定值之間的偏差。每一幅廠區級顯示畫面能可容納100個以上的過程變量，并且提供足夠的廠區級顯示畫面。.功能組顯示功能組顯示能觀察某一指定功能組的所有相關信息,可采用棒狀圖或畫面形式，并有帶工程單位的所有相關參數，并用數字量顯示出來。每幅功能組顯示畫面

26、最多可提供200幅以上的功能組顯示畫面。出賣人組態的功能組顯示畫面包括所有調節控制回路和程序控制回路。.細節顯示細節顯示可觀察以某一回路為基礎的所有信息，細節顯示畫面所包含的每一個回路的有關信息，足夠詳細，以便運行人員能據以進行正確的操作。c. 標準畫面顯示提供報警顯示、趨勢顯示、成組顯示、棒狀顯示等標準畫面顯示，并預先做好。. 成組顯示在技術上相關聯的模擬量和數字量信號，組合成成組顯示畫面，并保存在存儲器內，便于運行人員調用。一幅成組顯示畫面可包含20個以上的測點。. 棒狀圖顯示運行人員可以調閱動態，棒狀圖畫面即以動態棒狀圖的外形尺寸反映各種過程變量的變化。² 棒狀圖可在任何一幅畫

27、面中進行組態和顯示，每一棒狀圖的標尺可設置成任何比例。² 在一幅完全為棒狀圖的畫面上，其能力能顯示40根棒狀圖，并且至少提供20幅這樣的顯示畫面。² 進入DCS系統的任何一點模擬量信號，均設置為棒狀圖形式顯示出來。² 若某一棒狀圖，其數值越過報警限值時，越限部分用紅色顯示出來。. 趨勢顯示² 系統能提供200點歷史數據的趨勢和200點實時數據的趨勢顯示。² 在同一幅CRT顯示畫面上，在同一時間軸上，采用不同的顯示顏色，能同時顯示8個模擬量數值的趨勢。² 每個實時數據趨勢曲線包括600個實時趨勢值，時間分辨率為1秒。（存儲速率）

28、8; 每個歷史數據趨勢曲線包括600個歷史趨勢值，時間標度可由運行人員按0.5分鐘、1分鐘、2分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、30.分鐘和60分鐘進行選擇。.報警顯示² 系統能分辨出狀態的異常、正常或狀態的變化，若確認某一點越過預先設置的限值，CRT屏幕顯示報警畫面，并發出聲響信號。² 報警顯示按時間順序排列，最新發生的報警優先顯示在報警畫面的頂部，每一個報警點可有6個不同的優先級，并用6種不同的顏色顯示該點的Tag加以區分。² 報警可一次擊鍵進行確認。在某一站上對某一點發生的報警進行確認后，則所有其它站上該點發出的報警也同時被確認。² 所有出現的報警

29、及報警恢復，均由報警打印機打印出來。² 所有帶報警限值的模擬量輸入信號和計算變量，均分別設置報警抑制,以減少參數在接近報警限值時產生的頻繁報警。² 在設備停運及設備啟動時，有模擬量和數字量信號的“報警閉鎖”功能，以減少不必要的報警。² 對所有輸入信號和計算變量均提供可變的報警限值。這些報警限值可以是過程參數（如負荷、流量、溫度）的一個函數。² 在操作員站，通過一次擊鍵能調用多頁的報警一覽。每一頁報警一覽有20個報警點，報警一覽至少有1000個報警點,包括系統診斷報警點。d. 其它顯示. Help顯示為幫助運行人員在機組的啟、停或緊急工況時，能成功地操作，

30、系統提供在線的Help顯示軟件包。. 系統狀態顯示系統狀態顯示表示出與數據通訊總線相連接的各個站（或稱DPU）的狀態。（3） 記錄所有記錄使用可編輯的標題，而不是預先打印的形式。按用戶指定的格式，確定所有記錄的標題。記錄功能可由程序指令或運行人員指令控制，數據庫中所具有的所有過程點均可以記錄。a.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，系統在每一小時的時間間隔內，提供200個預選變量的記錄。而對月報，則在每一天的時間間隔內，提供200個預選變量的記錄。b. 運行人員操作記錄系統記錄運行人員在集控室進行的所有操作項目及每次操作的精確時間以及在那一臺操作站上操作的。c. 事

31、件順序記錄（SOE）出賣人提供128點高速順序事件記錄，其時間分辨率不大于1ms。事件原因的任何一點的狀態變化至特定狀態時，立即啟動事件順序記錄。事件順序記錄包括測點狀態、文字描述以及三個校正時間。所以SOE記錄按經過時間校正的順序排列，并按小時、分、秒和毫秒打印出來。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，以便以后按操作員的指令打印出來。存儲器有足夠的空間，以存儲至少5000個事件順序記錄，d. 事故追憶記錄提供跳閘后的分析記錄。一旦檢測到某一主設備跳閘，程序立即打印出表征機組主設備的120個變量的完整記錄，其中20個重要變量，提供跳閘前10分鐘和跳閘后5分鐘以1秒時

32、間間隔的快速記錄，其余變量的記錄時間間隔可為35秒。e. 操作員記錄操作員記錄可按要求進行。可預先選擇記錄打印的時間間隔或立即由打印機打印出來。操作員記錄可由20個組構成，每組16個參數。（4） 歷史數據的存儲和檢索（HSR）設置HSR的目的是為了保存長期的詳細的運行資料。提供的HSR系統與FGD_DCS設計相一致，最小容量為40GB，至少能存入1000個輸入點，以隨時記錄重要的狀態改變和參數改變。提供長期存儲信息的磁帶機或光盤驅動器。6.1.3 操作員站配置：(1) 型號：DELL OPTIPLEX GX270 數量：3臺，互為冗余(2) CPU: Pentium 4 2.4GMHz，RAM

33、: 256M，硬盤：40G 及以上(3) CRT：3臺,SONY CDP-520，21'純平，32位真彩色，1280X1024， 防閃爍畫面(4) CD ROM ,USB接口； 數量：2臺。(5) 鍵盤、鼠標：1套。 6.1.4雖然操作員站的使用各有分工，但任何顯示和控制功能均能在任一操作員站上完成。6.1.5顯示器畫面對鍵盤操作指令的響應時間<2s，顯示器畫面上數據刷新周期<1s，鍵盤（鼠標）發出操作指令到返回信號在顯示器上顯示的總時間<2s。6.1.6 數據保存可將系統配置文件保存在硬盤或軟盤，以便將來使用。6.2工程師站6.2.1工程師站（兼作歷史站）專用于DC

34、S系統的維護。通過它可進行系統的配置修改、調試、診斷。可通過工程師站進行在線修改、下裝，不會影響系統的運行。(1) 型號：DELL PRECISION 360 數量：1臺(2) CPU: Pentium 4 2.8GMHz，RAM: 2x512M，硬盤：4×36GB(3) CRT：1臺，SONY CDP-520，21'純平, 32位真彩色,1280X1024(4) SONY DVD R/W(5) 鍵盤、鼠標：1套，3.5'軟驅：1個，(6) Ethernet 網卡：1塊(7) 磁帶機6.2.2工程師能調出任一已定義的系統顯示畫面。在工程師站上生成的任何顯示畫面和趨勢圖

35、等，均能通過數據高速公路下載到操作員站。6.2.3工程師站能通過數據公路，既可調出系統內任一分散處理單元的系統組態信息和有關數據，還可使買方人員將組態的數據從工程師站上下載到各分散處理單元和操作員站。此外，當重新組態的數據被確認后，系統能自動地刷新其內存。6.2.4工程師站包括處理器、及能容納系統內所有數據庫、各種顯示和組態程序所需的主存貯器和外存設備。還提供系統趨勢顯示所需的歷史趨勢存儲功能。6.2.5工程師站可設置軟件保護密碼，以防一般人員擅自改變控制策略、應用程序和系統數據庫。6.3 系統安全性DCS系統設置有三個不同權限的操作級別，以保證系統的安全可靠性。通過鍵盤輸入口令的方式，可進入

36、相應的操作級別。(1)操作員級進入該級別后，操作員可實現以下的操作：切換畫面、手/自動切換、手動調節、CRT操作、打印(2)管理員別進入該級別后，可實現以下操作：參數的設定、修改，操作員級的全部操作。(3)工程師級為最高級別，進入該級別后，可實現以下操作：程序的組態、調試、修改，其它的全部操作。7.數據通訊系統7.1數據通訊系統將各分散處理單元、輸入/輸出處理系統及人機接口和系統外設聯接起來，并保證可靠和高效的系統通訊。所提供的通訊高速公路是冗余的(包括冗余的高速公路接口模件)。冗余的數據高速公路在任何時候都同時工作。控制網絡通訊速度為100MBPS,節點總線的通訊速度為10MBPS。7.2連

37、接到數據通訊系統上的任一系統或設備發生故障，不會導致通訊系統癱瘓或影響其他聯網系統和設備工作；任何站與高速公路之間的接口是無源的并是電氣隔離的；通訊高速公路的故障不會引起機組跳閘或使分散處理單元的功能喪失。7.3所提供的通訊總線是冗余的（包括冗余的通訊總線接口模件）。冗余的數據通訊總線在任何時候都將同時工作。7.4掛在高速公路上的所有站，都能接受數據高速公路上的數據，并可向數據公路發送數據。7.5數據通訊系統的負載容量，在最繁忙的情況下，以太網不超過20%，以便于系統的擴展。7.6在裝置穩定和擾動的工況下，數據高速公路的通訊速率保證運行人員發出的任何指令均能在1秒或更短的時間里被執行。7.7數

38、據通訊協議包括CRC(循環冗余校驗)、奇偶校驗碼等，以檢測通訊誤差并采取相應的保護措施，確保系統通訊的高度可靠性。能連續診斷并及時報警。7.9當數據通訊系統中出現某個差錯時，系統能自動要求重發該數據，或由硬件告知軟件，再由軟件判別并采取相應的措施，如經過多次補救無效，系統能自動采取安全措施，如切換至冗余的裝置，或切除故障設備等。7.10數據通訊高速公路能防止外部損傷。7.11提供一個“數字時鐘”接口以接收來自電廠GPS的“數字主時鐘”信號，使掛在數據通訊總線上的各個站的時鐘同步。8. DCS與PLC、SIS的8.1 系統采用硬接線方式將GGH吹灰器的狀態納入DCS監視，并可遠方啟、停GGH吹灰

39、器。 系統采用硬接線方式與空調PLC控制系統通訊，監示、控制中央空調系統的狀態。8.2 OVATAION系統FGD-DCS與SIS的通訊接口的形式采用OPC服務器，完成DCS與SIS系統的數據交換。OPC服務器提供一臺，但OPC服務器與SIS系統的接口卡采用冗余的接口卡。9. 系統機柜提供的DCS機柜，其質量標準一致，機柜尺寸、顏色、外形結構相同。機柜的外形尺寸為2200×600×600（高×寬×深），前后均單開門，顏色為：GSB05-1426-2001 G10飛機灰 2001版漆膜顏色標準樣卡（全國涂料和顏料標準化技術委員），所有外部接線至少滿足2.5

40、mm2線芯截面的接線要求。預制電纜插件連接可靠并可承受一定的外力；所有控制器機柜和I/O機柜均設置供電纜屏蔽層接地用的專用端子排；機柜內的每個端子排和端子都有清晰的標志，并與圖紙和接線表相符。 10. 系統自診斷功能DCS系統有自診斷功能，能連續地對系統的各個部件進行監視，一旦發現有故障，則CRT上通過顏色變化或代碼的方式給出報警，可給出簡單的描述。系統對冗余的數據總線/控制器連續地進行監視，一旦發生故障，能自動進行無擾切換，保證系統不間斷地運行。冗余的設備中，任一設備故障，無論是運行在主控還是從控方式均會給出報警。診斷功能包括：(1) 通訊檢測顯示系統通訊總線上的各個接點設備的運行狀況，如有

41、故障應給出指示和故障代碼。(2) 模件故障顯示各模塊的運行狀況，如有故障應給出指示和故障代碼。包括：控制器（CPU）故障、電源故障、I/O模件故障、測量回路的短路和開路。11 FGD系統結構(1) 石灰石漿液制備系統主要包括：1#球磨機系統2#球磨機系統每套磨機系統主要包括：球磨機本體磨機溢流罐及其出口的泵、閥門磨機給水調節閥磨機溢流罐補水閥(2) 煙氣系統主要包括：增壓風機GGH擋板煙氣系統檢測儀表(3) SO2吸收系統主要包括：循環泵排漿泵除霧器氧化風機吸收塔系統檢測儀表(4) 輔助系統主要包括：石灰石漿液罐、事故漿液罐沖洗水箱（脫水系統）、工業水系統濾液回收池石膏料倉壓縮空氣系統(5)

42、石膏脫水系統主要包括：1#真空皮帶脫水系統、2#真空皮帶脫水系統(6)石灰石接收系統主要包括：石灰石卸料斗雙向皮帶輸送機破碎機皮帶輸送機斗式提升機埋刮板輸送機石灰石倉電子皮帶稱12. 過程和順序控制DCS系統的控制器采用微處理器來實現各種回路調節和順序控制。通過數據總線，控制器與操作員站間實現雙向的數據交流。DCS系統的基本功能為數據采集和處理(DAS)、模擬量閉環控制(MCS)、順序開環控制(SCS)。12.1數據采集和處理系統其功能包括：顯示、記錄、歷史數據存儲和檢索、性能計算等。12.2閉環控制系統基本的閉環回路控制模式包括：(1)比例控制(2)比例、積分控制(3)比例、積分、微分控制冗

43、余設置的檢測點應分別接不同的輸入模塊。主要的閉環控制回路有（不限于此）：（1） 增壓風機壓力控制（2） 吸收塔內漿液濃度控制（3） 石灰石漿液制備系統（4） 石膏脫水自動控制（5） 石灰石漿液密度自動控制12.3順序控制系統（SCS）通過順序和聯鎖控制完成FGD系統自動啟動、停止和保護等功能。分為以下的三個等級：(1)驅動級控制驅動級對單個設備進行控制，為控制的最低一級。6KV電機及FGD進、出口檔板為主驅動裝置，每個主驅動裝置有單獨的驅動控制模塊。所有的驅動裝置和閥門都接入驅動控制模塊。冗余的驅動裝置和閥門配置在不同的模塊。(2)子組級控制對設備組進行控制，包括順序控制，并對驅動控制協調。3

44、#、4脫硫系統主要包括：¨ 增壓風機¨ 氧化風機A¨ 氧化風機B¨ 各漿液罐、池的泵及閥門¨ 密封風機A¨ 密封風機B¨ GGH¨ 除霧器輔助系統主要包括：¨ 1#球磨機¨ 2#球磨機¨ 石灰石給料系統¨ 1#皮帶脫水機¨ 2#皮帶脫水機¨ 石膏存儲系統¨ 工業水系統¨ 壓縮空氣系統¨ 各漿液罐、池的泵及閥門各子組的輸入、輸出信號應配置在不同的模塊。(3)組級控制發命令給子組級、并對子組級進行協調控制主要包括以下的組：

45、8; 石灰石接收系統¨ 石灰石漿液制備系統（2臺磨機及石灰石漿液罐）¨ 煙氣系統（煙道及相關設備如：GGH、BUF等）¨ SO2吸收系統（吸收塔、除霧器、氧化風機及輔助公用系統）¨ 石膏脫水及存儲系統（2臺皮帶脫水機、石膏輸送機、石膏倉等）(4)保護和連鎖設備運行和操作的必要的保護和連鎖，由控制程序來實現。12.4計算功能提供下列計算和控制功能，但不限于此。(a)加(b)減(c)乘(d)除(e)常規PID、自適應控制(f)定時器、延時器、R-S觸發器、計數器(g)前饋、反饋控制(h)速率限制(i)函數發生器（能根據輸入參數（點），自動生成曲線或折線）(j

46、)超前/滯后(k)選擇-高/低(l)限值-高/低(m)報警-高/低(n)開方(o)線性化處理、量程調整(p)帶增益的加法器(q)邏輯功能：與、或、非等(r)預測器(s)平均值在線性能計算采用2分鐘算術平均值結合部分參數CRT輸入進行。性能曲線可打印，并可提供長期歷史記錄、便于經濟和維護分析。性能曲線應有必要的注釋。在線性能計算包括以下項目，但不限于此：耗水量耗電量脫硫率石灰石利用率13.FGD-DCS系統配置圖系統按工藝分塊劃分為四個過程站（冗余DPU）。1過程站由CTRL1/51柜和EXT1-1柜組成，主要包括3脫硫系統；2過程站由CTRL2/52柜和EXT2-1柜組成，主要包括4脫硫系統；

47、3過程站CTRL3/53柜和EXT3-1、 EXT3-2柜組成，主要包括石膏脫水系統、球磨機系統；4過程站CTRL4/54柜和EXT4-1柜組成，主要包儀用石灰石接收系統、石膏轉運系統、電氣供配電系統；二、 DCS系統簡介 DCS系統也叫集散型控制系統，自1975年問世以來經歷了二十余年的時間。這二十余年間,其可靠性、實用性不斷提高,由過去的只應用在少數大型企業的控制系統，發展到電力、石油、化工、制藥、冶金等多行業的廣泛應用。為了使大家更好地了解DCS控制系統，我們先對集散型控制系統做一簡單介紹。1 DCS系統的概念 首先需要搞清楚的就是什么是DCS系統。DCS系統的定義是這樣的：DCS集散型

48、控制系統，又稱分布式控制系統（Distributed Control System)。它是基于計算機技術（Conputer)、控制技術(Control)、通訊技術(Communication)和圖形顯示技術(CRT)等技術，通過某種通信網絡將分布在工業現場(附近)的現場控制站、檢測站和操作站等操作控制中心的操作管理站、控制管理站及工程師站等連接起來,共同完成分散控制和集中操作、管理和綜合控制系統。2. DCS 系統的發展經歷 在了解了什么是DCS系統后,我們再回顧一下系統的發展過程。 世界上公認第一套DCS系統產生于1975年,由美國的霍尼維爾(HONEYWELL)公司推出TDC-2000(現

49、為TDC-3000系統)。與TDC-2000同期出現的DCS產品有日本橫河株式會社YOKOGAWA的CENTOM系統,現在的 CENTUM-XL、LS。從1975年到現在的21年間,世界上有很多公司先后推出了自己的DCS產品,這些中比較著名的有美國YAYLOR 公司的MOD,現為ABB公司收購,變為MOD300;美國貝利公司的 NETWORK-90,現為 INFI-90， 現也為ABB公司收購；FOXBORO公司SPECTRUM,現在的I/A系列;WESTINGHOUSE的WDPF 系統等。象SIEMENS、MOORE 、FISHER-ROUSE MOUNT 等公司也有自己DCS系統面世。DC

50、S之前的控制系統最早可追溯到單元組合儀表,采用單元組合儀表的控制系統功能單一,配置也很不靈活,無法完成比較復雜的控制 。隨后出現了集中式的計算機控制系統。這種系統因采用了計算機,其運算速度、數據處理能力和控制 功能大大提高。但集中式計算機控制系統有著嚴重不足,由于系統的一個主機擔負著現場數據采集、處理、控制運算、顯示、打印和控制操作,這樣它的控制或采集規模受限制,性能不宜提高,且危險集中,可靠性低,DCS系統的出現解決了集中式計算機控制系統可靠性低、規模小的缺陷。它將操作管理集中,而將控制分散,這使得控制系統的可靠性大大提高。 DCS系統的發展大致是這樣的:最早期的DCS系統采用以微處理器為基

51、礎的過程控制單元(PROCESS CONTROL UNIT),實現了分散控制 ,有各種控制功能要求的算法,通過組態獨立完成回路控制;具有自診斷功能,采用可靠性技術,信號處理采取了抗干擾措施。這些技術特點在現代的DCS 系統中仍存在,另外,還采用帶屏幕顯示器的操作站與過程控制單元分離,實現集中監視,集中操作,系統信息綜合管理,與現場控制分離。在通訊方面采用冗余通信系統,用同軸電纜作傳輸介質,將過程單元的信息送到操作站和上位計算機,實現了分散控制和集中管理。 發展到第二階段的DCS系統增加了批量控制和順序控制的功能,采用更快速的16位微處理器和高分辨率的CRT,提高了操作站的功能。伴隨著計算機網絡

52、技術,更方便地將控制站、操作站、可編程序控制器和計算機互聯,便于多機資源共享和分散控制。 DCS發展到第二階段,其特點是向標準化的系統發展。現在國外已有OCS系統(Open Control System),它的特點是允許多個不同廠家、不同品牌的產品共存于一個控制系統中,可以說它是DCS系統的一個發展趨勢。另外,操作站采用32位微處理器,處理信息量擴大,加工信息的質量提高,采用觸屏、軌跡球、鼠標器,運用窗口技術及智能顯示器,更方便操作指導。控制算法軟件也越來越豐富和完善。3.DCS系統的基本結構與組成 盡管DCS產品很多,但其基本結構與組成卻大體相同。DCS的結構可歸納為“三點一線”是DCS的骨

53、架計算機網絡,“三點”是掛接在網絡上的三種不同類型的節點,即面向被控過程現場的現場I/O控制站;面向操作人員的操作站;面向DCS監督管理人員的工程師站。DCS系統網絡是一個實時網絡,即要求網絡在確定的時限內完成信息的傳送。網絡的拓撲結構一般分為星形、總線型和環型三種,而且DCS廠家的網絡多采用令牌(TOKEN)方式的網絡。一般DCS廠家的網絡傳輸介質多為同軸電纜和光纖。這是DCS基本結構中的“一線”,它的主要作用是連接系統的各個節點(操作站、過程控制站等),進行信息的傳遞。 DCS系統“三點”的作用分別是這樣的:(1).現場控制站 是完成對現場I/O處理并實現直接數字控制(DDC)的網絡節點。

54、它的功能可能有: .現場數據的周期性采集 .采集數據的處理,包括濾波、轉換、放大 .現場數據和現場設備狀態的檢查和報警處理 .控制算法(連續調節和順序邏輯控制)的運算 .控制輸出執行 .與上位機或其他站進行數據交換,接收上位機的控制給定,向上傳遞各種采集、控制和狀態信息。(2).操作員站 操作員站是處理一切與運行操作有關的人機界面功能的網絡節點。它的主要功能有: .現場運行的自動監視、狀態報告和控制操作等; .歷史數據處理 .優化控制功能,利用數學模型和條件,計算最佳運行條件 .自適應控制功能(3). 工程師站 工程師站是對系統進行離線的配置、組態工作和在線的系統監督、控制、維護的網絡節點。其

55、主要功能是提供對DCS進行組態、配置工作的工具軟件,并在DCS在線運行實時地監視DCS網絡上各個節點的運行情況,使系統工程師可以通過工程師站及時調整系統配置及一些系統參數的設定,使DCS隨時處在最佳的工作狀態之下。4. DCS的基礎硬件 DCS系統主要有三種節點組成,這三種節點對局域網而言沒有什么本質的區別,但由于每種節點的功能不同,它們在硬件配置上有很大差異。這三種節點的基礎硬件組成如下: .現場I/O站,由各種I/O模板、信號調理板、電源組成 .操作員站有工業微機(IPC)或工作站、工業鍵盤、軌跡球或鼠標、大屏幕CRT、操作控制臺、打印機等硬件組成 .工程師站有通用微機或工作站、標準鍵盤、

56、軌跡球或鼠標、顯示器等硬件組成5. DCS的基礎軟件 DCS的基礎軟件包括兩大部分:第一部分是在線運行部分的軟件,稱為運行系軟件:第二部分為生產運行系軟件而離線運行的那部分軟件,稱為開發系軟件。運行系軟件是建立在實時的操作系統之上的一套應用軟件,實時操作系統是專門用于實時控制的操作系統,它具有以下基本特點: .多任務并行處理 .按優先級的搶占處理機的任務調度方式 .事件驅動 .多級中斷響應及處理 .任務之間同步和信息交換 .資源共享的互鎖機制 .設備與自動服務 .文件管理與服務 .網絡通信服務6 DCS系統的技術特點 分散控制系統自70年代中期推出以來之所以經久不衰,是因為他與常規儀表相比、與集中型計算機系統相比具有十分顯著的特點,它始終緊跟時代的發展成為前沿技術,已在過程控制中建立了主流地位。分散控制系統技術的先進性和功能特點概述如下。一、采用微機智能技術 分散控制系統采用了以微處理器為基礎的“智能技術”,凝聚了計算機的先進技術,成為計算機應用完善、豐富的領域。這是分散控制系統有別與其它系統裝置的最大特點。分散控制系統中的現場控制單元、過程輸入輸出接口、帶CRT操作站以及數據通信接口等均采用16位或32位微處理器,有記憶、數據運算、邏輯判斷功能,可以實現自適應、自診斷、自檢測等“智能”。二、采用分級遞階結構 分散控制系統采用分