DCS發展史

1975年至80年代前期為第一代產品。1975年美國最大的儀表控制公司霍尼韋爾首次向世界推出了它的綜合分散控制系統TDC—2000(TotalDistributedControl-2000),這一系統的發表,立即引起美國工業控制界高度評價,稱之為“最鼓舞人心的事件”。世界各國的各大公司也紛紛仿效,推出了一個又一個集散系統,從此過程控制進入了集散系統的新時期。

80年代中期至90年代前期為第二代產品。隨著計算機的發展與網絡開發使各控制廠商更多地采用商業計算機的技術,80年代末許多公司推出新一代的集散系統,其主要特征是新系統的局部網絡采用MAP協議;DCS發展史引用智能變送器與現場總線結構;在控制軟件上引入PLC的順序控制與批量控制,使DCS也具有PLC的功能。

90年代中期至21世紀初為第三代產品。至90年代初各國知名的DCS有:Bailey的INFI—90,Rosemount的RS—3,WestHoose的WDPF,Leeds&Nonthrup的MAX—1000,日本橫河的CENTUM。這里所提到的均為大型的DCS,為了適應市場的需要各廠商也開發了不少中小型的DCS系統如S—9000,MAX—2,LXL,A2PACS等等。

DCS發展史

3代產品的區別，可從DCS的三大部分，即控制站、操作站和通信網絡的發展來判斷。目前許多DCS系統的操作系統采用UNIX或其變種，也有中、小系統采用NT。相比較來看，UNIX的穩定性要好一些，采用NT系統死機現象發生較多。采用UNIX還是采用NT操作系統、采用專用的還是通用的監控軟件,操作系統和監控軟件配合比較好時可以減少死機現象;在通訊網絡方面，最差的是輪詢方式，在網絡上設有交通指揮器。較好的是令牌廣播、例外報告方式，根據我們的實驗，其速度要相差七八倍。DCS發展史根據國內外使用經驗，DCS的操作站可以使用7年以上，控制器則可用15-20年。DCS的各部件的壽命與平常的維護水平有關。在投運初期，容易損壞的概率比較大，一旦投入運行，幾乎是不壞的。從檢修的經驗來看，經檢修過的模件，已修復的部分一般不會重復損壞。從部件故障概率來看，電源的損壞概率最大。DCS發展史定義：輪詢方式：由CPU定時發出詢問，依序詢問每一個周邊設備是否需要其服務，有即給予服務，服備結束后再問下一個周邊接闃不斷周而復始。令牌廣播式：由一個節點發出一個令牌令牌是特殊的比特組，比特組內無源地址和目的地址，令牌沿環繞行。拿到這個令牌的節點就改變令牌中的一個特定位，將令牌變成一信息幀的幀起始界定。加掛上構成一幀所需要的其余字段以發送信息，網絡上的其他節點都在接收信息。當本站檢測到幀的目的地址與本站地址DCS發展史相符時，就接收該信息幀(目的節點)，同時轉發該幀，直到該幀回到發送站(源節點)，才把該幀釋放，再發送新令牌，令牌廣播式協議的網絡中，可以連接多個人機界面的節點，在網絡上的節點都是平等的，每個節點都有機會發送信息。大同富喬垃圾焚燒發電有限公司

循環流化床DCS操作員

操作講解一、DCS定義二、DCS作用和功能三、控制系統配置方案四、DCS系統硬件配置方案五、DCS系統完成的主要功能DCS定義DCS是分布式控制系統的英文縮寫(DistributedControlSystem)，在國內自控行業又稱之為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。)DCS主要特點控制功能強、系統可靠性高、采用CRT操作站有良好的人機界面、軟硬件采用模塊化積木式結構、系統容易開發、采用組態軟件，編程簡單，操作方便、有良好的性價比。二、DCS的功能DCS的功能在集控室通過CRT及軌跡跟蹤球/鍵盤并輔以少量的重要常規監控儀表完成對整臺機組啟動、聯鎖保護、正常監控及緊急停機的全部監控功能，并在機組控制室內能滿足各種工況運行要求。實現的功能有：DAS（鍋爐、汽機、和除氧給水數據采集）、MCS（模擬量控制）、SCS（輔機程控啟停和機組聯鎖保護）、FSSS(爐膛安全監控系統)和ETS（汽輪機保護）二、DCS控制系統配置方案常規控制系統配置原則在控制室內，運行人員以CRT操作臺為人-機接口，對整個機組進行監視和控制。為安全起見，可根據實際情況及電廠的要求，保留一定的常規儀表及控制開關。配置原則是：在DCS不能對機組進行正常控制時，通過常規儀表及控制開關保證機組的安全停機。常規控制系統配置方案—鍋爐部分顯示記錄表：☆汽包水位工業TV監視☆汽包水位電接點水位計☆汽包水位平衡容器水位計后備開關：☆緊急停爐按鈕☆燃油速斷閥常規控制系統配置方案—汽機部分顯示記錄表：☆汽輪機轉速☆

☆凝汽器真空表☆☆

☆后備開關：☆緊急停機按鈕

對于可調雙抽汽汽輪機組，建議采用DEH(汽輪機數字電液控制系統)常規控制系統配置方案—汽機部分后備開關：☆緊急停機按鈕

我廠是雙抽汽汽輪機組，采用DEH(汽輪機數字電液控制系統)三、

DCS系統硬件配置方案DCS配置原則操作員站臺數N:1冗余配置，保證系統的可靠性；所有I/O站主控單元、電源模塊、系統網絡均冗余配置；DCS系統有通訊接口可完成與其它系統的信息交換；用于控制功能的信號通過硬接線傳輸，僅用于監視的信息則可充分利用DCS系統的通訊功能實現信息共享；DCS硬件配置說明現場控制站配置：母管制機組，各主機設備和公用系統分開；對于大型單元機組，除上述配置原則外，各主機系統內的分配可根據功能分開，適當考慮現場控制站的負荷均衡問題。每臺鍋爐配置一臺操作員站，每臺汽輪機組配置兩臺操作員，操作員站之間互為備用，完成整個系統的狀態監視、控制操作。另外設置兩臺工程師站，用于完成系統功能組態、組態數據下裝等功能；工程師站也可設置成操作員站。我廠MW機組控制室四、CFB機組控制方案電氣監控系統（ECS）數據采集系統（DAS）16模擬量控制系統（MCS）2順序控制系統（SCS）3鍋爐爐膛安全監控系統(FSSS)5汽機保護(ETS)4數據采集系統（DAS）1信號處理正確性判斷數字濾波非線性修正參數補償工程單位變換開關量接點有效性檢查脈沖量累計顯示功能模擬圖 包括概貌圖、區域圖和細節圖 處于報警的變量以變色、閃爍等方式顯示成組顯示棒圖顯示趨勢圖 實時趨勢圖 歷史趨勢圖報警顯示和響應Help功能記錄和打印隨機性打印周期性打印人工召喚打印歷史數據記錄和再現存儲周期最小為1秒運行人員可隨時調出歷史數據性能計算汽輪機效率鍋爐效率加熱器效率凝汽器效率模擬量控制系統（MCS）2母管壓力調節系統母管制運行機組須考慮負荷分配得到各臺鍋爐的負荷指令、給煤指令和風量指令主汽壓力調節系統維持主汽壓力恒定由燃料加入量控制能量供給與能量需求相平衡串級調節系統考慮床溫影響設置不調溫死區主汽流量作為前饋給煤控制系統給煤量指令與總風量交叉限制考慮煤質影響總風量控制系統風量指令與給煤量交叉限制調節結果送往點火風、一次風及二次風調節系統播煤風控制系統由給煤指令得到控制系統給定值運算結果控制播煤風進口擋板點火風控制系統總風量控制系統得到的點火風指令作為系統給定值運算結果控制點火風機執行機構一次風量調節系統送入助燃空氣組織初期燃燒流化床料及燃料風量大小適宜(最佳風煤比)考慮因素： 煤種 負荷 床溫 爐溫二次風調節系統送入燃料燃燼所需空氣量分段燃燒降低NOX影響因素： 煤種 負荷 床溫 爐溫引風量調節系統維持爐膛負壓送風量作為前饋給水調節系統汽包水位是機組運行的重要參數反映給水量與供汽量的動態平衡低負荷時采用單沖量調節系統高負荷時采用三沖量調節系統“虛假水位”現象多組PID參數主汽溫度調節系統維持主汽溫度穩定主汽溫度偏高主汽溫度偏低噴水減溫串級控制系統多組調節參數與給水調節綜合考慮床溫控制系統維持床溫850℃－900℃影響因素： 給煤量 石灰石供給量 排渣量 一次風量 二次風量 返料量調節一、二次風比例調節返料量床層厚度控制系統床層厚度太小則不易組織燃燒及脫硫過程床層厚度太大則會增大運行成本床層厚度由床壓控制來實現考慮負荷及工況的影響石灰石給料量控制系統石灰石脫硫煤種給煤量Ca/S比凝汽器水位調節系統軸封壓力調節系統低,高加水位調節系統抽氣流量調節系統除氧器水位調節系統除氧器壓力調節系統減溫減壓溫度調節系統減溫減壓壓力調節系統順序控制系統（SCS）3主設備、輔機的順控及聯鎖提高運行可靠性降低勞動強度程序啟動程序停止手動操作聯鎖控制單獨控制SCS控制功能觸發信號： 操作員請示 程序自動執行CRT顯示運行狀態條件不滿足時報警中斷順控過程聯鎖保護指令優先級最高手動控制指令優先級次之自動控制指令優先級最低同一設備的開、關指令互鎖重要手動操作指令需確認按工藝系統分組每一功能組執行某一特定功能引風機功能組引風機啟動條件： 停車指令未投入 引風機入口壓力大于最小值 引風機入口擋板在最小位置 引風機出口擋板打開 引風機潤滑油壓大于最小值 按下啟動按鈕二次風機功能組二次風機啟動條件： 停車指令未投入 二次風門擋板和入口葉片在最小位置 高壓風機在運行 引風機在運行 按下啟動按鈕一次風機功能組一次風機啟動條件： 停車指令未投入 一次風門擋板和入口葉片在最小位置 高壓風機在運行 引風機在運行 爐膛壓力不在高高值 按下啟動按鈕給煤機功能組給煤機啟動條件： 不存在主燃料跳閘(MFT)信號 給煤機密封壓力滿足要求 床溫大于某一設定值(如500℃)

風箱壓力大于最低值 按下啟動按鈕石灰石給料機功能組石灰石給料機啟動條件： 石灰石旋轉閥運行速度大于最低值 石灰石輸送風壓滿足要求 不存在MFT

按下啟動按鈕鍋爐排渣功能組排渣機啟動條件： 不存在MFT

冷卻水運行正常

按下啟動按鈕電動給水泵功能組電動給水泵啟動條件： 給水泵潤滑油壓正常 給水泵軸封差壓正常 給水泵已經停止 未接到停止指令 接到啟動指令鍋爐定期排污子功能鍋爐疏水子功能除氧器子功能組汽機疏水系統子功能組汽機油系統子功能組高壓加熱器子功能組循環水系統子功能組減溫減壓器子功能組發電機冷卻系統子功能組汽機保護（ETS）4ETS功能機組安全啟停機組正常運行對重要機械參數進行監控對重要的熱工參數進行監視和保護ETS監視、聯鎖、保護項目ETS系統響應被監控主要參數超過規定值（報警值）時，發報警信號；被監控主要參數超過極限值（危險值）時，保護裝置動作，關閉主汽門，實行緊急停機，以避免重大惡性事故的發生汽機緊急跳閘條件汽機軸承振動大軸向位移大推力瓦溫度高軸承回油溫度高于75℃潤滑油壓力低于0.02MPa凝汽器真空低汽機超速發變組保護動作發電機內部故障停機保護發電機主油開關跳閘就地手動危急保安器動作集控室手動緊急跳閘有兩種方式可選:1.使用繼電器搭建.2.使用單獨的PLC搭建并與DCS進行通訊.鍋爐爐膛安全監控系統(FSSS)51.FSSS基本要求

1.燃燒器控制系統BCS

2.爐膛安全系統的基本功能FSSS2.FSSS具體功能

1.爐膛吹掃

2.鍋爐啟動

3.鍋爐冷態啟動

4.鍋爐熱態啟動BMS功能監視燃燒系統的參數和狀態防止爐膛爆炸進行主燃料跳閘(MFT)爐膛安全監控鍋爐點火啟動事故分析MFT動作條件全爐膛火焰喪失手動MFT爐膛正壓高爐膛負壓高汽包水位高汽包水位低引風機停送風機停燃料中斷MFT動作后系統響應推出MFT動作畫面指出首次跳閘原因閉鎖從動跳閘條件給出聲光報警信號進行聯鎖和順控動作聯鎖和順控停止全部給煤機全部調節回路切至手動點火器不允許打火供油安全關斷閥關閉鍋爐吹掃吹掃條件：爐內無火焰 所有風機都在運行及相應檔板開 全部角閥和吹掃閥燃油母管快關閥關閉 一次風門全關 排粉風機停 汽包水位正常 給粉機全停各角二次風門全開 無MFT存在 吹掃風量大于總風量的30％鍋爐吹掃吹掃計時吹掃時間可由設計人員修改吹掃完成后允許鍋爐重新點火如某一條件不滿足則中斷吹掃點火啟動油燃燒器管理利用油燃燒器升