專利名稱：四機(jī)一控式電廠輔助車間控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電廠輔助車間的控制系統(tǒng)，特別是一種高度集中的輔助車間 控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)改革的進(jìn)一步深入，保證設(shè)備優(yōu)質(zhì)高效的運(yùn)行，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率， 提高經(jīng)濟(jì)效益成了電廠發(fā)展的目標(biāo)。早期的電廠由于控制水平及設(shè)備可靠性較低，多 數(shù)采用常規(guī)模擬表盤作為電廠運(yùn)行操作的主要手段，控制室里布置有大量的監(jiān)視儀表 及操作按鈕，多臺(tái)機(jī)組采用一個(gè)集中控制室，需要大量的電纜從現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)入控制室。
后來(lái)，電廠開(kāi)始逐漸采用分散控制系統(tǒng)(Distributed control system, DCS),但是早 期電廠控制水平及設(shè)備可靠性較低，需要運(yùn)行人員較多，在機(jī)組啟、停及運(yùn)行過(guò)程中 需要運(yùn)行人員經(jīng)常到現(xiàn)場(chǎng)巡視及處理問(wèn)題，實(shí)時(shí)控制能力差；另外，由于早期DCS整 個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)以及通訊網(wǎng)絡(luò)兩站之間的距離有限而不能采用多臺(tái)機(jī)組釆用一個(gè)集中控制 室控制的方式。隨著網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DCS本身的性能指標(biāo)有了很大的提 高，DCS整個(gè)網(wǎng)絡(luò)以及通訊網(wǎng)絡(luò)兩站之間的通訊距離均有所增加，某些DCS網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 間的最大距離甚至可達(dá)2000 4000米，DCS操作員站可以布置在離其過(guò)程機(jī)柜相當(dāng)遠(yuǎn)的 集中控制室內(nèi)，而非象早期的DCS操作員站只能布置在其過(guò)程機(jī)柜附近。因此，隨著 電廠自動(dòng)化水平和設(shè)備可靠性的提高，現(xiàn)在新建電廠在機(jī)組啟、停及運(yùn)行過(guò)程中不再 象早期電廠一樣需要大量的運(yùn)行人員并需要運(yùn)行人員經(jīng)常到現(xiàn)場(chǎng)巡視及處理問(wèn)題，而 只需少量的運(yùn)行操作人員在極少數(shù)就地人員的配合下，在集控室內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟 ?？刂?。
目前，因?yàn)閲?guó)內(nèi)大多數(shù)電廠同一期只上一臺(tái)或兩臺(tái)機(jī)組，對(duì)于多臺(tái)裝機(jī)容量的火 力發(fā)電廠的常規(guī)布置方式多為兩機(jī)一控布置方式，即單元機(jī)組采用DCS控制系統(tǒng)，以 液晶顯示器、大屏幕為中心對(duì)單元機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視和控制。通過(guò)采取將控制室和單元機(jī) 組電子設(shè)備室分離布置的方式，將兩臺(tái)單元機(jī)組DCS過(guò)程機(jī)柜分別放置在離單元機(jī)組 附近的電子設(shè)備室內(nèi)，而將兩臺(tái)單元機(jī)組DCS操作員站設(shè)在一個(gè)全廠集中的控制室 內(nèi)，從單元機(jī)組就地至全廠集中控制室只需有少量的通訊電纜、電源及控制電纜。相 比以往的多臺(tái)機(jī)組設(shè)一個(gè)集中控制室的方式，如今采用兩機(jī)一控方式監(jiān)控，機(jī)組之間 的互相干擾較少；由于控制室離兩臺(tái)機(jī)組較近，可以節(jié)約大量的電纜；而且，運(yùn)行人 員從控制室到現(xiàn)場(chǎng)較方便，處理現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題更及時(shí)。
但是，隨著目前電廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，發(fā)電能力的提高，出現(xiàn)了發(fā)電廠工程同期 同時(shí)建設(shè)四臺(tái)機(jī)組的工程，再加上煤、灰、化水控制點(diǎn)的分布，目前的二機(jī)一控布置 方式需要設(shè)置多個(gè)集控室，并配備較多的運(yùn)行人員，沒(méi)有能夠達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益， 不能滿足電廠對(duì)減員增效和提高運(yùn)行人員整體素質(zhì)的更高的要求。因此，需要在現(xiàn)有 的二機(jī)一控的布置方式基礎(chǔ)上做出一進(jìn)步改進(jìn)，以配合同期同時(shí)建設(shè)四臺(tái)機(jī)組的發(fā)電 廠工程，并且達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供只有一個(gè)集中控 制室的四機(jī)一控式電廠輔助車間控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該四機(jī)一控式電廠輔助車間 控制系統(tǒng)，包括有輔助車間子系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組、與所述的輔助車間子系統(tǒng)分別網(wǎng)絡(luò)相 連且控制所述輔助車間子系統(tǒng)的輔助集中監(jiān)控點(diǎn)以及監(jiān)控所述發(fā)電機(jī)組的集中控制 室，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)組有#1、 #2、 #3和斜共四臺(tái)機(jī)組，所述的集中控制室 為同時(shí)監(jiān)控所述的#1、 #2、 #3和斜機(jī)組的四機(jī)一控室，并且，各輔助車間子系統(tǒng)的輔 助集中控制點(diǎn)設(shè)置在所述的四機(jī)一控室中。
為了實(shí)現(xiàn)四機(jī)一控的集中控制方式，方便管理和提高控制水平，所述的四機(jī)一控 室包括服務(wù)器、工程師站、操作員站以及大屏操作員站，并分別連接到光纖主交換機(jī) 成為一系統(tǒng)整體，所述的光纖主交換機(jī)又與廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(Supervisory Information System in plant level, SIS)相連接。
為了使得整個(gè)控制系統(tǒng)能夠覆蓋對(duì)水、煤、灰等各輔助車間子系統(tǒng)的監(jiān)控，所述 的輔助車間子系統(tǒng)包括有化水及水務(wù)管理系統(tǒng)、輸煤程控系統(tǒng)、#1#2機(jī)組凝結(jié)水精處 理系統(tǒng)、#3#4機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、#1#2飛灰控制系統(tǒng)、#3#4飛灰控制系統(tǒng)、灰?guī)?區(qū)渣水控制系統(tǒng)、制氫站控制系統(tǒng)、循環(huán)水加藥控制系統(tǒng)和其他控制系統(tǒng)。
所述的輔助車間子系統(tǒng)還包括有各自的子交換機(jī)和各自的可編程控制器系統(tǒng)，所 述的子交換機(jī)和對(duì)應(yīng)的可編程控制器系統(tǒng)通過(guò)雙絞線相連，所述的子交換機(jī)分別與所 述的光纖主交換機(jī)通過(guò)光纖相連。如此一來(lái)，上述的四機(jī)一控室通過(guò)所述的各個(gè)子交 換機(jī)就能夠夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各輔助車間子系統(tǒng)的集中控制和管理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于在電廠的輔助控制網(wǎng)絡(luò)中采用四機(jī)一 控的布置方式，將發(fā)電機(jī)組、輔助車間子系統(tǒng)與監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行有效的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)集 中控制室對(duì)全廠的監(jiān)控和管理，提升了全廠運(yùn)行管理水平；由于減少了全廠的控制點(diǎn) 和運(yùn)行人員，可以節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用；另外，由于整個(gè)輔控網(wǎng)系統(tǒng)的硬件和軟件的統(tǒng)
一，減少了庫(kù)存?zhèn)淦穫浼叭粘９芾砭S護(hù)費(fèi)用。而且，因?yàn)槿∠撕芏嗑偷乜刂剖遥?減少了建造和裝修費(fèi)，減少就地辦公設(shè)施及操作員站的配置，這樣減少了基建費(fèi)用。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電廠整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電廠輔助控制控制系統(tǒng)配置圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
輔助車間控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱輔控網(wǎng)(Balance Of Plant, BOP)，它是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技 術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將相互獨(dú)立的各個(gè)外圍輔助系統(tǒng)集成控制，實(shí)現(xiàn)外圍控制 系統(tǒng)少人值班或無(wú)人值班，提高外圍設(shè)備控制水平，減少設(shè)備故障率，大幅度提高勞 動(dòng)生產(chǎn)率，并達(dá)到減員增效的目的。
如圖l所示為本實(shí)用新型的電廠整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，在電廠中，除了#1、 #2、 #3 和#4每臺(tái)獨(dú)立的單元發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，還包括有上述四臺(tái)機(jī)組公用的系統(tǒng)，包括有燃油 泵房遠(yuǎn)程I/0控制、輸煤6KV配電遠(yuǎn)程I/0控制、空壓機(jī)#1#2機(jī)組公用遠(yuǎn)程1/0控制、空 壓機(jī)#3#4機(jī)組公用遠(yuǎn)程1/0控制、電氣四機(jī)公用I/0控制等，各個(gè)公用系統(tǒng)的I/0控制與 #1、 #2、 #3和斜機(jī)組之間通過(guò)公用系統(tǒng)處理器實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)四機(jī)一控集中控制 方式，實(shí)現(xiàn)了四機(jī)組和公用系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)視和控制。
本實(shí)用新型的電廠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用控制層、網(wǎng)絡(luò)層和管理層的三層構(gòu)架，其中，控 制層為可編程控制器(PLC)控制網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層為工業(yè)以太網(wǎng)，而管理層采用廠級(jí)監(jiān)控信 息系統(tǒng)(Supervisory Information System in plant level, SIS)，并通過(guò)光纖接入輔控以太 網(wǎng)，通過(guò)OPC方式從輔控網(wǎng)取數(shù)據(jù)。
如圖2所示的電廠輔助控制控制系統(tǒng)配置圖，該四機(jī)一控式電廠輔助車間控制系 統(tǒng)，包括有含水、煤、灰等各輔助車間子系統(tǒng)，#1、 #2、 #3、 #4四臺(tái)發(fā)電機(jī)組，與所 述的輔助車間子系統(tǒng)分別網(wǎng)絡(luò)相連且控制所述輔助車間子系統(tǒng)的輔助集中監(jiān)控點(diǎn)，以及監(jiān)控所述發(fā)電機(jī)組的集中控制室。其中，集中控制室為同時(shí)監(jiān)控所述的#1、 #2、 #3 和斜機(jī)組的四機(jī)一控室，各輔助車間子系統(tǒng)的輔助集中控制點(diǎn)設(shè)置在所述的四機(jī)一控 室1中。
所述的四機(jī)一控室l里包括有三臺(tái)服務(wù)器ll、 一臺(tái)工程師站12、五臺(tái)操作員站13以 及大屏操作員站14，還包括有一個(gè)分別連接服務(wù)器ll、工程師站12、操作員站13和大 屏操作員站14的光纖主交換機(jī)15，所述的光纖主交換機(jī)15又連接到SIS上。
三臺(tái)服務(wù)器ll中有二臺(tái)作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器，在這兩臺(tái)服務(wù)器中均安裝有IDAS軟 件，它們作為下位機(jī)PLC與上位機(jī)工程師站12、操作員站13、大屏操作員14以及歷史 數(shù)據(jù)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通道，互相冗余備用；另一臺(tái)作為歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器，安裝有 InSQL工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，SIS通過(guò)該服務(wù)器讀取輔網(wǎng)所有系統(tǒng)的有用數(shù)據(jù)，它通過(guò)IDAS
來(lái)讀取PLC數(shù)據(jù),同時(shí)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器作為輔網(wǎng)的時(shí)鐘服務(wù)器，接收來(lái)自GPS時(shí)鐘源的 時(shí)鐘信號(hào)，使輔網(wǎng)的所有計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘均能同步。工程師站安裝有Intouch開(kāi)發(fā)版、 PLC編程軟件以及網(wǎng)管軟件，可以通過(guò)工程師站進(jìn)行系統(tǒng)畫面編輯，PLC編程以及網(wǎng)絡(luò) 的管理；在操作員站及大屏計(jì)算機(jī)中安裝有Intouch運(yùn)行版，可以通過(guò)他們監(jiān)控全廠所 有輔控子系統(tǒng)。
整個(gè)系統(tǒng)配置兩臺(tái)工業(yè)級(jí)進(jìn)口光纖主交換機(jī)15，設(shè)備布置在主控室邊上的工程師 站12小間，在各輔助車間配置冗余的工業(yè)級(jí)分支交換機(jī)。所有交換機(jī)的接口有20%裕 量。分支交換機(jī)布置于各PLC系統(tǒng)的本地機(jī)柜內(nèi)，并由各PLC系統(tǒng)負(fù)責(zé)供電。光纖主交 換機(jī)15端口數(shù)量為RJ45口16個(gè)，ST光纖口12個(gè)，與外圍端口的聯(lián)接全部用冗余超五 類線和多模光纖聯(lián)接，具體分配如下PLC到分支交換機(jī)采用雙絞線；分支交換機(jī)到 主交換機(jī)采用光纖；服務(wù)器，操作員站(工程師站)到主交換機(jī)采用雙絞線；BOP系 統(tǒng)再通過(guò)交換機(jī)接入全廠MIS系統(tǒng)。
所述的輔助車間子系統(tǒng)具體包括有化水及水務(wù)管理系統(tǒng)2、輸煤程控系統(tǒng)3、 #1#2 機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)41、 #3斜機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)42、 #1#2飛灰控制系統(tǒng)51、 #3# 4飛灰控制系統(tǒng)52、灰?guī)靺^(qū)渣水控制系統(tǒng)6、制氫站控制系統(tǒng)7、循環(huán)水加藥控制系統(tǒng)8 和其他控制系統(tǒng)9。輔助車間子系統(tǒng)還包括有各自的子交換機(jī)21、 31、 411、 421、 511、 521、 61、 71、 81、 91，以及各自配置的可編程控制器系統(tǒng)211、 212、 32、 412、 422、 512、 522、 611、 622、 72、 82、 92，所述的子交換機(jī)和對(duì)應(yīng)的可編程控制器系統(tǒng) 通過(guò)雙絞線相連，所述的子交換機(jī)分別與所述的光纖主交換機(jī)通過(guò)光纖相連。如此一 來(lái)，上述的四機(jī)一控室l通過(guò)所述的各個(gè)子交換機(jī)就能夠夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各輔助車間子系統(tǒng)的 集中控制和管理，并且將整個(gè)電廠聯(lián)成為一體控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
每個(gè)操作站都配有冗余的10M/100MEtherNet網(wǎng)卡，通過(guò)交換機(jī)分別與冗余的 EtherNet通訊總線相連，因此每個(gè)CRT操作站都是冗余通訊總線上的一個(gè)站。BOP網(wǎng)操 作員站和各系統(tǒng)監(jiān)控站采取互鎖措施，確保只能接受一處操作員站發(fā)出的操作指令。 操作員站運(yùn)行監(jiān)視具有數(shù)據(jù)采集、液晶顯示器畫面顯示、參數(shù)處理、越限報(bào)警、制表 打印以及各系統(tǒng)PLC參數(shù)設(shè)置、設(shè)備監(jiān)控、控制邏輯的修改、系統(tǒng)的調(diào)試等功能。
整個(gè)BOP系統(tǒng)均采用AB公司的control logix 1756系列產(chǎn)品，PLC控制系統(tǒng)采用雙機(jī) 熱備模式，底層網(wǎng)絡(luò)通過(guò)controlnet網(wǎng)通訊模塊的冗余功能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信熱備，下位機(jī) 之間數(shù)據(jù)通訊交換速度最快為5Mbps，上位機(jī)與主站之間采用以太網(wǎng)通訊模塊雙備用 連接，通訊速度能達(dá)到100Mbps。熱備冗余模塊之間采用光纖通訊，且每個(gè)機(jī)柜內(nèi)不 同類型的I/0模塊都留有備用點(diǎn)，每個(gè)柜內(nèi)的模塊槽架都有模塊的擴(kuò)展接口。
權(quán)利要求1、一種四機(jī)一控式電廠輔助車間控制系統(tǒng)，包括有輔助車間子系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組、與所述的輔助車間子系統(tǒng)分別網(wǎng)絡(luò)相連且控制所述輔助車間子系統(tǒng)的輔助集中監(jiān)控點(diǎn)以及監(jiān)控所述發(fā)電機(jī)組的集中控制室，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)組有#1、#2、#3和#4共四臺(tái)機(jī)組，所述的集中控制室為同時(shí)監(jiān)控所述的#1、#2、#3和#4機(jī)組的四機(jī)一控室，并且，各輔助車間子系統(tǒng)的輔助集中控制點(diǎn)設(shè)置在所述的四機(jī)一控室中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的四機(jī)一控式電廠輔助車間控制系統(tǒng)，其特征在于所述 的四機(jī)一控室包括服務(wù)器、工程師站、操作員站以及大屏操作員站，并分別連接到光 纖主交換機(jī)成為一系統(tǒng)整體，所述的光纖主交換機(jī)又與廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的四機(jī)一控式電廠輔助車間控制系統(tǒng)，其特征在于所述 的輔助車間子系統(tǒng)包括有化水及水務(wù)管理系統(tǒng)、輸煤程控系統(tǒng)、#1#2機(jī)組凝結(jié)水精處 理系統(tǒng)、#3#4機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、#1#2飛灰控制系統(tǒng)、#3斜飛灰控制系統(tǒng)、灰?guī)?區(qū)渣水控制系統(tǒng)、制氫站控制系統(tǒng)、循環(huán)水加藥控制系統(tǒng)和其他控制系統(tǒng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的四機(jī)一控式電廠輔助車間控制系統(tǒng)，其特征在于所述 的輔助車間子系統(tǒng)還包括有各自的子交換機(jī)和各自的可編程控制器系統(tǒng)，所述的子交 換機(jī)和對(duì)應(yīng)的可編程控制器系統(tǒng)通過(guò)雙絞線相連，所述的子交換機(jī)分別與所述的光纖 主交換機(jī)通過(guò)光纖相連。
專利摘要一種四機(jī)一控式電廠輔助車間控制系統(tǒng)，包括有輔助車間子系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組、與所述的輔助車間子系統(tǒng)分別網(wǎng)絡(luò)相連且控制所述輔助車間子系統(tǒng)的輔助集中監(jiān)控點(diǎn)以及監(jiān)控所述發(fā)電機(jī)組的集中控制室，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)組有#1、#2、#3和#4共四臺(tái)機(jī)組，所述的集中控制室為同時(shí)監(jiān)控所述的#1、#2、#3和#4機(jī)組的四機(jī)一控室，并且，各輔助車間子系統(tǒng)的輔助集中控制點(diǎn)設(shè)置在所述的四機(jī)一控室中。本實(shí)用新型采用四機(jī)一控的集中控制室，實(shí)現(xiàn)一個(gè)集中控制室對(duì)全廠的監(jiān)控和管理，提升了全廠運(yùn)行管理水平；而且，由于減少了全廠的控制點(diǎn)和運(yùn)行人員，節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201075179SQ200720114848
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者吳偉軍, 吳永存, 孫文波, 駿 張, 張衛(wèi)靈, 朱國(guó)榮, 朱江濤, 沈又幸, 洪來(lái)根, 蔡建榮, 華 趙, 陳杭君 申請(qǐng)人:浙江國(guó)華浙能發(fā)電有限公司