一種應(yīng)用于igcc電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和車間控制層，全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和車間控制層之間通過第一冗余的100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)和第二冗余的100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接；本實(shí)用新型將IGCC電站的煤化工部分、合成氣凈化及硫回收部分、余熱鍋爐及蒸汽輪機(jī)部分、燃機(jī)等的控制系統(tǒng)合并設(shè)置在一體化集中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下，對(duì)整個(gè)IGCC電站進(jìn)行集中監(jiān)示、控制和運(yùn)行管理。采用此方式，提高了IGCC電站的監(jiān)控的自動(dòng)化和運(yùn)行管理水平，減少了IGCC電站的運(yùn)行組織配置，節(jié)約了投資。
【專利說明】—種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型屬于控制領(lǐng)域，涉及一種全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】:
[0002]IGCC (整體煤氣化-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán))發(fā)電技術(shù)是把煤氣化和燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)有機(jī)集成的一種潔凈煤發(fā)電技術(shù)，煤經(jīng)過氣化產(chǎn)生合成煤氣，經(jīng)凈化處理的煤氣燃燒后驅(qū)動(dòng)燃?xì)馔钙桨l(fā)電，利用高溫排氣在余熱鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽透平發(fā)電。
[0003]IGCC主要包括如下工藝系統(tǒng):煤氣化系統(tǒng)、合成氣凈化系統(tǒng)、硫回收系統(tǒng)、空氣分離系統(tǒng)和聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。
[0004]IGCC電站的工藝過程分煤化工和發(fā)電不同的工藝，為多工藝系統(tǒng)的高度集成，工藝系統(tǒng)較常規(guī)發(fā)電廠復(fù)雜程度明顯增加。由于工藝系統(tǒng)更為復(fù)雜，常規(guī)的煤化工電站，控制系統(tǒng)分散設(shè)置在煤氣化系統(tǒng)、空分系統(tǒng)、聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)各部分，各部分控制系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，獨(dú)立運(yùn)行管理，各部分形成信息孤島，管控水平比較低下。
[0005]因此，有必要對(duì)IGCC電站整體的監(jiān)控方式進(jìn)行研究，主要解決以下問題:提高IGCC電站全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控管理水平，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，減少運(yùn)行值班工作人員及工作強(qiáng)度，降低投資，滿足全廠的監(jiān)控要求。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以滿足實(shí)際工程需要，可以將全廠各不相同的工藝過程系統(tǒng)和設(shè)備集中在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行監(jiān)視和控制。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和車間控制層，全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和車間控制層之間通過第一冗余的100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)和第二冗余的100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接；全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層由第一冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)和通過冗余以太網(wǎng)連接第一冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)的空分裝置操作員站、煤氣化裝置作操員站、凈化裝置操作員站、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站、工程師站、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、第一接口OPC服務(wù)器及智能設(shè)備管理站組成；車間控制層由第二冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)和通過冗余以太網(wǎng)連接第二冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)的若干空分裝置控制站、若干氣化裝置控制站、若干凈化裝置控制站、若干硫回收裝置控制站、若干余熱鍋爐控制站、若干蒸汽輪發(fā)電機(jī)組控制站、若干燃?xì)廨啓C(jī)控制站和第二接口 OPC服務(wù)器組成。
[0009]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層包括3臺(tái)空分裝置操作員站、7臺(tái)煤氣化裝置作操員站、2臺(tái)凈化裝置操作員站、2臺(tái)余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站和2臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)操作員站。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述燃?xì)廨啓C(jī)控制站通過第二接口 OPC服務(wù)器連接到第二冗余IOOM工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:空分裝置操作員站、煤氣化裝置作操員站、凈化裝置操作員站、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站均能夠通過第一冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)和第二冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)向若干空分裝置控制站、若干氣化裝置控制站、若干凈化裝置控制站、若干硫回收裝置控制站、若干余熱鍋爐控制站、若干蒸汽輪發(fā)電機(jī)組控制站和若干燃?xì)廨啓C(jī)控制站發(fā)出控制指令，在空分裝置操作員站、煤氣化裝置作操員站、凈化裝置操作員站、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站上顯示、調(diào)用歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器的信息。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述第一冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)連接有GPS對(duì)時(shí)裝置。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述第一接口 OPC服務(wù)器上設(shè)有SIS接口。
[0014]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:整個(gè)全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0015]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型采用全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將IGCC電站的煤化工部分、合成氣凈化及硫回收部分、余熱鍋爐及蒸汽輪機(jī)部分、燃機(jī)的控制系統(tǒng)合并設(shè)置在一體化的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下，對(duì)整個(gè)IGCC電站進(jìn)行集中監(jiān)示、控制和運(yùn)行管理?？辗盅b置操作員站、氣化裝置作操員站、凈化及硫回收裝置操作員站、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站具備相同的作用，通過冗余的100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)與各控制站、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、工程師站相連，均可以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行訪問，同時(shí)各操作員站均可向控制站發(fā)出控制指令。在網(wǎng)絡(luò)上的工程師站可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各部分控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和邏輯修改，并通過冗余的100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)進(jìn)行下裝。
[0016]全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用，減少了各控制系統(tǒng)間的硬接線連接，實(shí)現(xiàn)了信息和資源共享、提高了 IGCC電站的監(jiān)控的自動(dòng)化和運(yùn)行管理水平，減少了 IGCC電站的運(yùn)行組織配置，節(jié)約了投資。同時(shí)空分裝置、氣化裝置、凈化裝置、余熱鍋爐、蒸汽輪發(fā)電機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)、電氣設(shè)備采用獨(dú)立的冗余控制器實(shí)現(xiàn)控制功能，體現(xiàn)分布式的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確保電站安全。
[0017]全廠一體化的集中控制網(wǎng)絡(luò)由DCS實(shí)現(xiàn)，減少了運(yùn)行人員的培訓(xùn)，減少了備品備件的種類及數(shù)量，操作員站的設(shè)置與非集中監(jiān)控相比，減少了約10臺(tái)，節(jié)約了投資。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0018]圖1為本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0020]請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)；包括全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和車間控制層，全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和車間控制層之間通過冗余的100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)I連接，整個(gè)系統(tǒng)采用DCS實(shí)現(xiàn)。
[0021]全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層由空分裝置操作員站2、煤氣化裝置作操員站3、凈化裝置操作員站4、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站5、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站6，冗余IOOM工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)1、工程師站7、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器8、接口 OPC服務(wù)器9及智能設(shè)備管理站10組成?？辗盅b置操作員站2、煤氣化裝置作操員站3、凈化裝置操作員站4、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站5、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站6，工程師站7、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器8、接口 OPC服務(wù)器9和智能設(shè)備管理站10均通過冗余以太網(wǎng)連接冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)I。全廠一體化集中控制監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層的操作員站包括3臺(tái)空分裝置操作員站2、7臺(tái)煤氣化裝置作操員站3、2臺(tái)凈化裝置操作員站4、2臺(tái)余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站5、2臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)操作員站6。3臺(tái)工程師站7通過冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)I與歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器8、各操作員站、各控制站相連。智能設(shè)備管理站10通過冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)I和冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)11與歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器8和各控制站連接。冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)I還連接有GPS對(duì)時(shí)裝置。接口 OPC服務(wù)器9上設(shè)有用于連接其他系統(tǒng)的SIS接口。歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器8處理、存儲(chǔ)各車間控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、報(bào)警。
[0022]車間控制層由冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)11，空分裝置控制站12、氣化裝置控制站13、凈化裝置控制站14、硫回收裝置控制站15、余熱鍋爐控制站16、蒸汽輪發(fā)電機(jī)組控制站17、燃?xì)廨啓C(jī)控制站18和冗余接口 OPC服務(wù)器19組成；空分裝置控制站12、氣化裝置控制站13、凈化裝置控制站14、硫回收裝置控制站15、余熱鍋爐控制站16、蒸汽輪發(fā)電機(jī)組控制站17均通過冗余以太網(wǎng)連接冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)11。燃?xì)廨啓C(jī)控制站18通過冗余接口 OPC服務(wù)器19連接冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)11，接口 OPC服務(wù)器19還可以用于接入第三方系統(tǒng)。
[0023]本實(shí)用新型中各控制站通過冗余以太網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)通信網(wǎng)與監(jiān)控層通信連接。各操作員站、工程師站均通過冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)與冗余服務(wù)器及車間控制層相連，實(shí)現(xiàn)相互間的冗余配置。操作員站(2?6)均可通過冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)I和冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)11向控制站(12?18)發(fā)出控制指令，在操作員站(2?6)上顯示、調(diào)用歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器8的信息。
[0024]操作員站和工程師站、智能設(shè)備管理站是系統(tǒng)監(jiān)控的人機(jī)界面；冗余的交換機(jī)及歷史服務(wù)器采集控制站上傳的過程數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)處理、轉(zhuǎn)發(fā)，供操作員站監(jiān)視用，還可向第三方系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；控制站采集工藝系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)各工藝系統(tǒng)及裝置的控制，是系統(tǒng)的關(guān)鍵。第三方系統(tǒng)通過OPC方式接入，采用以太網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議。
[0025]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】?jī)H限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:包括全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和車間控制層，全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層和車間控制層之間通過第一冗余的IOOM工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(I)和第二冗余的100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(11)連接；全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層由第一冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(I)和通過冗余以太網(wǎng)連接第一冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(I)的空分裝置操作員站(2)、煤氣化裝置作操員站(3)、凈化裝置操作員站(4)、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站(5)、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站(6)、工程師站(7)、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器(8)、第一接口 OPC服務(wù)器(9)及智能設(shè)備管理站(10)組成；車間控制層由第二冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(11)和通過冗余以太網(wǎng)連接第二冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(11)的若干空分裝置控制站(12)、若干氣化裝置控制站(13)、若干凈化裝置控制站(14)、若干硫回收裝置控制站(15)、若干余熱鍋爐控制站(16)、若干蒸汽輪發(fā)電機(jī)組控制站(17)、若干燃?xì)廨啓C(jī)控制站(18)和第二接口 OPC服務(wù)器(19)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:全廠一體化集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層包括3臺(tái)空分裝置操作員站(2)、7臺(tái)煤氣化裝置作操員站(3)、2臺(tái)凈化裝置操作員站(4)、2臺(tái)余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站(5)和2臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)操作員站(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:所述燃?xì)廨啓C(jī)控制站(18)通過第二接口 OPC服務(wù)器(19)連接到第二冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:空分裝置操作員站(2)、煤氣化裝置作操員站(3)、凈化裝置操作員站(4)、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站(5)、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站(6)均能夠通過第一冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(I)和第二冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(11)向若干空分裝置控制站(12)、若干氣化裝置控制站(13)、若干凈化裝置控制站(14)、若干硫回收裝置控制站(15)、若干余熱鍋爐控制站(16)、若干蒸汽輪發(fā)電機(jī)組控制站(17)和若干燃?xì)廨啓C(jī)控制站(18)發(fā)出控制指令，在空分裝置操作員站(2)、煤氣化裝置作操員站(3)、凈化裝置操作員站(4)、余熱鍋爐及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組操作員站(5)、燃?xì)廨啓C(jī)操作員站(6)上顯示、調(diào)用歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器(8)的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一冗余100M工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(I)連接有GPS對(duì)時(shí)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一接口 OPC服務(wù)器(9)上設(shè)有SIS接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于IGCC電站的全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:整個(gè)全廠一體化集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203444303SQ201320467008
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】畢建惠, 張民茹, 許和明, 魯齊, 安永堯, 韓子俊, 王芙蓉, 孫佳 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院