兆越 DCS集散式控制系统在发电厂的运用

　　 本文重点介绍集散系统控制（DCS）在发电厂的应用，并对主要控制功能的设计思路进行详细的叙述。

　　1．发电系统配置

　　1．1 DCS 组成

　　发电厂控制系统，全厂设置1套集散控制系统(DCS)，集中操作与各工段分散控制相结合的系统运行模式。系统采用德国西门子公司SIMATIC PCS7新型控制系统，整个系统控制由一台工程师站、五台操作站、一台资料档案站、五台过程处理中心组成。控制系统通信拥有现代高速的以太网（10/100LAN），冗余的通信设备，总的设计I/O点数包括2条生产线、汽轮发电机、中低压电气系统及公用系统都有各自独立的控制器，每个焚烧线安装了7个远程I/O（输入/输出）站，一个汽轮发电机远程I/O（输入/输出）站，一个远程I/O（输入/输出）站控制公用系统，中低压电气的信号单独处理。实现了生产过程状态监视、运行操作、过程控制、事件报警、运行联锁、安全保护，完成数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)和联锁保护(PRO)等系统功能。

　　1．2 DCS的I/O点数

　　系统总的设计I/O点数系统为2303点，系统实际容量为3100点。I/O点的数量分布如下：

　　2．DCS控制功能

　　2．1操作员站

　　数据采集和处理：定时采集全站生产过程输入、输出信号（包括开关量、模拟量、脉冲量）经滤波，检出事故、故障、状态信号和模拟信号参数变化，实时地更新数据库，为监控系统提供运行状态的数据。将自动装置的动作按动作顺序记录。模拟量设置上上限、上限、下限、下下限等几个限值，当测量值越限时发出报警。事件产生时，启动相关的事故追忆记录，输出事故前、后一段时间内的模拟量值，追忆数据的测点和周期可定义。

　　 控制操作：画面显示及流程显示、控制调节、趋势显示、分级报警管理及实时和历史显示、报表管理和打印、操作记录、运行状态显示、在线参数组态设置、操作权限保护等功能。控制中实现安全操作闭锁功能。

　　事件报警：在系统发生事件或运行设备工作异常进行报警。

　　系统自诊断：监控系统在线自诊断能力。可以诊断出通讯通道、I/O模块等故障，并进行报警和在系统自诊断表中记录。

　　系统维护：系统在线软件自我监控系统。

　　控制系统采用国际流行的上位机监控方式，整个控制系统的运行操作和监视全部在上位机实现。在上位机上不仅能显示系统设备的运行状态、过程参数、报警等，在上位监控中还对PLC、总线模块等电源及通讯状态进行显示，对重要I/O信号的故障状态进行显示，方便故障的排除，还可以进行各运行方式的选择和切换，进行自动程控操作，同时还具有模拟量参数显示、棒状图显示、声光报警、打印制表等功能。

　　2．2 工程师站

　　提供一套台式工程师站，用于程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库和画面的编辑及修改。工程师站能调出任一已定义的系统显示画面，在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等，均能通过数据高速公路加载到操作员站。

　　工程师站能通过数据高速公路，既可调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据，还可将组态数据从工程师站上下载到各分散处理单元和操作员站。此外，当重新组态的数据被确认后，系统能自动的刷新其内存。

　　工程师站包括站用处理器、图形处理器及能容纳系统内所有数据库、各种显示和系统程序所需的主存储器和外存设备。还提供系统趋势显示所需的历史趋势缓冲器。

　　工程师站设置软件保护密码，以防一般人员擅自改变控制策略、应用程序和系统数据库。

　　工程师站兼有历史数据站功能。

　　工程师站能支持光盘刻录机等辅助设备。

　　工程师站能进行性能计算、文件传送等。

　　2．3以太网系统

　　系统网络分为下层控制网、上层管理网。下层控制网采用同轴屏敝电缆，适合欧洲Profibus标准，通过每个ET200M上的IM153－1通讯卡与AS417-2DP控制器互相连接，满足现场信号的采集、处理和控制器的冗余通讯，为Profibus－DP现场通讯网。上层管理网采用同轴电缆，适合欧洲Profibus标准。通过OS站、ES站和控制器上的CP443－5通讯卡相连接，满足操作员站、工程师站对现场设备的监视、控制和管理，实现数据共享。另一类为采用同轴细缆，符合TCP/IP协议的管理以太网，通过OS站、ES站上的D-LINK网卡连接，主要实现工程师和工厂管理网之间文件管理。

　　2. 4过程处理中心

　　过程处理中心选型型号为AS417-4-2H。操作站利用CP1613与冗余软件包相连，在出现故障时，容错通信自动的继续进行。电源配有浪涌保护。

　　PLC系统能在高的电气噪声，无线电波干扰和振动环境下连续正常运行。所有在可编程控制器系统中的硬件能在环境温度－10～50℃，相对湿度为5～95％的范围内连续正常运行。

　　中央处理单元(CPU)设置足够容量的存储器。

　　当CPU掉电后，不会导致程序或数据丢失。

　　过程控制、监视和用所需的故障诊断等，其使用功能设置于可编程控制器内。这些功能至少包括下列内容：实时时钟和日历、继电器和锁存继电器、过渡触点、计时器、计数器、算术运算、逻辑功能、移位寄存器等。

　　2．5系统控制软件

　　操作员站OS和工程师站ES均采用微软英文版Windows ＮＴ Workstation Ｖ４.０作为操作系统，附加安装版Package ３和Internet explorer ４.０，汉字处理采用中文之星For Windows NT V2.0，使得除工程师组态以外的所有信息、界面均实现汉化。

　　操作员站另加载了SIMATIC WINCC RT 64K Tags、 NET Profibus-S7、WINCC ADVANCED PROCESS CTRL.、WINCC BASIC PROCESS CTRL．等监控软件。在操作员站所加载软件的基础上，工程师站还加装了SIMATIC STEP7 BASIS V4.0、CFC V4.0、S7-SCL V4.0、SFC V4.X 等组态功能软件。除用于系统软、硬件组态外，ES站具有与OS站完全相同的功能，可以兼做OS站，起到了降低用户成本的作用。