Open Process在熱電系統中的應用

魚(yú)應用實(shí)例盆儀器儀表用戶(hù)文章編號: 1671-1041(2005)01-0042-02OpenProcess在熱電系統中的應用吳濱(江南大學(xué)信息工程學(xué)院，無(wú)錫市214036)摘要:熱電企業(yè)的生產(chǎn)- -般是以供熱為主，發(fā)電為輔.熱電聯(lián)產(chǎn)具有節約能經(jīng)過(guò)對市場(chǎng)上的DCS系統全面的深入了解，我們選用了美國源.改薔環(huán)境、提高僕熱質(zhì)量.補充電力供應等綜合效益。本文介紹了美國通用電氣公司的Open Process 開(kāi)放型DCS系統來(lái)構建控制系統.通用電氣公司Open Process 開(kāi)放型DCS系統在熱電自動(dòng)控制系統中的應Open Process 系統是美國通用電氣公司近年推出一套DCS產(chǎn)品。它有兩個(gè)系列( PA30和PA70),包括軟件和硬件兩大部分。關(guān)鍵詞:熱電聯(lián)產(chǎn);雙爐排鏈條鍋爐: DCS: SAMA圖:機欄控制; 節硬件包括各種全金屬封裝的功能模塊; 提供物理安裝位置，內置智約能源:環(huán)保能并行總線(xiàn)的背板:以及連接電纜。軟件基于Windows 2000,包括中國分類(lèi)號: TP273 文獻標識碼: B用戶(hù)界面組態(tài)軟件( Plant Edition) 和控制策略組態(tài)軟件( OpenDesigner)。Open process's application in the通用電氣的這套DCS產(chǎn)品有其特色:它的硬件結構簡(jiǎn)單，功thermoelectricity plant能強大，工藝精良，穩定性好，具備抗電磁于擾的能力，能在各種惡劣環(huán)境下工作。軟件則獲得微軟的認證，保證其在WindowsWU Bin(Southern Yangtze University, School of Information2000下的性能最佳，可靠性最高。內置大型數據庫SQL Server.軟件的使用界面類(lèi)似微軟的ffie 200同時(shí)提供了大量的圖形元Technology, Wuxi 214036)素供組態(tài)使用:控制組態(tài)軟件界面類(lèi)似Auto CAD,其中提供了一Abstract:Thermnoelectnicity plants'production is mostly to supply steam千多個(gè)控制功能模塊供調用，也有高級語(yǔ)言接口。while secondarily to generate electricily. Steam-electrcily combinedproduction has a synthetially beneft of saving energy, improving系統結構envircnment, advance quality of steam-supply and supplementing實(shí)際項目中我們選用了PA30系列的DCS產(chǎn)品。按15-20%的electic power purvey. The application of Open Process DCS氽量配制l/o模塊，選用100M的交換機構建了一個(gè)以太網(wǎng)，配置products of GE Fanuc Automation North Amerca, Inc. in thermoelectnicity sots automatic control system is introduced in this paper.了1臺工程師站、1臺操作員站。系統結構如圖1所示。Key wordsteam-electnicity combined production; double-chain steamboilerDCS,SAMA char,fuzzy algorithmeconomize on energy:environmental protection1概述杭州市某熱電廠(chǎng)建于1993年，建廠(chǎng)初期的規模是1臺3St/h鍋爐和I臺汽機，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，目前已擁有8臺鍋爐;同時(shí)即將建立分廠(chǎng)。該廠(chǎng)以管理嚴格。技術(shù)先進(jìn)出名，在杭州地區，甚至在以上網(wǎng)浙江省都有一定的知名度。相應地，該廠(chǎng)的各項經(jīng)濟、技術(shù)指標都是比較高的。而投入自動(dòng)控制系統如果不能明顯提高指標，用戶(hù)是不會(huì )滿(mǎn)意的。這就要求我們在已經(jīng)很高的指標上進(jìn)一步提高，具有觀(guān)場(chǎng)鈔韌站相當的難度。系統的控制對象是1臺75th的雙爐排鏈條爐和1臺汽輪機現場(chǎng)設備組。用戶(hù)提出實(shí)現的自動(dòng)控制系統必須具備可靠性高，界面友好，4.20mA信號使用方便，維護簡(jiǎn)單，自動(dòng)控制投入率高等特點(diǎn)。主要的模擬量控藥電俱可安柴器其它能按420mA控制儲號的設備制指標如下:熱電租! 汽包水位土10mm*爐膛壓力土10Pa團1 Open Process系統結構圜*主蒸汽溫度土5C工程師站和操作員站的硬件都使用了研華的工業(yè)控制計算機，主蒸汽壓力土0.05MPa安裝了微軟的Windows 2000 操作系統。操作員站置于鍋爐控制●除氧器壓力土0.5KPa室，安裝有界面組態(tài)軟件Plant Editin的操作員站版本。完成對同時(shí)要求系統結構可以很方便地擴展，因為他們在7 號爐投運。除氧器液位土5mm現場(chǎng)數據的監視、數據的查詢(xún)、報表的打印，并可以通過(guò)CRT.后還要繼續擴大生產(chǎn)規模;所有的現場(chǎng)數據可以按照用戶(hù)要求的格鍵盤(pán)、鼠標對現場(chǎng)執行機構進(jìn)行遠操。工程師站安放于一個(gè)獨立的式提供給該廠(chǎng)原有的MIS系統，并不允許為了完成此功能而增加控制室，安裝有界面組態(tài)軟件Plant Edition的工程師站版本，及控制的十施生喻了日 胡4B比所有功能外，工程師站還可額外的軟件或硬件投資。以修中國煤化工1. D的值等。:THCN M H G°通道模擬量輸入棋塊，收稿日期: 2004-09-21個(gè)8通電熱電時(shí)伙頭、通電的心法模塊、 1個(gè)8通道模擬量42 EIC Vol.12_ 2005 No.1歡迎光臨本刊網(wǎng)站htp://www.eic.com.cn儀器儀表用戶(hù)魚(yú)應用實(shí)例盆輸出模塊、2個(gè) 16通道開(kāi)關(guān)量輸入模塊、3 個(gè)16通道開(kāi)關(guān)量輸出人機界面組態(tài)完成后，生成- -組工程文件.將其拷貝到操作員模塊?，F場(chǎng)信號通過(guò)相應的I0模塊，經(jīng)過(guò)背板上的總線(xiàn)進(jìn)入現場(chǎng)站上，通過(guò)Plant Edition操作員站版本的軟件就可以運行了?？刂普镜腃PU模塊，控制程序運行于現場(chǎng)控制站的CPU模塊中，控制策略的組態(tài)需要使用Open Designer 軟件，Open輸出信號通過(guò)輸出模塊控制現場(chǎng)的執行機構實(shí)現自動(dòng)控制?，F場(chǎng)控Designer的控制程序組態(tài)非常方便，是標準的SAMA圖組態(tài)。以制站和監管站之間通過(guò)以太網(wǎng)聯(lián)接。這樣的結構實(shí)現了分散控制以汽包水位為例，根據我們的控制策略將要使用的功能模塊拖放到圖降低控制風(fēng)險，集中管理以提高管理效率的思想。中，然后依照邏輯關(guān)系連接各模塊的輸入和輸出端，即可構成一張汽包水位控制的SAMA圖，如圖3所示。3系統功能整個(gè)控制系統的功能可按邏輯分為數據采集(DAS). 模擬量控制(MCS).順序控制(SCS). 爐膛安全監控(FSS). 汽輪機保護(ETS)。數據采集系統負貴對各種類(lèi)型的現場(chǎng)信號進(jìn)行采集、處理、顯示，存儲和提供查詢(xún)、報表功能。模擬量控制實(shí)現汽包水位的控制、爐膛壓力的控制、主蒸汽溫度的控制、主蒸汽壓力的控制、除氧器壓力的控制、除氧器液位的控制以及凝汽器后蒸汽溫度的控制。順序控制則實(shí)現各種輔機和閥門(mén)的程序啟停和機組的連鎖保護。爐膛安全監控的主要功能是保證鍋爐燃燒系統的安全運行，發(fā)生故障時(shí)執行預定的保護邏輯。ets 完成汽輪機的跳閘保護功能，并使系統能在機組的各種運行工況下正確、連續、安全運行。4功能的實(shí)現我們使用Plant Edition 軟件組態(tài)開(kāi)發(fā)了人機界面，PlantEdition可完成流程圖、趨勢圖、控制操作面板、報警、報表、總貌、歷史記錄、診斷畫(huà)面等的組態(tài)。它提供了豐富的圖庫和大量的實(shí)用控件，數據庫更可自動(dòng)生成，大大提高了組態(tài)效率;并可提供圖3用Open Process策略組態(tài)軟件做的汽包水位控制SAMA圄在線(xiàn)幫助、自建文檔、標準C語(yǔ)言編程等手段.應用軟件的生成簡(jiǎn)常規的控制算法，SAMA 圖編程就足夠了，但是對于熱電行捷而直觀(guān)。業(yè)，往往還需要使用其他的控制方法。在本項目中，由于順序控制現場(chǎng)數據的獲取非常簡(jiǎn)單，只需要定義端口、設備和點(diǎn)即可。的存在，我們還使用了梯形圖編程;燃燒控制采用模糊控制算法，端口的定義包括物理設備和協(xié)議的選擇;設備組態(tài)則是指明現場(chǎng)控該算法用高級語(yǔ)言實(shí)現比較容易，我們使用了C語(yǔ)言編程。Open制站的型號;點(diǎn)需要確定-一個(gè)名稱(chēng)以及對應的IO模塊的通道。定Process 對這些編程方法都提供了很好的支持。義完成后就可以通過(guò)點(diǎn)的名稱(chēng)來(lái)獲取現場(chǎng)數據?？刂撇呗越M態(tài)完成后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )下載到現場(chǎng)控制器中，在系統運在本項目中，我們利用Plant Edition 提供的圖形元素和控行過(guò)程中控制算法在現場(chǎng)控制器中完成，完全不受工程師站或操作件，生成了幾十張界面，包括系統總貌、分系統流程圖、實(shí)時(shí)數據員站的影響。表、趨勢圖、控制棒圖、相關(guān)棒圖、報警、歷史數據查詢(xún)、屏幕操作等等。圖2所示是其中的一-張流程圖界面。 友好的界面既方便用5實(shí)施結果戶(hù)監視設備運行情況，也提高了操作人員通過(guò)DCS系統操作現場(chǎng)該熱電廠(chǎng)7號爐DCS控制系統已于2003年7月份完成，運行設備的效率。至今，各項指標均符合國家標準，用戶(hù)反映良好。同年的8月份，該熱電廠(chǎng)8號爐DCS控制系統開(kāi)始實(shí)施。由于Open Process 所具有的先進(jìn)的系統結構，原7號爐的DCS系統可以很方便地擴展，將8號爐納入系統內。這既降低了用戶(hù)的投資，也縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，給用戶(hù)創(chuàng )造了直接的經(jīng)濟效益。目前我國熱電系統的自動(dòng)化程度與發(fā)達國家相比還有一-定的差距，為了實(shí)現熱電系統的自動(dòng)化運行，業(yè)內的科研人員做了大量的工作，也在理論研究和實(shí)際應用中取得了-定的成果。江南大學(xué)信息工程學(xué)院和無(wú)錫隆達網(wǎng)絡(luò )與自動(dòng)化研究所從1995年起從事熱電控制系統的研究與應用，期間經(jīng)歷了計算機控制的三個(gè)發(fā)展階段:采用工業(yè)控制計算機實(shí)現控制系統，采用PLC實(shí)現控制系統，到目前的DCS系統。我們獲得了大量的實(shí)際數據，積累了豐富的工程經(jīng)驗，也在理論研究上取得了一定的成果。為熱電自動(dòng)化事業(yè)貢獻了-份力量，我們也愿意與廣大的同行-一起為我國的自動(dòng)化事業(yè)共同努力。@圍2用Open Process 界面組態(tài)軟件做的流程圖示例參考文獻Plant Edition 內置了功能強大的數據庫系統SQL Server, 所[1]田子平.大型鍋爐裝置及其原理。上海交大出版社，1997有的現場(chǎng)檢測數據都可以通過(guò)簡(jiǎn)單的組態(tài)保存到數據庫中。Plant[2](中國煤化Iser's Guide. 2002Edition的報表是通過(guò)Excel 軟件來(lái)實(shí)現的，為了簡(jiǎn)化軟件環(huán)境，我們使用Delphi開(kāi)發(fā)了一個(gè)ActiveX控件，直接訪(fǎng)問(wèn)SQL Server作者簡(jiǎn)介:fH一黨工作。地址:無(wú)錫市惠河路170號C NM H Gi:wbin 19s com數據庫，提供各種報表的打印。作者聲明:自愿將本文稿酬捐為“儀器儀表用戶(hù)雜志愛(ài)心助學(xué)基金”歡迎訂閱歡迎撰稿歡迎發(fā)布產(chǎn)品廣告信息EIC Vol.12 2005 No.1 43.