HIACS-5000M系统在燃煤机组中的应用.ppt

HIACS 5000M系统在燃煤机组中的应用北京日立控制系统有限公司2007年11月 一 网络结构二 控制器三 电源结构四 机柜结构五 工程师站六 操作员站七 历史站 目录 一 网络结构 采用HIACS系统的配置特点 1 1 2 机组级控制网络及公用控制均网络采用 100Network 100Network网络为国际标准 IEEE802 5 双重化光纤数据令牌网络 全厂一体化 100Network网络具有实时性好 传输稳定的特点技术参数及特性附后 2 具有先进 成熟的网络耦合器 使公用控制网络与两台机组DCS系统方便地实现数据连接 能够可靠地实现每台机组的操作员站对公用系统进行操作控制 3 机组DCS系统控制站 公用系统控制站 远程控制站 DEH控制站统一采用R600CH高性能的先进控制器 使全厂DCS系统一体化 附 Network100网络性能 R600C高性能控制器特性 适应快速稳定数据传输的要求 采用FDDI数字光纤令牌网 Network100网络 LoopBack功能 3 站发生故障 主线路终断 令牌网与以太网特点比较 1 令牌网与以太网特点比较 2 以太网单站通讯任务处理过程 问题 网上发送数据量大 挂站数多时 碰撞机率增加 Loop1 Loop2反复出现 通讯任务无法完成 某300MW超临界机组控制级网络通讯负荷估算 本计算只适用于日立HIACS 5000M系统 1 DCS总点数 1642 4212 164 421 6439其中 模拟量1642 开关量4212点其它需要传送点 模拟量 10 164 例如站间通讯点 数字量 10 421上述数据每秒全部传送一遍 每个模拟量依8Byte计算 每个开关量依4bit计算 每秒负荷量 L 1642 164 8 8 4212 421 4 134 116Kbit 2 所配置系统的网络负荷能力估算站点数 11单站发送用时 1 5Kbyte 8 100M 0 12ms裕度系数 加倍令牌管理 1ms单站用时 0 12 3 1ms 1 36ms最小令牌环行周期 1 36 11 14 96ms实际设定令牌环行周期100ms即每站 每秒可获得10次发送权 总传送能力 LO 11 1 5 8 103 10 1320 103bit 1320Kbit 3 负荷率 L LO 134 116 1320 10 1 机组控制级网络负荷性能指标负荷率要求 30 保证值 20 负荷率 网络最大负荷 配置系统的网络传送能力 HISEC 04M R600C 项目 R 600CH 处理器 32bitRISC 工业级 内存 32MB ROM 512KB 网络连接 100 时钟 160MHz 相当于普通处理器500MHz 控制周期 20 50 100 200 250 500ms 冗余方式 热运行备份方式 最小设定间隔 10ms 逻辑区 6400页应用程序 PI O区 12800点模拟量 含宏命令数 约48000个 CPU 二 R600C控制器及相关参数 RISCCPU与CISCCPU的性能对照表 RISCCPU 适合计算密集的工程和科学计算的CPU 300MW机组DCS系统控制器功能分配的一种考虑系统控制器功能分配准则 设置专门的单元机组主控制器 完成 机组各子控制系统的协调控制 不同控制方式下的统一指挥 协调 依照工艺系统划分各控制器的功能 如 风烟控制系统 燃料制粉系统 FSS系统 锅炉启停控制及燃烧器控制 汽水系统等 优点 各个子系统相对独立 是大系统下的自治分解设计 可靠性高 交叉通讯的数据量少 调节 启停顺控及设备级保护三合一 优点 控制动态响应快 控制特性好 硬接线少 可靠性高 适应地理分散布置的要求 高可靠控制器 为提高控制器的快速性 采取了如下措施 a 硬件 采用最新的Risc处理芯片 全面提高数据处理能力采用输入 输出并行高速总线 从硬件上提高处理能力提高CPU主频提高内存容量设计专门的主 从Tie back总线采用新型大规模集成电路 提高可靠性b 软件 采用专门设计的控制器系统程序 PMS 不使用通用机软件环境 提高软件执行效率和控制的快速性 c 实际效果 见望亭控制器出厂负荷率测试结果 望亭电厂14 机CTL负荷实测结果 NO CTL 运算周期 ms 实测负荷率 1 MCS1 200 2 3 4 5 6 7 8 MCS2 100 FSS 100 200 200 100 200 50 9 200 BMS MILL2 SCS1 SCS2 SCS3 DAS BMS MILL1 10 23 10 18 12 32 11 86 11 45 10 97 6 38 6 20 5 66 5 49 9 86 9 50 5 36 5 18 23 6 23 1 14 02 13 58 望亭电厂14 机CTL负荷实测结果望亭电气控制器 scs3 AI 112点RTD 8点DI 448点DO 160点合计 728点负荷率 50msmax 23 6 南京电厂1 机CTL负荷实测结果 NO CTL 运算周期 ms 实测负荷率 1 OPC 20 2 3 4 5 6 7 8 BTC 200 通风 200 200 200 200 200 200 9 200 BMS MILL2 CCS 辅机1 辅机2 DAS BMS MILL1 28 84 28 06 10 69 10 44 8 52 8 30 7 52 7 32 7 03 6 83 17 55 17 09 5 38 5 13 19 83 19 20 18 68 18 53 望亭电厂14 机CTL内存实测数据 1 NO CTL功能 内存区 已占用 未用区 1 BTC 6 94 1 99 2 MCS1 6 94 2 98 3 MCS2 4 96 1 99 4 MSC1 3 97 1 99 5 BMS1 6 94 2 98 6 BMS2 7 93 1 99 望亭电厂14 机CTL内存实测数据 2 NO CTL功能 内存区 已占用 未用区 7 SCS1 6 94 2 98 8 SCS2 6 94 2 98 9 DAS 4 96 2 98 10 DEH 4 96 2 98 11 MEH 1 99 1 99 控制器性能指标保证负荷率要求 60 保证值 30 负荷率 实际执行周期 设定的控制周期内存裕度要求 50 保证值 80 内存裕度 已用内存 可用内存 三 DCS系统电源配置说明配置思想 全分散化 全双重化控制器电源 依CTL分散I O接口电源 依机柜分散双重化电源结构 电源隔离及单点接地系统设计 电源A 电源B 单点接入电厂地 地线 截面积 38mm 2 CTL CTL CTL CTL CTL CTL 地脚螺钉 四 HIACS系统的DCS系统机柜特点 1 控制柜 I O柜合二为一 减少接线量和故障点 2 双层浮空 静电屏蔽 单点接地系统机柜 3 机柜尺寸 700 700 2000 五 HIACS 5000M系统工程师工作站组态 修改 维护工作 全部应用软件为中文图形工作界面 全中文界面执行文件与图形文件自动一致化 多工程师台配置 适应投运 调试期的特殊需要 方便的PI O信号处理 强大的CAD组态功能和大宏指令分层可定义结构 专用总线接口 使主 从控制器数据自动一致化 通讯表的自动生成 机组投运期间人工置数功能使调试更为方便 强大的监视功能 FDDI高速光纤控制级网络 打印机 打印机 操作员站 操作员站 工程师台 在机组运行时 一台工程师站足够用于机组控制器的正常维护 机组正常运行工况 任意一台操作员站均可切换成从工程师站 满足多台工程师站用于机组调试 机组调试工况 FDDI高速光纤控制级网络 打印机 打印机 从工程师台 操作员站 从工程师台 操作员站 工程师台 方便的PI O信号处理在系统设定中只需按实装硬件配置进行填写 所有PI O的量程转化 工程值换算等均可方便地通过填写表格的方式完成 另外PI O信号名称自动拷贝和负荷率测定等工具极大地简化了一些必要的工作 简单易学的逻辑图画法工程师站对逻辑组态人员几乎没有任何有关计算机方面知识的要求 只要经过简单的学习 就可掌握组态的方法并制作出理想的逻辑 打开一页新的逻辑 逻辑作图完毕 可保存进行编译和打印 六 HIACS 5000M操作员站系统 系统图操作画面 1 大小可变2 位置随意 3 操作端自动创建将操作端与控制逻辑的大宏关联 即可通过系统提供的自动工具完成操作端的创建 免去了重复组态 又增加了可靠性 一览显示 功能说明 1 8 以列表方式显示数据库中所有点 全部数据刷新周期为1秒 两种显示方式可切换 一览显示 功能说明 2 8 可以按I O数据库的分类显示数据 选择类型有 全部库 AI库 CA库 AO库 DI库 DO库 CD库 PI库 报警定义点一览 状态变位定义点一览 操作记录定义点一览 自动报警切除定义点一览 自动报警抑制定义点一览 一览显示 功能说明 3 8 可以按照状态显示数据 如报警一览 报警停止一览 扫描停止一览 坏点一览 人置点一览 并允许多项选择显示 一览显示 功能说明 4 8 可以自由定制显示列 并具有记忆功能 一览显示 功能说明 5 8 支持单列和多列排序 一览显示 功能说明 6 8 支持单列 多列筛选 一览显示 功能说明 7 8 查找功能 一览显示 功能说明 8 8 支持点信息功能 支持人工操作 可以进行成组显示的组设定 在一览显示可以将选中的点直接加入到一组或多个组中 支持窗口的最大 最小化和关闭按钮 支持右键菜单 快捷地执行相应的操作 系统图 系统图的设定没有具体限制 每一幅系统图的动态点设定也没有具体限制 为了画面清晰美观 建议定义不超过200个动态点 动态点每秒刷新一次 并可以根据用户要求定义动态画面 显示设备运行情况 并可随意定义棒图 趋势 动态点等 可在此做人置数设定 趋势显示 系统设备监视显示为全屏显示画面 可根据用户要求定义主画面和次级画面 系统自诊断至模件级故障 画面显示绿色为运行正常 红色为运行故障 运行人员可方便的辨别各种问题 七 HIACS 5000M系统历史数据站 数据收集能力 每秒采集量15000点事故追忆记录 SOE记录 操作员操作记录 报警记录报表收集 时间型 事件型 检索功能 时间检索 名称检索 支持模糊检索 趋势回放功能 所有被采集点均可以以趋势图方式回放每月月初可转存至光盘打印功能 日立以 时刻为用户着想 提供最优质服务 为工作原则 为中国HIACS系列产品用户 提供全面的工程及维护服务 及时提供HIACS系列产品的备品备件 根据中国电厂的实际需求和具体技术状况 提供适合中国电厂的技术方案配置并进行相应的工程实施 提供HIACS系列产品的售后维护服务 以最