HIACS-5000M系统在燃煤机组中的应用PPT课件

1、1HIACS-5000MHIACS-5000M系统系统在燃煤机组中的应用在燃煤机组中的应用北京日立控制系统有限公司北京日立控制系统有限公司20072007年年1111月月2一网络结构一网络结构二控制器二控制器三电源结构三电源结构四、机柜结构四、机柜结构五、工程师站五、工程师站六、操作员站六、操作员站七、历史站七、历史站目目 录录3一网络结构一网络结构4采用采用HIACS HIACS 系统的配置特点系统的配置特点（1）1#、2#机组级控制网络及公用控制均网络采用-100 Network -100 Network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 -100 Ne

2、twork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；5（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6图2.一种可能的DCS系统地理分散布置示意图NC：网络耦合器注： 中控室、设备间分开； 设远程控制站 设远程I/O站 设公共控制级网络1#操作盘2#操作盘NC2#机组远程R-I/O网络

3、-100Network兆光纤2#炉顶I/O控制柜300M500M2#汽机平台I/O控制柜NCNC公用系统-100Network兆光纤网公用电气控制柜700M700M300M2#机组-Network100兆光纤网2#机组DCS控制柜300M1#机组-Network100兆光纤网1#机组DCS控制柜NC1#机组远程R-I/O网络-100Network兆光纤1#炉顶I/O控制柜300M500M1#汽机平台I/O控制柜现场循泵房控制柜现场空压机房控制柜7适应快速稳定数据传输的要求（采用适应快速稳定数据传输的要求（采用FDDIFDDI数字光纤令牌网）数字光纤令牌网）-Network100-Network

4、100网络NO.项目技术特性1连接控制器HISEC04-M/R600CH2结构双重化3通讯速率100M bps(信号传送：125M baud)4通讯介质光纤(GI-50/125m)5站间距Max: 2KM（无中继）6总长度Max: 100KM7挂站数Max: 255台8访问方式令牌(FDDI)9通讯缓冲区256KB10数据长度Max: 1.5Kbyte11传送周期1ms-1000ms12RAS功能网络双重化、CRT循环冗余校验LOOP Back功能完善的故障自诊断 等84#站站3#站站2#站站1#站站线路故障线路故障正常情况正常情况站故障站恢复情况站故障站恢复情况传送线路故障恢复情况传送线路故

5、障恢复情况4#站站2#站站1#站站3#站站主线主线SUB NLINELoopBack功能功能4#站站3#站站2#站站1#站站返回返回故障站故障站3#站发生故障站发生故障主线路终断主线路终断9令牌网与以太网特点比较令牌网与以太网特点比较 -1 -1 10令牌网与以太网特点比较令牌网与以太网特点比较 -2 -2 令牌网以太网完成通讯任务的响应时间 T1可以设计，可以确定， 为确定性T2与置信度概率水平相关，是一种数学期望值。应用特点 适 用 要 求 于 重 负 荷 下 ， 实时性要求高的场合。 适 用 于 大 机 组 控 制 级 网络。 理 论 和 实 践 均 表 明 ， 存 在 临 界负 荷 值

6、 Lo， Lo 在 18 30之 间 （ 依 置 信 度 概 率 水 平 决 定 ）当 网 上 负 荷 Lo 时 ， 网 上 发 生阻 塞 ， 完 成 某 一 个 通 讯 任 务 的平均期望时间T2迅速上升，实时性严重下降。 适 用 于 网 上 负 荷 较 低 的 场 合 ，如：挂站数小通讯数据少、负荷低LT1L:负荷率L0LT211发送数据准备好网上是否忙？延迟T i延迟T i升为通讯站发送数据是否发生碰撞发送任务被破坏完成通讯任务发生碰撞不忙忙重新侦听重新竞争上网Loop1Loop2通讯竞争载波侦听碰撞检测以太网单站通讯任务处理过程以太网单站通讯任务处理过程问题：问题：网上发送数据量大、挂

7、站数多时，碰撞机率增加。网上发送数据量大、挂站数多时，碰撞机率增加。Loop1Loop1，Loop2Loop2反复出现，通讯任反复出现，通讯任务无法完成。务无法完成。12某某300MW300MW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-5000MHIACS-5000M系统）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8 Byte计算；每个开关量依

8、4 bit计算； 每秒负荷量：L = (1642+164) * 8* 8 + (4212+421) * 4 134.116 K bit（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：1.5 K byte * 8 / 100 M = 0.12 ms裕度系数：加倍令牌管理：1ms单站用时：0.12 * 3 + 1ms = 1.36 ms最小令牌环行周期：1.36 * 11 14.96 ms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 * 103 bit 1320 K bit（3）负荷率 = L

9、 / LO = 134.116 / 1320 =10.1% 13机组控制级网络负荷性能指标 负荷率要求： 30保保 证证 值：值： 20%20%负荷率网络最大负荷负荷率网络最大负荷/ /配置系统的网络传送能力配置系统的网络传送能力 14操作员站1操作员站n 外部设备网络 Ethernet路由器MIS-Network 100兆光纤网CTL1CTLnDEH系统CIS单独供货ETSBAPSTSI吹灰辅助车间电气系统图6.通讯接口处理DEH系统：与-Network 100无缝联接MIS接口：由外部设备网络与MIS连接其它系统：通过CIS进入机组DCS系统。 其它系统连接信号采用开放式国际 标准规约或协

10、议。如标书所列： TCP/CP，MODUBUS/MODUBUS-PLUS， RS-232，RS485/422，Ethernet等。15HISEC-04M/R600C项项 目目R-600CHR-600CH处理器处理器32 bit 32 bit RISCRISC（工业级）（工业级）内存内存32MB32MBROMROM512KB512KB网络连接网络连接-100-100时钟时钟160MHz160MHz( (相当于普通处理器相当于普通处理器500MHz)500MHz)控制周期控制周期2020、5050、100100、200200、250250、500ms500ms冗余方式冗余方式热运行备份方式热运行备

11、份方式最小设定间隔最小设定间隔10ms10ms逻辑区逻辑区64006400页应用程序页应用程序PI/OPI/O区区1280012800点模拟量点模拟量含宏命令数含宏命令数约约4800048000个个/CPU/CPU二、二、R600CR600C控制器及相关参数控制器及相关参数16RISC CPU RISC CPU 与与 CISC CPUCISC CPU的性能对照表的性能对照表17RISC CPU-RISC CPU-适合计算密集的工程和科学计算的适合计算密集的工程和科学计算的CPUCPU18300MW300MW机组机组DCSDCS系统控制器功能分配的一种考虑系统控制器功能分配的一种考虑 系统控制器

12、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。19高可靠控制器高可靠控制器（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

13、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20望亭电厂望亭电厂1414机机CTLCTL负荷实测结果负荷实测结果NO.NO.CTLCTL运算周期运算周期(ms)(ms)实测负荷率实测负荷率1 1MCS1MCS12002002 23 34 45 56 67 78 8MCS2MCS2100100FSSFSS10010020020020020010010020020050509 92002

14、00BMS&MILL2BMS&MILL2SCS1SCS1SCS2SCS2SCS3SCS3DASDASBMS&MILL1BMS&MILL110.2310.2310.1810.1812.3212.3211.8611.8611.4511.4510.9710.976.386.386.206.205.665.665.495.499.869.869.509.505.365.365.185.1823.623.623.123.114.0214.0213.5813.58Max(%)Max(%)平均平均(%)(%)21望亭电厂望亭电厂1414机机CTLCTL负荷实测结果负荷实测结果

15、望亭电气控制器望亭电气控制器(scs3)(scs3)AIAI： 112112点点RTDRTD： 8 8点点DIDI： 448448点点DODO： 160160点点合计：合计：728728点点负荷率：负荷率： 50ms max50ms max：23.6%23.6%22南京电厂南京电厂1 1机机CTLCTL负荷实测结果负荷实测结果NO.NO.CTLCTL运算周期运算周期(ms)(ms)实测负荷率实测负荷率1 1OPCOPC20202 23 34 45 56 67 78 8BTCBTC200200通风通风2002002002002002002002002002002002009 9200200BMS

16、&MILL2BMS&MILL2CCSCCS辅机辅机1 1辅机辅机2 2DASDASBMS&MILL1BMS&MILL128.8428.8428.0628.0610.6910.6910.4410.448.528.528.308.307.527.527.327.327.037.036.836.8317.5517.5517.0917.095.385.385.135.1319.8319.8319.2019.2018.6818.6818.5318.53Max(%)Max(%)平均平均(%)(%)23望亭电厂望亭电厂1414机机CTLCTL内存实测数据内存实测数据-1-1N

17、ONOCTLCTL功能功能内存区内存区已占用已占用% %未用区未用区% %1 1BTCBTC6 69494逻辑区逻辑区通讯区通讯区1 199992 2MCS1MCS16 694942 298983 3MCS2MCS24 496961 199994 4MSC1MSC13 397971 199995 5BMS1BMS16 694942 298986 6BMS2BMS27 793931 19999逻辑区逻辑区通讯区通讯区逻辑区逻辑区通讯区通讯区逻辑区逻辑区通讯区通讯区逻辑区逻辑区通讯区通讯区逻辑区逻辑区通讯区通讯区24望亭电厂望亭电厂1414机机CTLCTL内存实测数据内存实测数据-2-2NONOC

18、TLCTL功能功能内存区内存区已占用已占用% %未用区未用区% %7 7SCS1SCS16 69494逻辑区逻辑区通讯区通讯区2 298988 8SCS2SCS26 694942 298989 9DASDAS4 496962 298981010DEHDEH4 496962 298981111MEHMEH1 199991 19999逻辑区逻辑区通讯区通讯区逻辑区逻辑区通讯区通讯区逻辑区逻辑区通讯区通讯区逻辑区逻辑区通讯区通讯区25 控制器性能指标保证控制器性能指标保证 负荷率要求： 60%保保 证证 值：值： 30%30%负荷率实际执行周期负荷率实际执行周期/ /设定的控制周期设定的控制周期 内

19、存裕度要求： 50%保保 证证 值：值： 8080内存裕度已用内存内存裕度已用内存/ /可用内存可用内存 26三、三、DCSDCS系统电源配置说明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：初 级初 级ACAC控制器15V24V5V调理板输出模板15V24V5V交流供电初级模块依要求次级模块组合系统供电PS7000控制器电源结构图27电源隔离及单点接地系统设计电源隔离及单点接地系统设计电源电源A电源电源B单点接入电厂地单点接入电厂地地线地线( (截面积截面积 38mm )38mm )2 2CTLCTLCTLCTLCTLCT

20、L地脚螺钉28四、四、HIACSHIACS系统的系统的DCSDCS系统机柜特点：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：700700200029五、五、HIACSHIACS5000M5000M系统工程师工作站系统工程师工作站 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；

21、 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；30FDDIFDDI高速光纤控制级网络高速光纤控制级网络打印机打印机打印机打印机操作员站操作员站操作员站操作员站工程师台工程师台在机组运行时，在机组运行时，一台工程师站足一台工程师站足够用于机组控制够用于机组控制器的正常维护。器的正常维护。机组正常运行工况机组正常运行工况31任意一台操作员站任意一台操作员站均可切换成从工程均可切换成从工程师站，满足多台工师站，满足多台工程师站用于机组调程师站用于机组调试。试。机组调试工况机组调试工况FDDI高速光纤控制级网络打印机打印机打印机打印机从工程师台从工程师台（操作员站）（操作员站）从工程师台

22、从工程师台（操作员站）（操作员站）工程师台工程师台32方便的方便的PI/O信号处理信号处理在系统设定中只需按实装硬件配置进行填写，所在系统设定中只需按实装硬件配置进行填写，所有有PI/O的量程转化，工程值换算等均可方便地通过填写的量程转化，工程值换算等均可方便地通过填写表格的方式完成。表格的方式完成。另外另外PI/O信号名称自动拷贝和负荷率测定等工具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。极大地简化了一些必要的工作。33简单易学的逻辑图画法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

23、过简单的学习，就可掌握组态的方知识的要求，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。法并制作出理想的逻辑。34 打开一页新的逻辑 点击幅面选择下拉菜单35选择幅面在画面任意处单击确认点击作图方式选择按钮36选择逻辑作图方式点击宏命令和作图元素选择按钮37选择宏命令或作图元素38在画面上单击即可放置39用同样的方法放置宏命令和传送元素双击作图元素40定义序号，名称以及来页或去页41点击连线选择按钮连接作图元素42 逻辑作图完毕，可保存进行编译和打印434445系统图操作画面系统图操作画面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

24、工具完成操作端的创建，免去了重复组态，又增加了可靠性 46“一览显示一览显示”功能说明功能说明(1/8)(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 47“一览显示一览显示”功能说明功能说明(2/8)(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 48“一览显示一览显示”功能说明功能说明(3/8)(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

25、一览，并允许多项选择显示 49“一览显示一览显示”功能说明功能说明(4/8)(4/8)可以自由定制显示列，并具有记忆功能 50“一览显示一览显示”功能说明功能说明(5/8)(5/8)支持单列和多列排序 51“一览显示一览显示”功能说明功能说明(6/8)(6/8)支持单列、多列筛选 52“一览显示一览显示”功能说明功能说明(7/8)(7/8)查找功能 53“一览显示一览显示”功能说明功能说明(8/8)(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 54系系

26、统统 图图55系统图的设定系统图的设定没有具体没有具体限制限制，每一幅系统图的，每一幅系统图的动态点设定也没有具体动态点设定也没有具体限制，为了画面清晰美限制，为了画面清晰美观 ， 建 议 定 义 不 超 过观 ， 建 议 定 义 不 超 过200个动态点个动态点。动态点每秒刷新一次，动态点每秒刷新一次，并可以根据用户要求定并可以根据用户要求定义动态画面，显示设备义动态画面，显示设备运行情况。并可随意定运行情况。并可随意定义棒图、趋势、动态点义棒图、趋势、动态点等。等。56可 在 此 做可 在 此 做人 置 数 设人 置 数 设定定趋势显示趋势显示57系统设备监视显示为全屏显示画面，可根据用户

27、要求定义主画面主画面和次级画面和次级画面。系统自诊断至模件诊断至模件级故障级故障，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。58七、七、HIACSHIACS5000M5000M系统历史数据站系统历史数据站数据收集能力：每秒采集量数据收集能力：每秒采集量1500015000点点事故追忆记录、事故追忆记录、SOESOE记录、操作员操作记录、报警记录记录、操作员操作记录、报警记录报表收集（时间型，事件型）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）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每月月初可转存至光盘打印