Open Process在热电系统中的应用

鱼应用实例盆仪器仪表用户文章编号: 1671-1041(2005)01-0042-02OpenProcess在热电系统中的应用吴滨(江南大学信息工程学院，无锡市214036)摘要:热电企业的生产- -般是以供热为主，发电为辅.热电联产具有节约能经过对市场上的DCS系统全面的深入了解，我们选用了美国源.改蔷环境、提高僕热质量.补充电力供应等综合效益。本文介绍了美国通用电气公司的Open Process 开放型DCS系统来构建控制系统.通用电气公司Open Process 开放型DCS系统在热电自动控制系统中的应Open Process 系统是美国通用电气公司近年推出一套DCS产品。它有两个系列( PA30和PA70),包括软件和硬件两大部分。关键词:热电联产;双炉排链条锅炉: DCS: SAMA图:機欄控制; 节硬件包括各种全金属封装的功能模块; 提供物理安装位置，内置智约能源:环保能并行总线的背板:以及连接电缆。软件基于Windows 2000,包括中国分类号: TP273 文献标识码: B用户界面组态软件( Plant Edition) 和控制策略组态软件( OpenDesigner)。Open process's application in the通用电气的这套DCS产品有其特色:它的硬件结构简单，功thermoelectricity plant能强大，工艺精良，稳定性好，具备抗电磁于扰的能力，能在各种恶劣环境下工作。软件则获得微软的认证，保证其在WindowsWU Bin(Southern Yangtze University, School of Information2000下的性能最佳，可靠性最高。内置大型数据库SQL Server.软件的使用界面类似微软的ffie 200同时提供了大量的图形元Technology, Wuxi 214036)素供组态使用:控制组态软件界面类似Auto CAD,其中提供了一Abstract:Thermnoelectnicity plants'production is mostly to supply steam千多个控制功能模块供调用，也有高级语言接口。while secondarily to generate electricily. Steam-electrcily combinedproduction has a synthetially beneft of saving energy, improving系统结构envircnment, advance quality of steam-supply and supplementing实际项目中我们选用了PA30系列的DCS产品。按15-20%的electic power purvey. The application of Open Process DCS氽量配制l/o模块，选用100M的交换机构建了一个以太网，配置products of GE Fanuc Automation North Amerca, Inc. in thermoelectnicity sots automatic control system is introduced in this paper.了1台工程师站、1台操作员站。系统结构如图1所示。Key wordsteam-electnicity combined production; double-chain steamboilerDCS,SAMA char,fuzzy algorithmeconomize on energy:environmental protection1概述杭州市某热电厂建于1993年，建厂初期的规模是1台3St/h锅炉和I台汽机，经过几年的发展，目前已拥有8台锅炉;同时即将建立分厂。该厂以管理严格。技术先进出名，在杭州地区，甚至在以上网浙江省都有一定的知名度。相应地，该厂的各项经济、技术指标都是比较高的。而投入自动控制系统如果不能明显提高指标，用户是不会满意的。这就要求我们在已经很高的指标上进一步提高，具有观场钞韧站相当的难度。系统的控制对象是1台75th的双炉排链条炉和1台汽轮机现场设备组。用户提出实现的自动控制系统必须具备可靠性高，界面友好，4.20mA信号使用方便，维护简单，自动控制投入率高等特点。主要的模拟量控药电俱可安柴器其它能按420mA控制储号的设备制指标如下:热电租! 汽包水位土10mm*炉膛压力土10Pa團1 Open Process系统结构圜*主蒸汽温度土5C工程师站和操作员站的硬件都使用了研华的工业控制计算机，主蒸汽压力土0.05MPa安装了微软的Windows 2000 操作系统。操作员站置于锅炉控制●除氧器压力土0.5KPa室，安装有界面组态软件Plant Editin的操作员站版本。完成对同时要求系统结构可以很方便地扩展，因为他们在7 号炉投运。除氧器液位土5mm现场数据的监视、数据的查询、报表的打印，并可以通过CRT.后还要继续扩大生产规模;所有的现场数据可以按照用户要求的格键盘、鼠标对现场执行机构进行远操。工程师站安放于一个独立的式提供给该厂原有的MIS系统，并不允许为了完成此功能而增加控制室，安装有界面组态软件Plant Edition的工程师站版本，及控制的十施生喻了日 胡4B比所有功能外，工程师站还可额外的软件或硬件投资。以修中国煤化工1. D的值等。:THCN M H G°通道模拟量输入棋块，收稿日期: 2004-09-21个8通电热电时伙头、通电的心法模块、 1个8通道模拟量42 EIC Vol.12_ 2005 No.1欢迎光临本刊网站htp://www.eic.com.cn仪器仪表用户鱼应用实例盆输出模块、2个 16通道开关量输入模块、3 个16通道开关量输出人机界面组态完成后，生成- -组工程文件.将其拷贝到操作员模块。现场信号通过相应的I0模块，经过背板上的总线进入现场站上，通过Plant Edition操作员站版本的软件就可以运行了。控制站的CPU模块，控制程序运行于现场控制站的CPU模块中，控制策略的组态需要使用Open Designer 软件，Open输出信号通过输出模块控制现场的执行机构实现自动控制。现场控Designer的控制程序组态非常方便，是标准的SAMA图组态。以制站和监管站之间通过以太网联接。这样的结构实现了分散控制以汽包水位为例，根据我们的控制策略将要使用的功能模块拖放到图降低控制风险，集中管理以提高管理效率的思想。中，然后依照逻辑关系连接各模块的输入和输出端，即可构成一张汽包水位控制的SAMA图，如图3所示。3系统功能整个控制系统的功能可按逻辑分为数据采集(DAS). 模拟量控制(MCS).顺序控制(SCS). 炉膛安全监控(FSS). 汽轮机保护(ETS)。数据采集系统负贵对各种类型的现场信号进行采集、处理、显示，存储和提供查询、报表功能。模拟量控制实现汽包水位的控制、炉膛压力的控制、主蒸汽温度的控制、主蒸汽压力的控制、除氧器压力的控制、除氧器液位的控制以及凝汽器后蒸汽温度的控制。顺序控制则实现各种辅机和阀门的程序启停和机组的连锁保护。炉膛安全监控的主要功能是保证锅炉燃烧系统的安全运行，发生故障时执行预定的保护逻辑。ets 完成汽轮机的跳闸保护功能，并使系统能在机组的各种运行工况下正确、连续、安全运行。4功能的实现我们使用Plant Edition 软件组态开发了人机界面，PlantEdition可完成流程图、趋势图、控制操作面板、报警、报表、总貌、历史记录、诊断画面等的组态。它提供了丰富的图库和大量的实用控件，数据库更可自动生成，大大提高了组态效率;并可提供图3用Open Process策略组态软件做的汽包水位控制SAMA圄在线帮助、自建文档、标准C语言编程等手段.应用软件的生成简常规的控制算法，SAMA 图编程就足够了，但是对于热电行捷而直观。业，往往还需要使用其他的控制方法。在本项目中，由于顺序控制现场数据的获取非常简单，只需要定义端口、设备和点即可。的存在，我们还使用了梯形图编程;燃烧控制采用模糊控制算法，端口的定义包括物理设备和协议的选择;设备组态则是指明现场控该算法用高级语言实现比较容易，我们使用了C语言编程。Open制站的型号;点需要确定-一个名称以及对应的IO模块的通道。定Process 对这些编程方法都提供了很好的支持。义完成后就可以通过点的名称来获取现场数据。控制策略组态完成后通过网络下载到现场控制器中，在系统运在本项目中，我们利用Plant Edition 提供的图形元素和控行过程中控制算法在现场控制器中完成，完全不受工程师站或操作件，生成了几十张界面，包括系统总貌、分系统流程图、实时数据员站的影响。表、趋势图、控制棒图、相关棒图、报警、历史数据查询、屏幕操作等等。图2所示是其中的一-张流程图界面。 友好的界面既方便用5实施结果户监视设备运行情况，也提高了操作人员通过DCS系统操作现场该热电厂7号炉DCS控制系统已于2003年7月份完成，运行设备的效率。至今，各项指标均符合国家标准，用户反映良好。同年的8月份，该热电厂8号炉DCS控制系统开始实施。由于Open Process 所具有的先进的系统结构，原7号炉的DCS系统可以很方便地扩展，将8号炉纳入系统内。这既降低了用户的投资，也缩短了开发时间，给用户创造了直接的经济效益。目前我国热电系统的自动化程度与发达国家相比还有一-定的差距，为了实现热电系统的自动化运行，业内的科研人员做了大量的工作，也在理论研究和实际应用中取得了-定的成果。江南大学信息工程学院和无锡隆达网络与自动化研究所从1995年起从事热电控制系统的研究与应用，期间经历了计算机控制的三个发展阶段:采用工业控制计算机实现控制系统，采用PLC实现控制系统，到目前的DCS系统。我们获得了大量的实际数据，积累了丰富的工程经验，也在理论研究上取得了一定的成果。为热电自动化事业贡献了-份力量，我们也愿意与广大的同行-一起为我国的自动化事业共同努力。@围2用Open Process 界面组态软件做的流程图示例参考文献Plant Edition 内置了功能强大的数据库系统SQL Server, 所[1]田子平.大型锅炉装置及其原理。上海交大出版社，1997有的现场检测数据都可以通过简单的组态保存到数据库中。Plant[2](中国煤化Iser's Guide. 2002Edition的报表是通过Excel 软件来实现的，为了简化软件环境，我们使用Delphi开发了一个ActiveX控件，直接访问SQL Server作者简介:fH一党工作。地址:无锡市惠河路170号C NM H Gi:wbin 19s com数据库，提供各种报表的打印。作者声明:自愿将本文稿酬捐为“仪器仪表用户杂志爱心助学基金”欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息EIC Vol.12 2005 No.1 43.