(郑州燃气发电有限公司河南省郑州市450001)
摘要:在电厂中,通过西门子提供的系统,促进了电厂的发展。本文介绍了TELEPERMXP统,以及T-XP分散控制系统在电厂中的具体应用。
关键词:T-XP分散控制系统;西门子;应用
对于T-XP分散控制系统来说,在90年代,由西门子研究出来的,属于新一代的DCS系统,在系统设计中,不仅应用了微电子技术,也积极应用了国际中的标准系统软件,以及应用软件。在这个分散控制系统中,根据分散、分层的相关要求进行设计,功能比较全面,为电厂运行提供了安全保障。
1TXP分散控制系统
1.1AS620B自动系统
1.1.1AS620B自动系统
在AS620B自动系统中,自动化处理器AP是最核心的组成内容,其中,CPU948R主要是以SIMATIC中央单元为基础,进而具有开/闭环控制及保护功能等。利用CP1430,可以连接工厂的总线,让AP可以与总线中诸多结点实现通讯。利用IM304,可以连接于功能模件,让AP与各功能模件进行信息交换。对于IM324,应该与IM304联合应用,使2个冗余的AP进行通讯。利用DEDA-S5,可以监视系统故障,以及机柜内温度等,一旦发现异常,可以启动机柜的报警灯。
AS620B具有较强的灵活性,能够将集中结构、分散结构集合在一起,形成统一的整体,为用户提供了良好服务。在这个系统中,不管是CPU模件,又或者是通讯处理器,以及总线等,都可以进行冗余配置。
1.1.2AS620F自动系统
对于AS620F自动系统,主要应在对安全具有特殊要求的系统控制中。利用该系统,可以掌握设备的状态,经过相应的逻辑运算,可以及时了解危险程度,避免了错误操作。通过故障安全型的结构,模件故障可以得到很好的预防,系统的安全性较高,通过自动监测,为保护设备正常发挥各个功能打下了基础。在这个系统中,主要组成为AP、APF,AP负责通讯任务,将光缆连接于APF,APF可以和总线中各结点实现通讯。在APF中,硬件按照二取一的方式进行冗余配置。在每块APF120中,设置2个处理器,具有一样的程序,时钟脉冲也一致。
1.1.3AS620T自动系统
对于AS620T自动系统,主要针对汽轮机设计,进而构建的控制系统,具有快速闭环的功能,主要组成包括:专用处理器APT,外围设备等。对于APT,则是基于SIMADYN相应的处理器模件建立的。
1.2OM650过程操作及信息系统
在TXP分散控制系统中,OM650过程操作、信息系统是重要的组成内容,要负责过程控制,以及过程信息处理等。利用窗口,可实现这些功能。其中,PU、SU以及OT都设置了高性能的计算机。不仅可以进行过程控制,还能对故障进行分析,并且,具有长期存档、追忆故障,以及操作统计等诸多功能,能够在线生成棒图,绘制相应的曲线、报表等,不仅如此,可以进行线帮助,还具有记事簿功能。
1.3SINEC总线系统
对于SINEC总线系统,在过程控制系统中,要负责各组件间的通讯,与外部系统进行通讯。在总线系统中,主要组成包括已:全厂总线、终端总线。在终端的总线中,应用在PU、SU、OT与ES680间的通讯。对于DCS主时钟,要设置在全厂的总线中,可以同步。对于系统总线的结构,主要应用了局域网SINECH1、SINECH1FO,以此建立的,通过CSMA/CD,建设虚拟环网结构,支持不同的传送介质,通讯速率可达10M位/s。
1.4ES680工程设计及调试系统
在TXP分散控制系统中,ES680工程设计、调试系统是重要的组成内容,应用在DCS系统的整个设计过程中,可以对自动系统、过程操作,以及信息系统、总线系统进行相应的组态。要想控制系统能够实现快速操作,具有较强的安全性,应该通过T统一进行修改,对用户的接口设计,还有详细设计,以及调试修改等,由ES680完成,全部的修改要进入AS620、OM650系统。对于工程设计,要满足工艺过程的需求,无需自动控制系统软件的专业知识。在详细设计、维护及调制中,用户可以使用ES680。
2TXP分散控制系统在电厂中的应用
西门子签订了很多的TXP分散控制系统,本文针对电厂,对T-XP的应用进行了介绍。
2.1AS620B
(1)AP1负责机炉协调控制,主要组成包括:负荷指令设定回路、锅炉主控、RUNBACK回路频率校正回路、汽机主控、热值校正回路,以及主汽压力控制回路。
(2)AP2与AP3属于锅炉侧,锅炉控制、DAS测点要根据故障分散进行分别设置,比如说,磨组A-C设置在AP2中,磨组D-E则设置在AP3中。
(3)AP4属于汽机侧控制,在其闭环回路中,主要控制除氧器压力、冷凝器水位、除氧器水位、低加水位、高加水位,并且,辅助蒸汽压力控制。不仅如此,还需要对凝泵子组、开式循环泵子组,以及马达、电磁阀等进行单项控制。
(4)AP5属于电气侧控制,要实现高压开关、中压开关,以及各低压开关的控制。全部上电气控制盘信号要进入这个AP中,I/O点数是2000点。
(5)AP6自动化控制具有较高的要求,在循泵房中,要实现无人值班。所以,西门子公司将远程I/O柜设置在现场中,使循泵出口阀、循泵冷却水阀,以及联络阀进行自动控制。在这个柜装中,设置的ET200机架为6层,通过IM318接口模件连接各ET200,在此基础上,将一根1km光缆经IM308接口模件与控制柜EU185机架进行连接。在EU185中,具有IM308接口模件(2个),与二个冗余AP进行连接,为远程I/O柜受冗余AP控制提供了便利。与别的AP相比,AP6的CPU负荷并不是很大,因此,将相应的汽机防进水阀门控制、汽机温度测点放入这个AP中。
2.2AS62OF
对于AS620F,属于故障安全型的自动系统,具有很多功能,比如说,炉膛吹扫,控制主油阀、回油阀,以及冷却风机等。在APF和总线的各系统中,由AP柜进行通讯,对非故障安全型逻辑进行处理。APF1负责MFT、炉膛吹扫功能,而APF2负责各油阀、电火包控制。不管是故障安全型信号,又或者是被控设备,都应用二选二逻辑。如果重要的设备出现MFT时,不仅要应用硬接线驱动跳闸继电器,在总线中,将MFT信号发动给不同的单项控制块,以最高的保护命令,对设备进行控制,通过这样的方式,能够及时切断燃料,确保炉膛的安全。
2.3OM650过程操作与信息系统
在电厂中,OM650过程操作、信息系统主要设置冗余SU(1套)、冗余PU(2套),OT为6个,硬拷贝机(1台),记录打印机(3台)。其中,在OT中,具有大屏幕的显示器,长宽分别为2m、1.5m。作为运行人员,只要应用鼠标就能操作。在整个电厂中,根据工艺过程,可以划分为10个不同的功能区,具有约200幅的画面。通过画面,运行人员可以根据大量的可开窗口,控制700多个对象,在画面上,可以直接调出需要的功能图,清楚掌握设备的相应命令,以及信号状态等。
2.4调试系统和ES680工程设计
在电厂中,DCS具有一台ES680工程设计、调试系统,分别与全厂的总线、终端总线进行连接,能够对AS620B、OM650、AS620F,以及SINEC系统实施组态,能对任何的功能图进行实时调出,在调试方面也十分便捷。对于ES680工程设计、调试系统,由一系列软件组成,OM650组态MMI、AS组态FUP,以及现场设备组态MSR。
2.5SINEC总线系统
SINEC总线系统主要包括:全厂总线、终端总线,这只了2对冗余PU,以及1台ES680,都与全厂总线、终端总线进行了连接,同时,7对冗余AP、主时钟都与全厂总线进行连接,1对冗余SU、OT,以及硬拷贝机要与终端总线进行连接。
2.6与外系统间的接口
在电厂中,DCS具有2个串行接口,以及外系统通讯,其中,一个接口连接DEH,而另一个接口连接于TSI。在DCS主时钟中,保留相应的接口,与全厂时钟同步,另外,还要保留一个接口,连接于管理信息系统的MIS。
2.7光字牌报警
在电厂中,没有独立的报警系统,仅仅将声光报警系统融入了DCS中,但是,西门子公司为电厂设置了三百个报警光字牌,尺寸是75mmX37.5mm。通过光字牌,可以接收DCS控制柜的信号,由FUM511功能模件发出的有源信号,闪烁频率为2Hz、8Hz,还伴有相应的声音。在OM画面、BTG盘中,管理人员可以对报警进行识别,实施消音、退出,以及试灯等操作。
结语
综上所述,由于新技术的不断发展,对开阔了人们了视野,对电厂管理人员和技术人员具有很大帮助,遇到现场问题时,可以有效解决。由于西门子控制系统技术的不断升级,TELEPERMXP硬件设计会越来越完善,即使存在不足之处,也会妥善处理,DCS功能也会越来越健全。
参考文献
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