第3章-發(fā)電企業(yè)信息化與智能化new課件

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容n3.1 我國(guó)發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國(guó)發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀n3.2 水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng) n3.3 火力發(fā)電廠(chǎng)的廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)火力發(fā)電廠(chǎng)的廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng) n3.4 發(fā)電廠(chǎng)智能管理信息系統(tǒng)發(fā)電廠(chǎng)智能管理信息系統(tǒng)3.1我國(guó)發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國(guó)發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀n我國(guó)我國(guó)電廠(chǎng)電廠(chǎng)的的自動(dòng)化水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平自動(dòng)化水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。電廠(chǎng)自動(dòng)化歷來(lái)是電力企業(yè)信息化建設(shè)的重電廠(chǎng)自動(dòng)化歷來(lái)是電力企業(yè)信息化建設(shè)的重點(diǎn)，大部分大中型水力發(fā)電，火力發(fā)電機(jī)組點(diǎn)，大部分大中型水力發(fā)電，火力發(fā)電機(jī)組均配備了均配備了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。小型水電站的自。小型

2、水電站的自動(dòng)化水平總體上還不是太高。動(dòng)化水平總體上還不是太高。n發(fā)電生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用大大發(fā)電生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用大大提提高高了了生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平。n由于大部分使用的由于大部分使用的監(jiān)控系統(tǒng)采用了國(guó)外的先監(jiān)控系統(tǒng)采用了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)技術(shù)，因此某些單項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到了國(guó)際，因此某些單項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到了國(guó)際水平，但在整體應(yīng)用上仍有差距。水平，但在整體應(yīng)用上仍有差距。3.1我國(guó)發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國(guó)發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國(guó)發(fā)電力企業(yè)信息化發(fā)展的特征如下我國(guó)發(fā)電力企業(yè)信息化發(fā)展的特征如下:n電力生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用成熟。電力生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用成熟。n

3、管理信息系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用逐漸推進(jìn)（為公管理信息系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用逐漸推進(jìn)（為公司業(yè)務(wù)管理和決策服務(wù)）。司業(yè)務(wù)管理和決策服務(wù)）。 總體來(lái)看，總體來(lái)看，管理信息化滯后于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化管理信息化滯后于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程。的發(fā)展進(jìn)程。發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)n發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)是發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)是:以先以先進(jìn)思想為主導(dǎo)、以現(xiàn)代信息技術(shù)手段為進(jìn)思想為主導(dǎo)、以現(xiàn)代信息技術(shù)手段為支撐，實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)內(nèi)外部信息的全面集成支撐，實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)內(nèi)外部信息的全面集成，建設(shè)，建設(shè)數(shù)字化電廠(chǎng)數(shù)字化電廠(chǎng)。3.2 水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)n近年來(lái)國(guó)內(nèi)水電站自

4、動(dòng)化得到了迅速的發(fā)展，近年來(lái)國(guó)內(nèi)水電站自動(dòng)化得到了迅速的發(fā)展，已成為一個(gè)集計(jì)算機(jī)、控制、通信、網(wǎng)絡(luò)、電已成為一個(gè)集計(jì)算機(jī)、控制、通信、網(wǎng)絡(luò)、電力電子為一體的綜合系統(tǒng)，具備完備的硬件結(jié)力電子為一體的綜合系統(tǒng)，具備完備的硬件結(jié)構(gòu)、開(kāi)放的軟件平臺(tái)和強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)。構(gòu)、開(kāi)放的軟件平臺(tái)和強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)。n不僅可以完成對(duì)不僅可以完成對(duì)單個(gè)水電站的監(jiān)控單個(gè)水電站的監(jiān)控，還可以進(jìn)，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)梯級(jí)、流域、甚至跨流域?qū)μ菁?jí)、流域、甚至跨流域的的水電站水電站群群的的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全監(jiān)控經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全監(jiān)控。 水力發(fā)電廠(chǎng)簡(jiǎn)介水力發(fā)電廠(chǎng)簡(jiǎn)介n水力發(fā)電廠(chǎng)是將水力發(fā)電就是利用水力水力發(fā)電廠(chǎng)是將水力發(fā)電就是利用水

5、力(具有具有水頭水頭)推動(dòng)水力機(jī)械推動(dòng)水力機(jī)械(水輪機(jī)水輪機(jī) )轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如果在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)變?yōu)闄C(jī)械能，如果在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)械械(發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī))隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來(lái)，這隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來(lái)，這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋水力發(fā)電在某種意義上講是水的水力發(fā)電在某種意義上講是水的勢(shì)能勢(shì)能 變成機(jī)變成機(jī)械能械能，又，又變成電能變成電能的轉(zhuǎn)換過(guò)程。再經(jīng)過(guò)變電的轉(zhuǎn)換過(guò)程。再經(jīng)過(guò)變電和輸配電設(shè)備將電力送到用戶(hù)。和輸配電設(shè)備將電力送到用戶(hù)。 n 主要一次設(shè)備：大壩閘門(mén)主要一次設(shè)備：大壩閘門(mén) 水水輪機(jī)（導(dǎo)水葉閥輪機(jī)（導(dǎo)水葉閥門(mén)）門(mén)） 發(fā)

6、電機(jī)發(fā)電機(jī)小型水電站的電氣結(jié)構(gòu)小型水電站的電氣結(jié)構(gòu)水電站監(jiān)控對(duì)象水電站監(jiān)控對(duì)象 包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門(mén)、機(jī)組附屬及輔助設(shè)備水閘門(mén)、機(jī)組附屬及輔助設(shè)備( (油、水、油、水、氣氣) )，主變壓器、開(kāi)關(guān)站、全廠(chǎng)公共和，主變壓器、開(kāi)關(guān)站、全廠(chǎng)公共和輔助設(shè)備、大壩（閘門(mén)）等。輔助設(shè)備、大壩（閘門(mén)）等。 水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能 (1)(1)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)主要機(jī)電設(shè)備主要機(jī)電設(shè)備運(yùn)行工運(yùn)行工況、位置、參數(shù)況、位置、參數(shù)的監(jiān)視的監(jiān)視, ,并實(shí)現(xiàn)對(duì)主要并實(shí)現(xiàn)對(duì)主要開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)關(guān)設(shè)備的狀

7、態(tài)監(jiān)視狀態(tài)監(jiān)視并顯示。并顯示。 (2)(2)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)主要機(jī)電設(shè)備的現(xiàn)地實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)主要機(jī)電設(shè)備的現(xiàn)地/ /遠(yuǎn)方，自動(dòng)遠(yuǎn)方，自動(dòng)/ /手動(dòng)手動(dòng)監(jiān)控，調(diào)節(jié)監(jiān)控，調(diào)節(jié)，包括，包括機(jī)組起機(jī)組起/ /停，停，開(kāi)關(guān)倒閘開(kāi)關(guān)倒閘等。操作員工作站通過(guò)人機(jī)接口或者根據(jù)等。操作員工作站通過(guò)人機(jī)接口或者根據(jù)調(diào)度的命令、應(yīng)用程序（調(diào)度的命令、應(yīng)用程序（AGCAGC、AVCAVC等）的命令自動(dòng)等）的命令自動(dòng)地對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)象進(jìn)行地對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)象進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)控制和調(diào)節(jié)。 (3) (3)具有越限報(bào)警和趨勢(shì)具有越限報(bào)警和趨勢(shì)報(bào)警功能報(bào)警功能. . 水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)

8、主要任務(wù)和功能 (4) (4)在電力系統(tǒng)事故或電站設(shè)備工作在電力系統(tǒng)事故或電站設(shè)備工作異常時(shí)異常時(shí)，監(jiān)控，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)起動(dòng)音響系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)起動(dòng)音響報(bào)警報(bào)警、語(yǔ)音電話(huà)自動(dòng)告警系、語(yǔ)音電話(huà)自動(dòng)告警系統(tǒng)，并在操作員站上統(tǒng)，并在操作員站上顯示報(bào)警信息顯示報(bào)警信息, ,打印打印報(bào)警信息報(bào)警信息并記錄入數(shù)據(jù)庫(kù)并記錄入數(shù)據(jù)庫(kù). . (5) (5)監(jiān)控系統(tǒng)異常監(jiān)視：當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件或軟件監(jiān)控系統(tǒng)異常監(jiān)視：當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件或軟件發(fā)生故障時(shí)，給出提示信息，并在操作員工作站上發(fā)生故障時(shí)，給出提示信息，并在操作員工作站上顯示故障位置和進(jìn)行打印記錄。同時(shí)，在工程師站顯示故障位置和進(jìn)行打印記錄。同時(shí)，在工程師站上給出

9、報(bào)警信號(hào)，顯示故障位置及原因。上給出報(bào)警信號(hào)，顯示故障位置及原因。 (6) (6)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)、分析分析判斷，生成各種報(bào)表，提供生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)指導(dǎo)。判斷，生成各種報(bào)表，提供生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)指導(dǎo)。水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)n水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)，如水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)，如圖圖3-1所示。所示。 基礎(chǔ)和過(guò)程自動(dòng)化層（基礎(chǔ)和過(guò)程自動(dòng)化層（現(xiàn)地控制層）現(xiàn)地控制層）現(xiàn)地控制層主要功能：現(xiàn)地控制層主要功能：n完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集n過(guò)程自動(dòng)控制過(guò)程自動(dòng)控制n實(shí)現(xiàn)與主

10、站監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信實(shí)現(xiàn)與主站監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信。n將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、經(jīng)處理后確認(rèn)的事將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、經(jīng)處理后確認(rèn)的事件、控制過(guò)程的有關(guān)信息件、控制過(guò)程的有關(guān)信息上送上送給主站監(jiān)給主站監(jiān)控計(jì)算機(jī)，接受其控計(jì)算機(jī)，接受其下達(dá)下達(dá)的控制調(diào)節(jié)等命的控制調(diào)節(jié)等命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示?，F(xiàn)地控制層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層設(shè)計(jì)：現(xiàn)地控制層設(shè)計(jì)：n全廠(chǎng)設(shè)置全廠(chǎng)設(shè)置若干個(gè)若干個(gè)現(xiàn)地控制單元（現(xiàn)地控制單元（LCULCU），實(shí)現(xiàn)），實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)對(duì)象的監(jiān)控。對(duì)各生產(chǎn)對(duì)象的

11、監(jiān)控。 就地控制單元的就地控制單元的個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)由由機(jī)組的臺(tái)數(shù)機(jī)組的臺(tái)數(shù)和和開(kāi)關(guān)站及共用設(shè)備的規(guī)模大開(kāi)關(guān)站及共用設(shè)備的規(guī)模大小來(lái)決定小來(lái)決定，最大不超過(guò)，最大不超過(guò)6464個(gè)。每臺(tái)機(jī)組一套個(gè)。每臺(tái)機(jī)組一套LCULCU，開(kāi)關(guān)站及共用設(shè)備共用一臺(tái)，開(kāi)關(guān)站及共用設(shè)備共用一臺(tái)LCULCU或各自或各自一臺(tái)一臺(tái)LCULCU。水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層（1 1）采用）采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)如如PROFIB BUSPROFIB BUS，將，將一類(lèi)總線(xiàn)主站一類(lèi)總線(xiàn)主站（LCULCU）、現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)智能控制器和各種、現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)智能控制器和各種I/OI/O及儀表及儀表連接在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上，連接在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上，實(shí)

12、現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和過(guò)程自動(dòng)控制。集和過(guò)程自動(dòng)控制。（2 2）一類(lèi)）一類(lèi)總線(xiàn)主站（總線(xiàn)主站（LCULCU）若干個(gè)，若干個(gè)，全廠(chǎng)設(shè)置全廠(chǎng)設(shè)置若干若干個(gè)個(gè)現(xiàn)地控制單元（現(xiàn)地控制單元（LCULCU），實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)對(duì)象的監(jiān)），實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)對(duì)象的監(jiān)控?？?。圖中用個(gè)圖中用個(gè)中檔的可編程控制器中檔的可編程控制器，各帶若干，各帶若干種類(lèi)型的輸入輸出模塊、通信模塊、變送器、繼種類(lèi)型的輸入輸出模塊、通信模塊、變送器、繼電器、儀表等信號(hào)變換裝置、驅(qū)動(dòng)裝置及輸入輸電器、儀表等信號(hào)變換裝置、驅(qū)動(dòng)裝置及輸入輸出信號(hào)源等。出信號(hào)源等。 水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層（3 3）

13、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上掛若干個(gè)智能控制器，該控制器可）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上掛若干個(gè)智能控制器，該控制器可以是用中檔的可編程控制器（帶以是用中檔的可編程控制器（帶PROFIB BUSPROFIB BUS接口）接口）實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)控制閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)某生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)實(shí)現(xiàn)某生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)（調(diào)速器，勵(lì)磁），同時(shí)也可以是（調(diào)速器，勵(lì)磁），同時(shí)也可以是測(cè)溫裝置，測(cè)溫裝置，測(cè)機(jī)組振動(dòng)裝置，各輔助設(shè)備控制裝置。測(cè)機(jī)組振動(dòng)裝置，各輔助設(shè)備控制裝置。掛在現(xiàn)掛在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上的智能控制器受一類(lèi)總線(xiàn)主站的控制場(chǎng)總線(xiàn)上的智能控制器受一類(lèi)總線(xiàn)主站的控制，將需要的將需要的數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)上傳一類(lèi)總線(xiàn)主站，接受其一類(lèi)總線(xiàn)主站，接受其下達(dá)

14、的下達(dá)的控制調(diào)節(jié)控制調(diào)節(jié)等命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。等命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。（4 4）將各種）將各種數(shù)字儀表和遠(yuǎn)程數(shù)字儀表和遠(yuǎn)程I/OI/O掛在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上，掛在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上，將需要的數(shù)據(jù)上傳一類(lèi)總線(xiàn)主站，并接受其下達(dá)將需要的數(shù)據(jù)上傳一類(lèi)總線(xiàn)主站，并接受其下達(dá)的命令，執(zhí)行相應(yīng)的操作。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的的命令，執(zhí)行相應(yīng)的操作。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)視與控制。監(jiān)視與控制。水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層（5 5）大壩監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)）大壩監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制（大壩離電站一定的距離）視和控制（大壩離電站一定的距離） 將一個(gè)一類(lèi)總線(xiàn)主站（用一個(gè)中檔的可編程

15、控制將一個(gè)一類(lèi)總線(xiàn)主站（用一個(gè)中檔的可編程控制器，帶若干個(gè)若干種類(lèi)型的模塊）、數(shù)字儀表器，帶若干個(gè)若干種類(lèi)型的模塊）、數(shù)字儀表和遠(yuǎn)程和遠(yuǎn)程I/OI/O掛在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上，通過(guò)掛在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上，通過(guò)大壩監(jiān)控系統(tǒng)大壩監(jiān)控系統(tǒng)的一類(lèi)總線(xiàn)主站（的一類(lèi)總線(xiàn)主站（大壩大壩LCU LCU ）實(shí)現(xiàn)大壩所有現(xiàn)實(shí)現(xiàn)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和過(guò)程自動(dòng)控制，通過(guò)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和過(guò)程自動(dòng)控制，通過(guò)通信模塊和通信線(xiàn)路通信模塊和通信線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)與主站的通信，將需實(shí)現(xiàn)與主站的通信，將需要的數(shù)據(jù)上傳主站監(jiān)控系統(tǒng)的要的數(shù)據(jù)上傳主站監(jiān)控系統(tǒng)的一類(lèi)總線(xiàn)主站一類(lèi)總線(xiàn)主站（機(jī)組（機(jī)組LCULCU ），接受其下達(dá)的控制命令并執(zhí)行，接受其

16、下達(dá)的控制命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。相應(yīng)的操作。 水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層（6 6）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換接口將）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換接口將非總線(xiàn)協(xié)議的非總線(xiàn)協(xié)議的智能設(shè)備智能設(shè)備連接在總線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接在總線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)視與控制。監(jiān)視與控制。（7 7）公用）公用LCULCU，結(jié)構(gòu)同機(jī)組，結(jié)構(gòu)同機(jī)組LCULCU（智能控制器加上智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)）。公用公用LCULCU 采集全廠(chǎng)廠(chǎng)用變壓器、采集全廠(chǎng)廠(chǎng)用變壓器、10kV10kV廠(chǎng)用電斷路器狀態(tài)和繼電保護(hù)、備用電源廠(chǎng)用電斷路器狀態(tài)和繼電保護(hù)、備用電源自動(dòng)投入裝置的狀態(tài)、動(dòng)作、報(bào)警信息和電測(cè)自動(dòng)

17、投入裝置的狀態(tài)、動(dòng)作、報(bào)警信息和電測(cè)量信號(hào)；定時(shí)對(duì)全廠(chǎng)公用、輔助設(shè)備的狀態(tài)量，量信號(hào)；定時(shí)對(duì)全廠(chǎng)公用、輔助設(shè)備的狀態(tài)量，以及斷路器、開(kāi)關(guān)和分合進(jìn)行處理，上送至電以及斷路器、開(kāi)關(guān)和分合進(jìn)行處理，上送至電站中控層。接受電站中控層控制命令、完成全站中控層。接受電站中控層控制命令、完成全廠(chǎng)性有關(guān)斷路器順序操作、隔離開(kāi)關(guān)的投、切。廠(chǎng)性有關(guān)斷路器順序操作、隔離開(kāi)關(guān)的投、切。 水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層采用硬布線(xiàn)和通訊結(jié)合機(jī)制：采用硬布線(xiàn)和通訊結(jié)合機(jī)制：n與機(jī)組附屬及相關(guān)設(shè)備的通信采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與機(jī)組附屬及相關(guān)設(shè)備的通信采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。技術(shù)。n對(duì)于無(wú)法采用數(shù)字通信的設(shè)備采用對(duì)于無(wú)法采用

18、數(shù)字通信的設(shè)備采用硬布線(xiàn)硬布線(xiàn)I/OI/O進(jìn)行連接。進(jìn)行連接。n對(duì)于對(duì)于安全運(yùn)行的重要信息、控制命令和事故安全運(yùn)行的重要信息、控制命令和事故信號(hào)除采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信外，還需通過(guò)硬布信號(hào)除采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信外，還需通過(guò)硬布線(xiàn)線(xiàn)I/OI/O直接接入直接接入LCULCU，實(shí)現(xiàn)雙路通信，以保證，實(shí)現(xiàn)雙路通信，以保證安全安全。 水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層n智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是現(xiàn)地控制單元的是現(xiàn)地控制單元的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是連接智能設(shè)備和自動(dòng)化系發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是連接智能設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。統(tǒng)的數(shù)字式雙向傳輸、多分

19、支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。n針對(duì)水電站被控對(duì)象分散的特點(diǎn)，針對(duì)水電站被控對(duì)象分散的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將分現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表、智能散在現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表、智能/、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能變送器、智能控制器連接成一體、智能變送器、智能控制器連接成一體，提高了，提高了系統(tǒng)的自治性和可靠性，可以系統(tǒng)的自治性和可靠性，可以節(jié)省節(jié)省大量的大量的信號(hào)電信號(hào)電纜和控制電纜纜和控制電纜。 近年來(lái)，以近年來(lái)，以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）在水電廠(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在水電廠(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)組機(jī)組LCU應(yīng)有下述功能應(yīng)有下述功能：(1)采集機(jī)組運(yùn)行的電氣參數(shù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、

20、水輪機(jī)組及采集機(jī)組運(yùn)行的電氣參數(shù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、水輪機(jī)組及勵(lì)磁屏、調(diào)速器、輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及事故、故障信勵(lì)磁屏、調(diào)速器、輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及事故、故障信號(hào)、非電模擬量等數(shù)據(jù)。號(hào)、非電模擬量等數(shù)據(jù)。(2)顯示機(jī)組運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)、實(shí)時(shí)狀態(tài)、事故及故障顯示機(jī)組運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)、實(shí)時(shí)狀態(tài)、事故及故障信息、控制參數(shù)及保護(hù)整定值等。信息、控制參數(shù)及保護(hù)整定值等。以以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）以以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）(3)根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的命令和現(xiàn)場(chǎng)的命令，完成機(jī)組根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的命令和現(xiàn)場(chǎng)的命令，完成機(jī)組的啟動(dòng)、合滅磁開(kāi)關(guān)、啟勵(lì)、調(diào)壓

21、、調(diào)頻、準(zhǔn)同的啟動(dòng)、合滅磁開(kāi)關(guān)、啟勵(lì)、調(diào)壓、調(diào)頻、準(zhǔn)同期并車(chē)、有功功率和無(wú)功功率的閉環(huán)調(diào)節(jié)、甩負(fù)期并車(chē)、有功功率和無(wú)功功率的閉環(huán)調(diào)節(jié)、甩負(fù)荷、停機(jī)。荷、停機(jī)。 (4)可修改機(jī)組的部分控制參數(shù)。可修改機(jī)組的部分控制參數(shù)。(5)機(jī)組的事故、故障處理。發(fā)生機(jī)組機(jī)械事故和電機(jī)組的事故、故障處理。發(fā)生機(jī)組機(jī)械事故和電氣事故時(shí)，根據(jù)不同的事故類(lèi)型，采取減負(fù)荷停氣事故時(shí)，根據(jù)不同的事故類(lèi)型，采取減負(fù)荷停機(jī)、甩負(fù)荷緊急停機(jī)和關(guān)進(jìn)水口閘門(mén)等措施。出機(jī)、甩負(fù)荷緊急停機(jī)和關(guān)進(jìn)水口閘門(mén)等措施。出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出相應(yīng)的故障報(bào)警信息。現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出相應(yīng)的故障報(bào)警信息。n機(jī)組機(jī)組LCU LCU 監(jiān)控范圍包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組監(jiān)

22、控范圍包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門(mén)、機(jī)組附屬及輔助設(shè)備等。進(jìn)水閥、尾水閘門(mén)、機(jī)組附屬及輔助設(shè)備等。機(jī)組現(xiàn)地控制單元設(shè)備布置于機(jī)組現(xiàn)地控制單元設(shè)備布置于發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)旁。旁。n機(jī)組機(jī)組LCULCU完成下列數(shù)據(jù)采集與處理功能：完成下列數(shù)據(jù)采集與處理功能： 機(jī)組電氣量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子和轉(zhuǎn)子的電機(jī)組電氣量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子和轉(zhuǎn)子的電壓量、電流量、頻率、有功功率及無(wú)功功率等壓量、電流量、頻率、有功功率及無(wú)功功率等參量，存入數(shù)據(jù)庫(kù)，在機(jī)組參量，存入數(shù)據(jù)庫(kù)，在機(jī)組LCULCU上顯示并上送電上顯示并上送電站中控層。站中控層。 以以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地

23、控制單元（LCU） 機(jī)組機(jī)組溫度量溫度量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子鐵芯、定采集：定時(shí)采集機(jī)組定子鐵芯、定子線(xiàn)圈、機(jī)組軸瓦、軸承、軸承油、冷卻器水、子線(xiàn)圈、機(jī)組軸瓦、軸承、軸承油、冷卻器水、冷卻器油及其它系統(tǒng)的溫度。檢查采集的溫度冷卻器油及其它系統(tǒng)的溫度。檢查采集的溫度量是否越限，并及時(shí)將量是否越限，并及時(shí)將越限越限情況及數(shù)據(jù)送往電情況及數(shù)據(jù)送往電站中控層，機(jī)組站中控層，機(jī)組LCULCU上同時(shí)也有上同時(shí)也有報(bào)警報(bào)警顯示和音響。顯示和音響。對(duì)部分溫度量還要進(jìn)行溫度對(duì)部分溫度量還要進(jìn)行溫度變化率變化率監(jiān)視和溫升監(jiān)視和溫升趨勢(shì)分析趨勢(shì)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。機(jī)組及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。機(jī)組振動(dòng)、擺度、振動(dòng)、擺度、

24、蠕動(dòng)、氣隙、流量、壓力，蠕動(dòng)、氣隙、流量、壓力，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行越越限限檢查，并將越限情況與數(shù)據(jù)送往電站中控層，檢查，并將越限情況與數(shù)據(jù)送往電站中控層，機(jī)組機(jī)組LCULCU上同時(shí)也有報(bào)警顯示和音響。上同時(shí)也有報(bào)警顯示和音響。以以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU） 機(jī)組過(guò)程控制狀態(tài)量掃查：在機(jī)組過(guò)程控制狀態(tài)量掃查：在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換時(shí)采集機(jī)組各操作順序步的狀態(tài)量和模擬行方式轉(zhuǎn)換時(shí)采集機(jī)組各操作順序步的狀態(tài)量和模擬量量，并進(jìn)行記錄，同時(shí)向電站中控層發(fā)送控制過(guò)程中，并進(jìn)行記錄，同時(shí)向電站中控層發(fā)送控制過(guò)程中的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。機(jī)組

25、電氣保護(hù)報(bào)警量采集機(jī)組電氣保護(hù)報(bào)警量采集：隨機(jī)采集機(jī)組電：隨機(jī)采集機(jī)組電氣保護(hù)動(dòng)作信息，一旦采集到保護(hù)報(bào)警信息，立即將氣保護(hù)動(dòng)作信息，一旦采集到保護(hù)報(bào)警信息，立即將該信息送往電站中控層，同時(shí)在機(jī)組該信息送往電站中控層，同時(shí)在機(jī)組LCULCU上報(bào)警顯示上報(bào)警顯示和音響。和音響。 機(jī)組機(jī)組LCULCU應(yīng)包括對(duì)機(jī)組控制范圍內(nèi)的應(yīng)包括對(duì)機(jī)組控制范圍內(nèi)的斷路器斷路器和各種隔離開(kāi)關(guān)和各種隔離開(kāi)關(guān)（不包括檢修接地隔離開(kāi)關(guān)）的分合（不包括檢修接地隔離開(kāi)關(guān)）的分合控制，控制，進(jìn)水口閥門(mén)開(kāi)關(guān)控制進(jìn)水口閥門(mén)開(kāi)關(guān)控制，尾水事故閘門(mén)的充水、尾水事故閘門(mén)的充水、開(kāi)啟及關(guān)閉控制開(kāi)啟及關(guān)閉控制。這些控制應(yīng)具有嚴(yán)格的安全閉鎖邏

26、。這些控制應(yīng)具有嚴(yán)格的安全閉鎖邏輯。輯。 以以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU） 機(jī)組機(jī)械保護(hù)報(bào)警量采集：隨機(jī)采集機(jī)組機(jī)組機(jī)械保護(hù)報(bào)警量采集：隨機(jī)采集機(jī)組機(jī)械保護(hù)機(jī)械保護(hù)動(dòng)作動(dòng)作信息，及時(shí)將采集到保護(hù)報(bào)警信息送往電站中信息，及時(shí)將采集到保護(hù)報(bào)警信息送往電站中控層，同時(shí)在機(jī)組控層，同時(shí)在機(jī)組LCULCU上報(bào)警顯示和音響。上報(bào)警顯示和音響。 機(jī)組機(jī)組LCULCU監(jiān)視監(jiān)視各輔助設(shè)備的運(yùn)行各輔助設(shè)備的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)異常情況及，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)向電站中控層傳送信息，并在機(jī)組時(shí)向電站中控層傳送信息，并在機(jī)組LCULCU上有報(bào)警上有報(bào)警顯示和音響。執(zhí)行機(jī)組輔助設(shè)備啟動(dòng)停止控制。顯

27、示和音響。執(zhí)行機(jī)組輔助設(shè)備啟動(dòng)停止控制。 機(jī)組機(jī)組LCULCU應(yīng)具有自動(dòng)應(yīng)具有自動(dòng)/ /手動(dòng)有功、無(wú)功調(diào)節(jié)手動(dòng)有功、無(wú)功調(diào)節(jié) 機(jī)組運(yùn)機(jī)組運(yùn)行工況包括：行工況包括：發(fā)電（空載、滿(mǎn)載發(fā)電、調(diào)相、正常發(fā)電（空載、滿(mǎn)載發(fā)電、調(diào)相、正常停機(jī)、事故停機(jī)、緊急停機(jī)停機(jī)、事故停機(jī)、緊急停機(jī)。機(jī)組。機(jī)組LCULCU針對(duì)各工況針對(duì)各工況及其轉(zhuǎn)換應(yīng)有相應(yīng)的控制程序。及其轉(zhuǎn)換應(yīng)有相應(yīng)的控制程序。 以以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）n 機(jī)組機(jī)組LCULCU與電站中控層脫機(jī)時(shí)應(yīng)能與電站中控層脫機(jī)時(shí)應(yīng)能獨(dú)立獨(dú)立運(yùn)行。沒(méi)運(yùn)行。沒(méi)有電站中控層命令或脫離電站中控層的情況下，有電站中控層命令或脫

28、離電站中控層的情況下，機(jī)組機(jī)組LCULCU也應(yīng)能獨(dú)立完成對(duì)所控設(shè)備的閉環(huán)或開(kāi)也應(yīng)能獨(dú)立完成對(duì)所控設(shè)備的閉環(huán)或開(kāi)環(huán)控制，保證機(jī)組安全運(yùn)行和開(kāi)停機(jī)操作。環(huán)控制，保證機(jī)組安全運(yùn)行和開(kāi)停機(jī)操作。n機(jī)組機(jī)組LCULCU監(jiān)視面板應(yīng)可顯示機(jī)組的主要電氣量和監(jiān)視面板應(yīng)可顯示機(jī)組的主要電氣量和溫度量以及有關(guān)輔助設(shè)備的狀態(tài)或參數(shù)及主要操溫度量以及有關(guān)輔助設(shè)備的狀態(tài)或參數(shù)及主要操作畫(huà)面。在機(jī)組作畫(huà)面。在機(jī)組LCULCU上還裝有必要的電氣測(cè)量?jī)x上還裝有必要的電氣測(cè)量?jī)x表和變送器。表和變送器。以以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）水電站監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控層水電站監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控

29、層(電廠(chǎng)控制層電廠(chǎng)控制層)n電站監(jiān)控系統(tǒng)中控層應(yīng)完成對(duì)本電站所有被控電站監(jiān)控系統(tǒng)中控層應(yīng)完成對(duì)本電站所有被控對(duì)象的安全監(jiān)控。對(duì)象的安全監(jiān)控。n電廠(chǎng)控制層電廠(chǎng)控制層應(yīng)具有應(yīng)具有數(shù)據(jù)采集與處理、實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)采集與處理、實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)、參數(shù)設(shè)定、監(jiān)視、記錄、報(bào)表、運(yùn)行和調(diào)節(jié)、參數(shù)設(shè)定、監(jiān)視、記錄、報(bào)表、運(yùn)行參數(shù)計(jì)算、通信控制、系統(tǒng)診斷、軟件開(kāi)發(fā)和參數(shù)計(jì)算、通信控制、系統(tǒng)診斷、軟件開(kāi)發(fā)和畫(huà)面生成、系統(tǒng)擴(kuò)充畫(huà)面生成、系統(tǒng)擴(kuò)充( (包括硬件、軟件包括硬件、軟件) )、運(yùn)行、運(yùn)行管理和操作指導(dǎo)等功能管理和操作指導(dǎo)等功能。n電廠(chǎng)控制層電廠(chǎng)控制層實(shí)時(shí)采集來(lái)自實(shí)時(shí)采集來(lái)自L(fǎng)CULCU層的所有主要運(yùn)行層的所有主要運(yùn)

30、行設(shè)備的模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信息以及來(lái)設(shè)備的模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信息以及來(lái)自調(diào)度層的控制命令和交換數(shù)據(jù)。自調(diào)度層的控制命令和交換數(shù)據(jù)。電廠(chǎng)控制層電廠(chǎng)控制層的組成如圖所示。的組成如圖所示。 水電站監(jiān)控系統(tǒng)電廠(chǎng)控制層水電站監(jiān)控系統(tǒng)電廠(chǎng)控制層（1 1）網(wǎng)絡(luò)采用）網(wǎng)絡(luò)采用雙冗余雙冗余的光纖網(wǎng)的光纖網(wǎng)TCP/IPTCP/IP協(xié)議；協(xié)議；（2 2）集中控制工作站：雙機(jī)熱備、）集中控制工作站：雙機(jī)熱備、服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器）服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器）。監(jiān)控功能：集中控制與保護(hù)、現(xiàn)地層與集中層數(shù)據(jù)通信、監(jiān)控功能：集中控制與保護(hù)、現(xiàn)地層與集中層數(shù)據(jù)通信、實(shí)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、與管理層的通信及數(shù)據(jù)接口；實(shí)時(shí)與歷史

31、數(shù)據(jù)庫(kù)、與管理層的通信及數(shù)據(jù)接口；（3 3）操作員工作站操作員工作站：臺(tái)微機(jī)、雙屏。操作功能：程序及單：臺(tái)微機(jī)、雙屏。操作功能：程序及單項(xiàng)操作；項(xiàng)操作；（4 4）工程師工作站：臺(tái)微機(jī)。維護(hù)功能：系統(tǒng)參數(shù)的修改、）工程師工作站：臺(tái)微機(jī)。維護(hù)功能：系統(tǒng)參數(shù)的修改、程序與算法的投入與切換；程序與算法的投入與切換；（5 5）集中控制操作臺(tái)：急停、緊急故障排除；）集中控制操作臺(tái)：急停、緊急故障排除；（6 6）通過(guò)通過(guò)2臺(tái)交換機(jī)，與基礎(chǔ)和過(guò)程自動(dòng)化層的各一類(lèi)總線(xiàn)臺(tái)交換機(jī)，與基礎(chǔ)和過(guò)程自動(dòng)化層的各一類(lèi)總線(xiàn)主站（主站（LCU）連接）連接。 (7) C/S (7) C/S結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。電廠(chǎng)控制層電廠(chǎng)控制層與與LC

32、ULCU也可以采用以太網(wǎng)相連也可以采用以太網(wǎng)相連, ,如下圖示。如下圖示。企業(yè)管理和決策層企業(yè)管理和決策層n發(fā)電企業(yè)的發(fā)電企業(yè)的ERP系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)與傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)相比，有自系統(tǒng)相比，有自己的特點(diǎn)。發(fā)電企業(yè)（同冶金、化工企業(yè)）是一種己的特點(diǎn)。發(fā)電企業(yè)（同冶金、化工企業(yè)）是一種連續(xù)性生產(chǎn)作業(yè)的企業(yè)，企業(yè)的內(nèi)部連續(xù)性生產(chǎn)作業(yè)的企業(yè)，企業(yè)的內(nèi)部資源資源、外部市、外部市場(chǎng)都場(chǎng)都非常穩(wěn)定非常穩(wěn)定，電力企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程一旦啟動(dòng)，其，電力企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程一旦啟動(dòng)，其人力、資源的配備和供給嚴(yán)格按計(jì)劃供應(yīng)，不可輕人力、資源的配備和供給嚴(yán)格按計(jì)劃供應(yīng)，不可輕易改變。其特點(diǎn)是：易改變。其特點(diǎn)是：（1）設(shè)備的安全穩(wěn)定

33、運(yùn)行是企業(yè)正常運(yùn)行的保證；）設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是企業(yè)正常運(yùn)行的保證；（2）企業(yè)運(yùn)行管理的主要內(nèi)容是加強(qiáng)對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)過(guò)）企業(yè)運(yùn)行管理的主要內(nèi)容是加強(qiáng)對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制；程的控制；水電站監(jiān)控系統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)布置布置n每臺(tái)機(jī)組的監(jiān)控每臺(tái)機(jī)組的監(jiān)控LCU位于主廠(chǎng)房發(fā)電機(jī)層相位于主廠(chǎng)房發(fā)電機(jī)層相應(yīng)的機(jī)組旁應(yīng)的機(jī)組旁；n廠(chǎng)房設(shè)有中控室廠(chǎng)房設(shè)有中控室，作為，作為全站的集中監(jiān)控中心全站的集中監(jiān)控中心，布置有計(jì)算機(jī)設(shè)備、公用布置有計(jì)算機(jī)設(shè)備、公用LCU盤(pán)柜、微機(jī)保盤(pán)柜、微機(jī)保護(hù)柜盤(pán)和模擬屏等。護(hù)柜盤(pán)和模擬屏等。總結(jié)：水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)總結(jié)：水電站廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)目前水電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上以網(wǎng)絡(luò)

34、為基礎(chǔ)，目前水電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，全廠(chǎng)共設(shè)兩層：全廠(chǎng)共設(shè)兩層：電廠(chǎng)控制層和現(xiàn)地控制層電廠(chǎng)控制層和現(xiàn)地控制層。n系統(tǒng)級(jí)設(shè)備大多采用系統(tǒng)級(jí)設(shè)備大多采用以太網(wǎng)或光纖環(huán)網(wǎng)以太網(wǎng)或光纖環(huán)網(wǎng)等等通用通用網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)連接高性能的工作站和服務(wù)器（連接高性能的工作站和服務(wù)器（電廠(chǎng)控制電廠(chǎng)控制層層）及）及現(xiàn)地控制層的現(xiàn)地控制層的LCU 。n在在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)則較多地則較多地采用采用PLC或智能現(xiàn)地控制單元或智能現(xiàn)地控制單元(LCU)，再通過(guò)，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與基礎(chǔ)層的與基礎(chǔ)層的智能智能I/O設(shè)設(shè)備備、智能儀表、遠(yuǎn)程、智能儀表、遠(yuǎn)程I/O等相連，構(gòu)成現(xiàn)地控制等相連，構(gòu)成現(xiàn)地控制子系統(tǒng)（子系統(tǒng)（現(xiàn)地控制

35、層現(xiàn)地控制層），與站級(jí)系統(tǒng)結(jié)合，形），與站級(jí)系統(tǒng)結(jié)合，形成整個(gè)控制系統(tǒng)。成整個(gè)控制系統(tǒng)。水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)n在大中型電站用高性能的工作站或服務(wù)器作在大中型電站用高性能的工作站或服務(wù)器作為全系統(tǒng)的為全系統(tǒng)的主控機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器主控機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器，而用，而用PC機(jī)機(jī)作為操作員站，大中型電站的系統(tǒng)級(jí)設(shè)備一作為操作員站，大中型電站的系統(tǒng)級(jí)設(shè)備一般都選用般都選用64位的工作站和服務(wù)器。位的工作站和服務(wù)器。n高速交換式以太網(wǎng)高速交換式以太網(wǎng)技術(shù)的得到眾多生產(chǎn)廠(chǎng)商技術(shù)的得到眾多生產(chǎn)廠(chǎng)商的支持，比其它網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有著明顯的無(wú)法替的支持，比其它網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有著明顯的無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。代的優(yōu)勢(shì)。

36、nWeb、面向?qū)ο蟮摹⒚嫦驅(qū)ο蟮腏ava等新技術(shù)將越來(lái)越多地等新技術(shù)將越來(lái)越多地引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)n有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷 利用現(xiàn)代化先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和分析技術(shù)對(duì)水電站利用現(xiàn)代化先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和分析技術(shù)對(duì)水電站主設(shè)備的某些關(guān)鍵部位的參量進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)采主設(shè)備的某些關(guān)鍵部位的參量進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)采集和監(jiān)視，經(jīng)過(guò)綜合了現(xiàn)場(chǎng)積累的運(yùn)行、檢修集和監(jiān)視，經(jīng)過(guò)綜合了現(xiàn)場(chǎng)積累的運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)資料和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的智能、試驗(yàn)資料和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的智能(專(zhuān)家專(zhuān)家)系統(tǒng)，綜合系統(tǒng)，綜合分析其運(yùn)行規(guī)律，并分析其運(yùn)行規(guī)律，并預(yù)測(cè)設(shè)備可能存在

37、的隱患預(yù)測(cè)設(shè)備可能存在的隱患，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷和故障，對(duì)設(shè)備進(jìn)，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷和故障，對(duì)設(shè)備進(jìn)行有針對(duì)性的維護(hù)，避免突發(fā)性故障和控制漸行有針對(duì)性的維護(hù)，避免突發(fā)性故障和控制漸發(fā)故障的發(fā)生。（發(fā)故障的發(fā)生。（數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)分析來(lái)預(yù)數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)分析來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)測(cè)設(shè)備狀態(tài)）先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例n瓦斯河位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境瓦斯河位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，流域共規(guī)劃內(nèi)，流域共規(guī)劃7個(gè)常規(guī)水電廠(chǎng)，個(gè)常規(guī)水電廠(chǎng)，1個(gè)抽水蓄個(gè)抽水蓄能電廠(chǎng)，預(yù)計(jì)總裝機(jī)能電廠(chǎng)，預(yù)計(jì)總裝機(jī)990MW。n四川華能康定水電公司四川華能康定水電公司的的瓦斯河流域梯級(jí)

38、電瓦斯河流域梯級(jí)電站站開(kāi)發(fā)已建成一期的冷竹關(guān)電站，裝機(jī)容量開(kāi)發(fā)已建成一期的冷竹關(guān)電站，裝機(jī)容量180MW。二期工程。二期工程3個(gè)電站共個(gè)電站共530MW。先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例n冷竹關(guān)電站按冷竹關(guān)電站按“無(wú)人值班無(wú)人值班(少人值守少人值守)”的原則的原則設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)引進(jìn)設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)引進(jìn)奧地利奧地利ELIN公司公司的產(chǎn)品。的產(chǎn)品。n流域梯級(jí)控制中心流域梯級(jí)控制中心位于距冷竹關(guān)電廠(chǎng)位于距冷竹關(guān)電廠(chǎng)315km以以外的外的成都市成都市?？刂浦行谋O(jiān)控系統(tǒng)采用?？刂浦行谋O(jiān)控系統(tǒng)采用1000Mbit/s交換式以太網(wǎng)，通過(guò)交換式以太網(wǎng)，通過(guò)TCP/IP協(xié)議協(xié)議與冷竹關(guān)

39、電廠(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)。系統(tǒng)具與冷竹關(guān)電廠(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)。系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：有以下特點(diǎn)：先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(1)成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)與冷竹關(guān)電站中控室控制成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)與冷竹關(guān)電站中控室控制系統(tǒng)任何一方發(fā)生故障，另一方仍可以正?？叵到y(tǒng)任何一方發(fā)生故障，另一方仍可以正常控制生產(chǎn)。制生產(chǎn)。(2)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式環(huán)境，采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式環(huán)境，采用UNIX操作系操作系統(tǒng)和統(tǒng)和ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，支持SQL語(yǔ)言。語(yǔ)言。(3)操作員工作站集中監(jiān)視和控制各電站，可以實(shí)時(shí)操作員工作站集中監(jiān)視和控制各電站，可以實(shí)時(shí)顯示圖形、報(bào)表、報(bào)警及事件信息，能直

40、接控顯示圖形、報(bào)表、報(bào)警及事件信息，能直接控制、調(diào)度到機(jī)組和主要的斷路器。設(shè)定值和命制、調(diào)度到機(jī)組和主要的斷路器。設(shè)定值和命令發(fā)送到各機(jī)組令發(fā)送到各機(jī)組LCU（現(xiàn)地控制單元），（現(xiàn)地控制單元），LCU執(zhí)行這些命令并返回信息給控制中心，供運(yùn)行執(zhí)行這些命令并返回信息給控制中心，供運(yùn)行人員監(jiān)視。人員監(jiān)視。先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(4)主計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集并處理各電站的數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)主計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集并處理各電站的數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)存檔和管理，向據(jù)存檔和管理，向SQL服務(wù)器服務(wù)器和操作員站傳送數(shù)據(jù)和操作員站傳送數(shù)據(jù)(5)SQL服務(wù)器是與管理信息系統(tǒng)服務(wù)器是與管理信息系統(tǒng)(MIS系統(tǒng)系統(tǒng)

41、)接口接口的計(jì)的計(jì)算機(jī)，從主計(jì)算機(jī)采集算機(jī)，從主計(jì)算機(jī)采集MIS系統(tǒng)所需的監(jiān)控系統(tǒng)信系統(tǒng)所需的監(jiān)控系統(tǒng)信息，轉(zhuǎn)換成息，轉(zhuǎn)換成MIS系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)格式，并實(shí)時(shí)生成系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)格式，并實(shí)時(shí)生成各類(lèi)格式的報(bào)表。各類(lèi)格式的報(bào)表。SQL服務(wù)器通過(guò)服務(wù)器通過(guò)CISCO防火墻路防火墻路由器與成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)相連，保證了監(jiān)控系由器與成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)相連，保證了監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。統(tǒng)的安全性。(6)一臺(tái)工程師一臺(tái)工程師/編程員站用于系統(tǒng)維護(hù)、故障處理、軟編程員站用于系統(tǒng)維護(hù)、故障處理、軟件開(kāi)發(fā)，同時(shí)兼有操作員站的所有功能，可作為操件開(kāi)發(fā)，同時(shí)兼有操作員站的所有功能，可作為操作員站的備用機(jī)。作員站的備用機(jī)

42、。先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(7)主計(jì)算機(jī)、操作員工作站、主計(jì)算機(jī)、操作員工作站、USP均采用冗余配均采用冗余配置，保證了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。置，保證了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。(8)通信接口計(jì)算機(jī)向省調(diào)度中心上傳成都控制中通信接口計(jì)算機(jī)向省調(diào)度中心上傳成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)信息，接收省調(diào)下發(fā)的數(shù)據(jù)和命令心監(jiān)控系統(tǒng)信息，接收省調(diào)下發(fā)的數(shù)據(jù)和命令。成都控制中心與各廠(chǎng)站的通信采用。成都控制中心與各廠(chǎng)站的通信采用3條通道：條通道：租用中國(guó)電信的租用中國(guó)電信的22M bit/s DDN(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)絡(luò))光纖通道光纖通道(主通道主通道)、電力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)34M bit/s微

43、波微波通道和租用吉通公司通道和租用吉通公司128 K bit/s衛(wèi)星通道。主通衛(wèi)星通道。主通道有故障時(shí)能自動(dòng)切換到備用通道。道有故障時(shí)能自動(dòng)切換到備用通道。先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(9)監(jiān)控系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)分級(jí)，出現(xiàn)故障時(shí)可按照監(jiān)控系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)分級(jí)，出現(xiàn)故障時(shí)可按照?qǐng)?bào)警的等級(jí)報(bào)警的等級(jí)自動(dòng)呼叫有關(guān)人員的傳呼機(jī)自動(dòng)呼叫有關(guān)人員的傳呼機(jī)，使，使維護(hù)人員在第一時(shí)間趕到事故現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于實(shí)維護(hù)人員在第一時(shí)間趕到事故現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)“無(wú)人值班無(wú)人值班(少人值守少人值守)”起著十分重要的作起著十分重要的作用。用。3.3 火力發(fā)電廠(chǎng)的廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)火力發(fā)電廠(chǎng)的廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)火力發(fā)電廠(chǎng)簡(jiǎn)介火力

44、發(fā)電廠(chǎng)簡(jiǎn)介n火力發(fā)電廠(chǎng)是將燃料火力發(fā)電廠(chǎng)是將燃料(煤、油、天然氣等煤、油、天然氣等)的的化學(xué)化學(xué)能變成電能能變成電能的工廠(chǎng)。（的工廠(chǎng)。（燃料熱能燃料熱能 動(dòng)能電能動(dòng)能電能）n原煤經(jīng)過(guò)皮帶運(yùn)輸?shù)皆簜}(cāng)，加工成原煤經(jīng)過(guò)皮帶運(yùn)輸?shù)皆簜}(cāng)，加工成煤粉煤粉后通過(guò)后通過(guò)燃燒器送到燃燒器送到鍋爐鍋爐的爐膛中燃燒，放出的爐膛中燃燒，放出熱能熱能:在鍋爐在鍋爐的水冷壁管中的水，吸收爐膛中的熱量后，變成的水冷壁管中的水，吸收爐膛中的熱量后，變成飽和蒸汽飽和蒸汽;并通過(guò)蒸汽管道送到并通過(guò)蒸汽管道送到汽輪機(jī)汽輪機(jī)中中;將熱能將熱能變成變成動(dòng)能動(dòng)能;汽輪機(jī)帶動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)而發(fā)出電來(lái)，機(jī)旋轉(zhuǎn)而發(fā)出電來(lái)，機(jī)械

45、能就轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苄的芫娃D(zhuǎn)變?yōu)殡娔?電能再通過(guò)變壓器、開(kāi)線(xiàn)路送電能再通過(guò)變壓器、開(kāi)線(xiàn)路送到電力系統(tǒng)及用戶(hù)。（到電力系統(tǒng)及用戶(hù)。（燃料燃料 鍋爐鍋爐 汽輪機(jī)汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)）大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)現(xiàn)代化大型發(fā)電機(jī)組有下列一些特點(diǎn)現(xiàn)代化大型發(fā)電機(jī)組有下列一些特點(diǎn):l)熱力系統(tǒng)龐大，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜。熱力系統(tǒng)龐大，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜。2)由于單機(jī)容量大，它的輔機(jī)和輔助設(shè)備數(shù)量多，由于單機(jī)容量大，它的輔機(jī)和輔助設(shè)備數(shù)量多，容量大，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜。容量大，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜。3)生產(chǎn)工況變化多、操作頻繁和復(fù)雜。大機(jī)組需要生產(chǎn)工況變化多、操作頻繁和復(fù)雜。大機(jī)組需要監(jiān)視的測(cè)點(diǎn)數(shù)量相當(dāng)多，特別是在機(jī)組的起停監(jiān)

46、視的測(cè)點(diǎn)數(shù)量相當(dāng)多，特別是在機(jī)組的起停和事故處理過(guò)程中，機(jī)組處于不穩(wěn)定的狀態(tài)下和事故處理過(guò)程中，機(jī)組處于不穩(wěn)定的狀態(tài)下工作。工作。4)大型機(jī)組的控制對(duì)象和參數(shù)多，控制機(jī)構(gòu)多，各大型機(jī)組的控制對(duì)象和參數(shù)多，控制機(jī)構(gòu)多，各種擾動(dòng)也多。種擾動(dòng)也多。大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)n要保證熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，必須不斷地供給要保證熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，必須不斷地供給燃料燃料、空氣和循環(huán)的水空氣和循環(huán)的水。(節(jié)能減排節(jié)能減排)n火電廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)化程度要求高，火電火電廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)化程度要求高，火電廠(chǎng)底層控制系統(tǒng)的范圍極其廣泛，它包括了單元廠(chǎng)底層控制系統(tǒng)的范圍極其廣泛，它包括了單元機(jī)組控制系

47、統(tǒng)、輔助設(shè)備、公用系統(tǒng)控制系統(tǒng)、機(jī)組控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備、公用系統(tǒng)控制系統(tǒng)、以及廠(chǎng)用電分散控制系統(tǒng)以及廠(chǎng)用電分散控制系統(tǒng)n其中其中含有含有大量模擬控制回路大量模擬控制回路的鍋爐、汽輪機(jī)與發(fā)的鍋爐、汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的電機(jī)組構(gòu)成的單元機(jī)組運(yùn)行的控制系統(tǒng)單元機(jī)組運(yùn)行的控制系統(tǒng)最為復(fù)雜最為復(fù)雜。火電站火電站的的DCS系統(tǒng)系統(tǒng)n火電廠(chǎng)需要控制的火電廠(chǎng)需要控制的鍋爐汽機(jī)鍋爐汽機(jī)等熱力設(shè)備，大容等熱力設(shè)備，大容量火電發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)。量火電發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)。n火電站具有設(shè)備大型化、火電站具有設(shè)備大型化、工藝流程連續(xù)性要求工藝流程連續(xù)性要求高高、要、要控制的工藝參數(shù)多控制的工藝參數(shù)多，而且條件苛刻。

48、，而且條件苛刻。n開(kāi)發(fā)出了以開(kāi)發(fā)出了以集中顯示操作、分散控制為特征的集中顯示操作、分散控制為特征的集散系統(tǒng)集散系統(tǒng)，后來(lái)逐漸統(tǒng)一稱(chēng)為，后來(lái)逐漸統(tǒng)一稱(chēng)為分散型控制系統(tǒng)分散型控制系統(tǒng)（DCSDCS）。nDCSDCS產(chǎn)品應(yīng)以產(chǎn)品應(yīng)以模擬量反饋控制為主，輔以開(kāi)關(guān)量模擬量反饋控制為主，輔以開(kāi)關(guān)量的順序控制的順序控制和模擬量開(kāi)關(guān)量混合型的批量控制。和模擬量開(kāi)關(guān)量混合型的批量控制。DCS的發(fā)展的發(fā)展nDCS的出現(xiàn)，其分散控制、集中操作、分級(jí)的出現(xiàn)，其分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便的特點(diǎn)使其迅速管理、配置靈活、組態(tài)方便的特點(diǎn)使其迅速得到推廣應(yīng)用。得到推廣應(yīng)用。n當(dāng)前，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，當(dāng)

49、前，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，DCS幾乎無(wú)幾乎無(wú)處不在，處不在，DCS已經(jīng)滲透到工業(yè)控制系統(tǒng)的各已經(jīng)滲透到工業(yè)控制系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域，并與個(gè)領(lǐng)域，并與PLC結(jié)合結(jié)合，以滿(mǎn)足自動(dòng)化控制，以滿(mǎn)足自動(dòng)化控制的各種需要。的各種需要。n過(guò)程控制行業(yè)如煉油廠(chǎng)化工廠(chǎng)、發(fā)電廠(chǎng)、造過(guò)程控制行業(yè)如煉油廠(chǎng)化工廠(chǎng)、發(fā)電廠(chǎng)、造紙廠(chǎng)和金屬冶煉廠(chǎng)等，總是離不開(kāi)采用紙廠(chǎng)和金屬冶煉廠(chǎng)等，總是離不開(kāi)采用DCS的過(guò)程控制系統(tǒng)。的過(guò)程控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（DCS）的組成）的組成 n集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（DCSDCS）是一套）是一套中型分級(jí)分布式中型分級(jí)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。n系統(tǒng)以系統(tǒng)以?xún)蓪觾蓪泳W(wǎng)絡(luò)為基

50、礎(chǔ)，配置各種設(shè)備，實(shí)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，配置各種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作、數(shù)據(jù)共享，共同完成各種控制現(xiàn)協(xié)調(diào)工作、數(shù)據(jù)共享，共同完成各種控制及管理功能。及管理功能。 nDCSDCS以以過(guò)程控制為主過(guò)程控制為主，數(shù)字控制為輔。，數(shù)字控制為輔。nDCSDCS的三大組成部分，即的三大組成部分，即控制站控制站、操作站操作站和和通通信網(wǎng)絡(luò)信網(wǎng)絡(luò), ,如圖所示。如圖所示。n現(xiàn)場(chǎng)控制站在整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站在整個(gè)DCS中處于核心地位中處于核心地位，它，它的可靠性和性能對(duì)整個(gè)集散控制系統(tǒng)的可靠的可靠性和性能對(duì)整個(gè)集散控制系統(tǒng)的可靠性和性能有著至關(guān)重要的影響。性和性能有著至關(guān)重要的影響。 DCS的現(xiàn)場(chǎng)控制站的現(xiàn)場(chǎng)控制站n在在DCS系

51、統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)控制站處在一個(gè)基礎(chǔ)和核心系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)控制站處在一個(gè)基礎(chǔ)和核心的地位。的地位?，F(xiàn)場(chǎng)控制站負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)所有軟硬件工作、現(xiàn)場(chǎng)控制站負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)所有軟硬件工作、通信、控制，是整個(gè)通信、控制，是整個(gè)DCS運(yùn)行的基礎(chǔ)運(yùn)行的基礎(chǔ)。n現(xiàn)場(chǎng)控制站是完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)控制站是完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/ O處理處理并并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制控制(DDC 閉環(huán)控制閉環(huán)控制)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)組態(tài)要求，根據(jù)組態(tài)要求，負(fù)責(zé)處理現(xiàn)場(chǎng)的所有輸入輸出。并可通過(guò)輸入，負(fù)責(zé)處理現(xiàn)場(chǎng)的所有輸入輸出。并可通過(guò)輸入設(shè)備設(shè)備對(duì)工業(yè)過(guò)程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)對(duì)工業(yè)過(guò)程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，保證生產(chǎn)過(guò)程，保證生產(chǎn)過(guò)程的安全、可靠、高效、高質(zhì)。的安全、可靠、

52、高效、高質(zhì)。n實(shí)際運(yùn)行中實(shí)際運(yùn)行中現(xiàn)場(chǎng)控制站現(xiàn)場(chǎng)控制站可以不與操作站及網(wǎng)絡(luò)相可以不與操作站及網(wǎng)絡(luò)相連的情況下，連的情況下，完成過(guò)程控制策略完成過(guò)程控制策略，保證生產(chǎn)裝置，保證生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行。正常運(yùn)行。DCS控制站控制站n大型大型DCSDCS控制站對(duì)中央處理器要求較高，必須為控制站對(duì)中央處理器要求較高，必須為專(zhuān)專(zhuān)用的處理器用的處理器，準(zhǔn)，準(zhǔn)1616位和準(zhǔn)位和準(zhǔn)3232位運(yùn)算方式；第三代位運(yùn)算方式；第三代DCSDCS控制站控制站采用采用多多CPUCPU分別用于控制運(yùn)算、冗余切分別用于控制運(yùn)算、冗余切換、通信等操作。換、通信等操作。n已陸續(xù)采用了已陸續(xù)采用了嵌入式嵌入式技術(shù)技術(shù)，在，在信號(hào)變換過(guò)程

53、中采信號(hào)變換過(guò)程中采用隔離技術(shù)以防止來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)用隔離技術(shù)以防止來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)。n為了完成為了完成控制策略控制策略，可構(gòu)成反饋控制回路，目前，可構(gòu)成反饋控制回路，目前典型的典型的功能模塊有功能模塊有5050多種多種，這是，這是DCSDCS廠(chǎng)家的專(zhuān)有技廠(chǎng)家的專(zhuān)有技術(shù)術(shù)。對(duì)于順序控制和批量控制組態(tài)編程，各種。對(duì)于順序控制和批量控制組態(tài)編程，各種DCSDCS控制站采用不同的方法，直到近年來(lái)才向控制站采用不同的方法，直到近年來(lái)才向IEC61131-3IEC61131-3編程語(yǔ)言編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)靠攏。標(biāo)準(zhǔn)靠攏。 DCS控制站控制站n大型大型DCSDCS的一臺(tái)控制站可以完成的一臺(tái)控制站可以完成上百個(gè)

54、回路的控制上百個(gè)回路的控制，其容錯(cuò)技術(shù)完善，可靠性、安全性強(qiáng)。中小型其容錯(cuò)技術(shù)完善，可靠性、安全性強(qiáng)。中小型DCSDCS控制站，以控制控制站，以控制16-3216-32回路回路為限、分散性較易為人為限、分散性較易為人們所接受。們所接受。n控制站是整個(gè)控制站是整個(gè)DCSDCS的基礎(chǔ)，的基礎(chǔ)，它的可靠性和安全性最它的可靠性和安全性最為重要為重要，死機(jī)和控制失靈的現(xiàn)象是絕對(duì)不允許的死機(jī)和控制失靈的現(xiàn)象是絕對(duì)不允許的，而且冗余、掉電保護(hù)、抗干擾、構(gòu)成防爆系統(tǒng)等方而且冗余、掉電保護(hù)、抗干擾、構(gòu)成防爆系統(tǒng)等方面都應(yīng)很有效而可靠，才能滿(mǎn)足用戶(hù)要求。多年的面都應(yīng)很有效而可靠，才能滿(mǎn)足用戶(hù)要求。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證

55、明，絕大多數(shù)廠(chǎng)家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，絕大多數(shù)廠(chǎng)家的DCSDCS控制站是能夠控制站是能夠勝任用戶(hù)要求的。勝任用戶(hù)要求的。 DCS操作站操作站 n DCSDCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通操作站具有操作員功能、工程師功能、通信功能和高級(jí)語(yǔ)言功能等，其中工程師功能信功能和高級(jí)語(yǔ)言功能等，其中工程師功能中包括系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)通用中包括系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)通用（UtilityUtility）功能。實(shí)際的）功能。實(shí)際的DCSDCS操作站是典型操作站是典型的計(jì)算機(jī)，它與控制站不同，有著豐富的外的計(jì)算機(jī)，它與控制站不同，有著豐富的外圍設(shè)備和人機(jī)界面。圍設(shè)備和人機(jī)界面。WindowsWindow

56、s操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)，客戶(hù)客戶(hù)機(jī)機(jī)/ /服務(wù)器（服務(wù)器（C/SC/S）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)，以太網(wǎng)以太網(wǎng)接口與管理接口與管理網(wǎng)絡(luò)相連。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)相連。大多數(shù)DCSDCS廠(chǎng)家對(duì)原來(lái)的組態(tài)軟件廠(chǎng)家對(duì)原來(lái)的組態(tài)軟件進(jìn)行改造，使之符合應(yīng)用特點(diǎn)，滿(mǎn)足系統(tǒng)開(kāi)進(jìn)行改造，使之符合應(yīng)用特點(diǎn)，滿(mǎn)足系統(tǒng)開(kāi)放要求。放要求。nDCSDCS系統(tǒng)組態(tài)、操作站組態(tài)、控制站組態(tài)均有系統(tǒng)組態(tài)、操作站組態(tài)、控制站組態(tài)均有相應(yīng)軟件，為相應(yīng)軟件，為DCSDCS用戶(hù)的工程設(shè)計(jì)人員提供人用戶(hù)的工程設(shè)計(jì)人員提供人機(jī)界面。機(jī)界面。 DCS數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)nDCSDCS中中DCSDCS通信功能的發(fā)展是與全廠(chǎng)管理網(wǎng)絡(luò)通信功能的發(fā)展是與全廠(chǎng)管理網(wǎng)

57、絡(luò)（以太網(wǎng)）技術(shù)相融合，逐漸實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）技術(shù)相融合，逐漸實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)由多重結(jié)構(gòu)向扁平化過(guò)渡由多重結(jié)構(gòu)向扁平化過(guò)渡, ,n在第三代在第三代DCSDCS的控制站內(nèi)增加了的控制站內(nèi)增加了連接連接PLCPLC、分、分析儀和現(xiàn)場(chǎng)智能儀表的接口卡，使析儀和現(xiàn)場(chǎng)智能儀表的接口卡，使DCSDCS與現(xiàn)場(chǎng)與現(xiàn)場(chǎng)儀表之間的接線(xiàn)減少，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行設(shè)儀表之間的接線(xiàn)減少，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行設(shè)備管理，這為備管理，這為DCSDCS向下兼容并與向下兼容并與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信技術(shù)融合技術(shù)融合打下基礎(chǔ)。打下基礎(chǔ)。 DCS的特點(diǎn)的特點(diǎn) n可以與可以與PLCPLC及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)結(jié)合及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)結(jié)合; ; DCS采用現(xiàn)場(chǎng)總采

58、用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，功能進(jìn)一步分散化。所有的第四代線(xiàn)技術(shù)，功能進(jìn)一步分散化。所有的第四代DCS都包含了都包含了各種形式的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口各種形式的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口，可，可以支持多種標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以支持多種標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。等。n成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大大DCSDCS系統(tǒng)是各家不同的。系統(tǒng)是各家不同的。單元機(jī)組控制系統(tǒng)（單元機(jī)組控制系統(tǒng)（DCS控制站）控制站）基本內(nèi)容基本內(nèi)容單元機(jī)組控制系統(tǒng)大致可分為四個(gè)基本內(nèi)容單元機(jī)組控制系統(tǒng)大致可分為四個(gè)基本內(nèi)容:(1)自動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè):自動(dòng)檢測(cè)是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及設(shè)備的參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)是對(duì)生產(chǎn)

59、過(guò)程及設(shè)備的參數(shù)、信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、加工處理、顯示并記錄、信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、加工處理、顯示并記錄下來(lái)。下來(lái)。(2)自動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié):一般是指正常運(yùn)行時(shí)操作的自動(dòng)化，一般是指正常運(yùn)行時(shí)操作的自動(dòng)化，即在一定范圍內(nèi)，自動(dòng)地適應(yīng)外界負(fù)荷變化或即在一定范圍內(nèi)，自動(dòng)地適應(yīng)外界負(fù)荷變化或其他條件變化，使生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行。火電廠(chǎng)其他條件變化，使生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行。火電廠(chǎng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)主要有的自動(dòng)調(diào)節(jié)主要有鍋爐水位調(diào)節(jié)、汽溫調(diào)節(jié)、鍋爐水位調(diào)節(jié)、汽溫調(diào)節(jié)、燃燒調(diào)節(jié)、輔助設(shè)備調(diào)節(jié)等燃燒調(diào)節(jié)、輔助設(shè)備調(diào)節(jié)等。(3)遠(yuǎn)方控制及程序控制遠(yuǎn)方控制及程序控制:遠(yuǎn)方控制是通過(guò)開(kāi)關(guān)或按鈕遠(yuǎn)方控制是通過(guò)開(kāi)關(guān)或按鈕，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中重要的調(diào)

60、節(jié)機(jī)構(gòu)和截止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中重要的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和截止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制遠(yuǎn)距離控制;程序控制主要是指機(jī)組程序控制主要是指機(jī)組(或局部系統(tǒng)、或局部系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)備)在啟動(dòng)、停止、增減負(fù)荷、事故處理時(shí)的一在啟動(dòng)、停止、增減負(fù)荷、事故處理時(shí)的一系列操作的自動(dòng)化。系列操作的自動(dòng)化。(4)自動(dòng)保護(hù)自動(dòng)保護(hù):是利用自動(dòng)化裝置，對(duì)機(jī)組是利用自動(dòng)化裝置，對(duì)機(jī)組(或系統(tǒng)、設(shè)或系統(tǒng)、設(shè)備備)狀態(tài)、參數(shù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)發(fā)生狀態(tài)、參數(shù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)發(fā)生異常異常時(shí)，送出報(bào)警信號(hào)或切除某些系統(tǒng)和設(shè)備，避免時(shí)，送出報(bào)警信號(hào)或切除某些系統(tǒng)和設(shè)備，避免發(fā)生事故，保證生命和設(shè)備的安全發(fā)生事故，保證生命和設(shè)備的安全:火