abbdcs系统及维护技术

abbdcs系统及维护技术内容摘要：

及炉膛灭火保护、主燃料跳闸 MFT。 汽轮机数字电液调节系统（ Digital ElectroHydraulic Control System, DEH） DEH 的作用主要是控制 机组启 停 ，转速控制 和负荷调节。 汽轮机紧急跳闸系统（ Exigency Tread System, ETS） ETS 的作用是 汽机保护跳闸。 确保在下列事故状态都能关闭汽轮机全部蒸汽进汽阀门、抽汽逆止门等，以使汽 轮机安全停机。 汽轮机主机保护有：润滑油压低、真空低跳闸、就地手动停机、主控停机按钮停机、 DEH 停机、轴向位移大跳闸、发电机跳闸停机、电超速保护、推力轴承回油温度高跳闸。 电气自动化系统（ Electricity Automation System, EAS） EAS 的作用是对 电气系统的操作 和 监视。 广州珠江天然气发电有限公司燃气轮机联合循环发电机组控制系统的基本情况 控制系统采用北京 ABB 贝利公司的 Industrial IT Symphony 系统。 每台机组配置一套分散控制系统（机组 DCS） ,另有一套公共 DCS 用于两台机组公共系统的控制（公用 DCS）。 除机岛外的所有辅助设备 ,余热锅炉、汽机旁路、发电机变压器组和厂用电等电气系统的控制及联锁保护均在 DCS 实现。 全厂 DCS 总的 I/O 点数为： 6200 点。 （燃机－汽机－发电机）的控制采用 GE 公司配套的 MARK VI 控制系统，每台机组配置一套 MARK VI 控制系统。 DCS 控制系统可与 MARK VI 控制系统进 14 行通讯，并可向 MARK VI 控制系统发出控制指令，实现机组的整体协调控制。 （ LCI）的控制系统（ LS2100）通过其自身的公共网络分别与二台机组的 MARK VI 通讯，以便在燃机的操作员站上对其进行控制。 ，发电机的控制由 GE 公司的 MARK VI 实现。 励磁系统的控制系统（ EX2100）与 MARK VI 通讯，发电机采用自动准同期方式，发电机出口断路器和主变高压侧断路器的同期均由 MARK VI 实现。 DCS 内，在 DCS 系统的操作员站实现监控。 实现整个机组从启动、升压、并网及正常停机的顺序控制和电气系统的状态监视。 DCS设置一个公用网，将辅助蒸汽系 统、循环水系统、启动锅炉控制系统、天然气调压系统、天然气计量系统、压缩空气系统、闭式循环冷却水系统、电气厂用电系统等公用部分的监控站挂在公用网上，每套 DCS 通过权限的设置可对其进行监控。 其中启动锅炉控制系统、天然气计量系统、压缩空气系统、电气升压站监控系统、启备变 保护系统与公共 DCS 是以双向通讯接口的形式连接。 DCS 控制。 、 6kV 快切装置与机组 DCS 有双向通讯接口。 继电保护装置、自动电压调节装置 (AVR)、备用电源自投装置、发 变组故障录波装置等采用 微机型的独立装置。 这些独立的电气装置与机组 DCS 系统采用硬接线或网络通讯方式进行信息传递，使整个机组的监控和保护成为一个有机的整体。 本书将 重点 介绍 ABB 贝利公司的 Symphony 系统。 15 第 2 章 Symphony 分散控制系统概述 Symphony是贝利九十年代中期推出的融过程控制和企业管理为一身的新一代分布式过程控制系统。 八十年代初期，贝利控制公司在推出 N90 时，就为分布式数字控制系统建立了一个能不断采用新技术、保持控制与管理功能、系统向上兼容和技术透明发展无 断层的准则。 贝利的 DCS 从第一代 N90诞生以来，的确经历了一个非凡的成长过程：从单纯的控制系统，到决策过程管理系统，直至企业管理系统，都在遵循着一个脚踏实地、自然而又流畅的发展规律。 无不在向人们表明：贝利在不断地发展，贝利的控制技术也在不断地创新。 可以这样认为：贝利的 INFI90 系统以其系统结构合理、带载能力强大，而有着广泛的应用领域。 Symphony 系统，不但覆盖了 INFI90 分布式控制系统能做到的：控制器物理位置分散、控制功能分散、系统功能分散及显示、操作、记录、管理集中的功能，而且更注意借助当 今世界上先进的多种技术如：微处理器技术、 CRT 图形显示技术、高速通信技术、先进和现代控制技术，已形成一个强于一般分布式控制系统能力，功能更加完善、更具有时代气息、具有决策管理性能、更加开放的新型分布式控制系统。 Symphony 系统的主要设备、软件的名称及缩写 系统硬件方面 在 Symphony系统中，按照通信系统中对通信设备的定义，通信网络中的硬件设备称之为节点。 Symphony 系统有如下类型的节点：现场过程控制设备、人系统接口设备、系统工程工具和计算机接口设备四种节点。 现场控 制单元（ Harmony Control Unit）：用于过程控制，实现物理位置相对分散、控制功能相对分散的主要硬件设备称之为：现场控制单元（ Harmony Control Unit），简称：HCU。  多功能处理器（ MultFunction Processor）：在现场控制单元中，可以配置以 高性能微处理器为核心，能进行多种过程控制运算，并通过子总线和相关子模件获得现场 I/O 的智能模件，称之为：多功能处理器（ MultFunction Processor），简称： MFP。  人系统接口设备（ Human System Interface）：用于现场的过程监视、操作、记录管理等功能，以通用计算机为基础的人与系统接口设备为：人系统接口设备（ Human System Interface），它的型号为 Conductor。  系统工程工具：用于控制应用软件组态、系统监视、系统维护等功能，以通用计算机为基础的工程设备为：系统工程工具，它的型号为 Composer。  计算机接口单元（ Computer Interface Unit）：用于 Symphony 系统在通信网络上，与其它计算机接口的硬件设备为：计算机接口单元（ Computer Interface Unit），简称 CIU。  通信系统（ Communication System）：用于系统通信，把现场控制单元、人系统 16 接口设备 Conductor 等硬件设备构成一个完整的分布式控制系统，并使分散的过程数据和管理数据成为整个系统共同财富的硬软件结构为通信系统（ Communication System）。  操作网络（ Operation Network）：用于管理数据交换的通信网络，简称 O。  控制网络（ Control Network）：用于过程数据交换的通信网络，简称 C。 系统软件方面  功能码（ Function Code），简称 FC：完成特定功能的标准化子程序，固化在智能模件的 ROM 中。  功能块（ Fuction Block），简称 FB：在带后备电池的 BATRAM 中安排了地址的功能码。  组态软件包（ Configuration Software）：用于给系统设备进行组态的专用软件，包括：现场控制单元和人系统接口设备的工具软件包。 Symphony 系统的通信网络 由于分布式数字过程控制系统的通信网络无时不在传递着过程量、控制要求和有关报警信息等过程控制和企 业管理的各种信号，所以，通信网络执行极为重要的任务，成为分布式控制系统，决策管理系统的主要硬件、软件结构。 分布式控制系统之所以能成为“分布式”，而区别于集中控制系统，其关键就在于，它具有一个完善的通信系统，把模拟通信变成数字通信，把通信与控制分离技术是分布式控制系统发展中的重大里程碑。 一个适应过程控制的通信系统，其通信网络的结构形式、通信网络的层次，以及它组成网络时所表现的灵活性、开放性、传输方式等方面，都非常重要，直接关系到这一系统的容量、能力和水平。 Symphony系统为适应多种过程控制规模和多种现场 条件，其通信系统采用多层的通信网络。 Symphony 系统通信网络的结构 Symphony 系统通信网络按层次分为：多层各自独立的标准总线和环形网络。 其中最上层的通信网络为总线结构。 它符合以太网标准，主要用来实现管理数据交换的任务，其名称为： O(Operation Network)。 O 通过通信介质与多种类型的计算机连接，构成企业需要的有关生产、财务、人事、培训、备件及市场管理等多种管理功能。 Symphony 系统通信网络的另一层为继续保持 INFI— 90 相关技术的组合网络结构。 它主要 用来进行现场数据采集、过程控制操作、系统报警等过程数据交换的工作，其名称为 C(Control Network)。 在 C 中包括：环形网络，用来连接现场控制单元 HCU、人系统接口 Conductor、系统工程工具 Composer 等类型的接点，实现控制管理等信息的传送功能。 HCU 内的总线形网络 ControlWay，用来连接本节点内的智能模件，实现智能模件之间的信息传送功能。 HCU 内的子总线 SlaveBus，用来连接智能模件和 I/O 子模件，实现数据采集和控制功能。 17 下表为 Symphony 系统通信网络主要结 构、数据一览表。 名 称 O 环形网络 控制通道 子总线 容量 10 个节点 250 节点 32 主模件 64 子模件 通信介质 双绞线 同轴电缆 双绞线 同轴电缆 印刷电路 印刷电路 节点距离 200M 2,0004,000 米 本机柜 本机柜 相关模件 连接器 NIS 网络接口子模件 NPM网络处理模件 MFP 多功能处理器 速率 10M/100M 10M 1M Symphony 系统使用的通信协议 通信协议是一种专门用于通信的软件规则，就如同是文字一样。 所有参加通信的节点都 必须认识这些文字以达到理解、传送、通信的目的。 O 遵守的通信协议：以太网协议（符合 ）。 C 遵守的通信协议：环形网络使用存储转发协议；控制通道使用自由竞争式协议。 1．以太网协议的主要特征 ① 以太网协议结构的主要部件 以太网协议是一种基带传播，并使用带碰撞检测能力的载波感应多路访问技术的总线网络。 它的原始基带技术设计是由 Xerxo 公司开发的，后来又在 DEC 和 Intel 公司的参与下进行了商业生产。 1985年， IEEE802 委员会以该协议为基础颁布了。 目前，以 太网已成为各行业、各控制系统厂家广泛采用的网络结构和协议。 以太网结构主要包括如下部件： 站（ Station） 以太网的一个节点，是通信系统的使用者，实际上是计算机或以太网可寻址的装置。 控制器（ Controller） 控制器实际上是一种管理通道通信，访问节点所需的一组功能和算法如：信号规范、编码和解码、串并行通信方式间的转换、地址识别、错误检测、缓冲区等。 发射系统（ Transmission System） 发射系统实际是指在所有控制器间建立起通信通路的部件，如：通信介质、收发器、重发器（用于介质延长）等 部件组成的一种，每一站在网络上发布信息的条件。 控制器 — 发射系统接口（ Controller— Transmission System Interface） 控制器 — 发射系统接口，实际上是设置在控制器和发射器间的一个接口，一般把它称为收发器电缆接口。 它把硬件接口和软件接口合并在一起形成通信环境。 ② 以太网协议的工作简述 以太网协议可以让信息在介质中以广播方式传播。 它是一种介质访问方法，允许两个或更多的站共享一个共同的总线发射介质。 在网络上每一站都在监听，也都可以进行数据的接收或发射。 如果一个站需要向网上发射数 据，当发现总线被占用时，它就应该推迟发射，等待总线的空闲期。 当空闲期到来时，它就以位串的形式将信息发射出去。 在通信系统负载重时，空闲期可能很短，就十分容易导致多站试图在同时进行发射时出现碰撞现象，而给系统造成延迟。 为了在网络中进一步减少重复节点发射的碰撞现象，以提高网络的通信效率，以太网技术提供了一些有效的措施即：每一节点所具有的碰撞检测能力，以及在发生发射碰撞时，碰撞节点发出的阻塞信号等，都为系统减少阻塞贡献力量。 阻塞信号产生的依据为：以太网中的多个节点，在需要同时占用系统发射信息时，这 18 些具有一定长度的 信息帧在发送中就有可能出现碰撞，而节点具有的检测功能，能够在整个数据帧发送完之前，就发现碰撞现象已经产生了，并且会终止该信息帧其余部分的继续发送，同时将一个短的阻塞信号送到网上，使所有的节点知道系统中已发生了碰撞，并且会终止该信息帧其余部分的继续发送。 为了减少系统中重复碰撞现象的出现，在阻塞信号之后，该信息站将延迟一个时间再尝试发送，这样就避免了两个或更多的站在发送信息时发生的碰撞。 ③ 使用以太网协议所带来的良好结果 在整个以太网中使用的介质、控制站、发射器等部件和相关规则和算法都比较简单，所以容易掌握和 扩展。 采用快速以太网就会进一步提高网络速率，使用户能够安全的增加网络节点。 广泛采用，大家认同也是以太网的一大优点，这就更有利于通信环境的开放和信息的广泛交流。 2．存贮转发式通信协议的特征 ①。