发电厂机组分散控制系统(dcs)技术要求

发电厂机组分散控制系统(dcs)技术要求内容摘要：

机柜内应装设温度检测开关，当温度过高时进行报警。 装有风扇的机柜均应提供易于更换的空气过滤器。 机 柜内的 端子 排应 布置在 易于 安装接 线的 地方 ，即为 离柜 底300mm 以上和距柜顶 150mm 以下。 中间端子柜内的每个端子排和端子都有清晰的标 志，并与图纸和接线表相符。 端子排、电缆夹头、电缆走线横槽及接线槽均应由 “非燃烧”型材料制造。 机柜、控制台以及其它设备之间互 联的电缆（包括两端 地 接插件）应符合 IEEE 有关防火标准。 组件、处理器模件或 I/O 模件之间的连接应避免手工接线。 机柜内应预留充足的空间，能方便地接线、汇线和布线。 系统扩展 应考虑下列备用余量，以供系统以后扩展需要： 每个机柜内的 每种类型 I／ O 测点 都应有 15％ 的备用量。 每个机柜内应有 20％的模件插槽备用量。 该 备用插槽应配置必要的硬件 ，保－－ 11 证今后插入模件就能投入运行。 控制器站的处理器处理能力应有 50％余量，操作员站处理 器处理能力应有 60％余量。 操作员站允许最大标签量至少应为系统过程 I/O点总数的 200% 处理器内部存贮器应有 50％余量，外部存贮器应有 60％余量。 通讯总线的负荷率：以太网不大于 20％，令牌网不大于 40％ 40％电源负荷余量 这些都应是按系统联调成功正式投运时的最终容量计算的百分比值。 接地和隔离 DCS 系统的接地应能接受与电气公用全厂接地网而无须设置专用的独立接地网。 软件要求 DCS 的组态采用统一的方式进行。 应提 供一套完整的程序软件包，包括实时操作系统程序、应用程序及性能计算程序。 所有 的 算法 和系 统整 定参 数 应驻 存在 各处 理器 模 件的 非易 失性存储器内，执行时不需重新装载。 应提供 Fortran， VC， VB， Pascal 等高级编程语言以满足用户工程师开发应用软件的需要。 模拟量控制的处理器模件完成所有指定任务的最大执行周期不应超过 250ms，开关量控制的处理器执行周期不应超过 100ms。 对需快速处理的模拟和顺序控制回路，其处理能力应分别为每125ms 和 50ms 执行一次。 模拟控制 回路的组态，应通过驻存在处理器模件中的各类逻辑块的联接，直接采用 SAMA 图 方式进行，并用易于识别的工程名称加以标明。 还可在工程师站上根据指令，以 SAMA 图形式打印出已完成的所有系统组态。 在工程师工作站上应能对系统组态进行修改。 不论该系统是在线或离线均能对该系统的组态进行修改。 系统内增加或变换一个测点，应不必重新编译整个系统的程序。 在程序编辑或修改完成后，应能通过通讯总线将系统组态程序装入各有关的处理器模件，而不影响系统的正常运行。 －－ 12 顺序控制的所有控制、监视、报 警和故障判断等功能，均应由处理器模件提供。 顺序逻辑的编程应使顺控的每一部分顺序逻辑及执行情况、被控设备和工艺流程的状态都能在 CRT 上显示。 所有顺序控制逻辑的组态都应在系统内完成，而不采用外部硬接线、专用开关或其它替代物作为组态逻辑的输入。 顺序控制逻辑应采用熟悉的，类似于继电器型式的功能符号，以逻辑图或梯形图格式进行组态，并可在工程师站上按指令要求，以图形方式打印出已组态的逻辑。 查找故障的系统自诊断功能应能诊断至通道级故障。 报警功能应使运 行人员能方便地辨别和解决各种问题。 应设置保护动作监视软件，该软件应与 DCS 的其它应用软件同时运行工作，能连续监视各重要辅机的全部保护项目及测点状态，一旦任意一台重要辅机保护动作，它将能自动捕捉并记忆这次保护的首次动作原因供以后分析。 该软件应从硬件的角度考虑使其具有足够的分辨率从而能正确分辨重要辅机首次动作的原因。 应考虑在合同有效期内，软件的增加及修改不发生费用。 人机接口 人机接口应包括操作员站，手动操作控制装置和工程师站。 操作员站 操作员站的任务是在标准画面和用户组态画面上，汇集和显示有关的运行信息，供运行人员据此对机组的运行工况进行监视和控制。 操作员站的基本功能如下： 监视系统内每一个模拟量和数字量 显示并确认报警 显示操作指导 建立趋势画面并获得趋势信息 打印报表 控制驱动装置 自动和手动控制方式的选择 调整过程设定值和偏置等 －－ 13 操作员站及工程师站至少应采用工业控制机，其硬件配置要求至少为： 内存： 128M 硬盘： 10G 以上 主频： 600MHz 以上 至少应提供 4 组操作员站。 其 CRT 安装在控制台内，主机安装在工程师室。 每一个操作员站都应是冗余通讯总线上的一个站，且每个操作员站应有独立的冗余通讯处理模件，分别与冗余的通讯总线相连。 虽然操作员站的使用各有分工，但任何显示和控制功能均应能在任一操作员站上完成。 任何 CRT 画面均应能在 2 秒（或更少）的时间内完全显示出来。 所有显示的数据应每秒更新一次。 调用任一画面的击键次数，不应多于三次。 运行人员通过键盘或跟踪球等手段发出的任何操作指令均应在 1 秒或更短的时间内被执行。 从运行人员发出操作指令到被执行完毕的确认信息在 CRT 上反映出来的总时间应在 秒内。 对运行人员操作 指令的执 行和确认 ，不应由 于系统负 载的改变 或使用 了 Gatway而被延缓。 主要保护动作跳闸后，运行人员可以通过操作员站调出相应保护首次动作原因显示画面，从而可以知道首次动作原因以及当前相关的全部保护动作状态等。 手动控制装置 本次改造取消所有硬手／自动站（ M／ A 站）。 工程师站 应提供一套台式工程师站，用于程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库和画面的编辑及修改。 还应提供安放工程师站的工作台及工程师站的有关外设。 工程师站应能调出任一已定义的系统显示画面。 在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等，均应能通过通讯总线加载到操作员站。 －－ 14 工程师站应能通过通讯总线，既可调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据，还可使操作人员将组态数据从工程师站 上下载到各分散处理单元和操作员站。 此外，当重新组态的数据被确认后，系统应能自动地刷新其内存。 工程师站应包括站用处理器、图形处理器及能容纳系统内所有数据库、各种显示和组态程序所需的主存贮器和外存设备。 还应提供系统趋势显示所需的历史趋势缓冲器。 工程师站应设置软件保护密码，以防一般人员擅自改变控制策略、应用程序和系统数据库。 应提供支撑工程师站的所有辅助设备 ,如编程面板等。 数据通讯系统 数据通讯系统应将各分散处理单元、输入／输出 处理系统及人机接口和系统外设联接起来，以保证可靠和高效的系统通讯。 连接到数据通讯系统上的任一系统或设备发生故障，不应导致通讯系统瘫痪或影响其它联网系统和设备的工作。 通讯总线的故障不应引起机组跳闸或使分散处理单元内的处理器不能工作。 所提供的通讯总线应是冗余的（包括冗余通讯总线接口模件）。 冗余的数据通讯总线在任何时候都应同时工作。 挂在数据通讯总线上的所有站，都应能接受数据通讯总线上的数据，并可向数据总线上发送数据。 数据通讯系统的负载容量，在最繁忙的 情况下，对于采用以太网的系统不应超过 20%，对于采用令牌网的系统不应超过 40%，以便于系统的扩展。 在机组稳定和扰动的工况下，数据总线的通讯速率应保证运行人员发出的任何指令均能在 1 秒或更短的时间里被执行。 数据通讯协议应包括 CRC（循环冗余校验）、奇偶校验码等，以检测通讯误差并采取相应的保护措施，确保系统通讯的高度可靠性。 应连续诊断并及时报警。 当数据通讯系统中出现某个差错时，系统应能自动要求重发该数据，或由硬件告知软件，再由软件判别并采取相应的措施，如经过多次补救 无效，系统应自动采取安全措施，如切除故障设备，或切换至冗余的装置等。 数据通讯总线应能防止外界损伤。 应提供一个“数字主时钟”，使挂在数据通讯总线上各个站的时钟同步。 “数字主时钟”本身需与电厂的主时钟同步，这可由工程师站的键盘实现。 并提供一与全球卫星定位系统（ GPS）的接口。 －－ 15 应提供一套完整的 DCS 至 MIS 及 ADS 的接口装置，以便 MIS从 DCS 收集所需的信息及实现自动发电量控制（ AGC）功能。 数据采集系统（ DAS） 总则 数据采集系统（ DAS）应连续采集和处理所有与机组有关的重要测点信号及设备状态信号，以便及时向操作人员提供有关的运行信息，实现机组安全经济运行。 一旦机组发生任何异常工况，及时报警，提高机组的可利用率。 DAS 至少应有下列功能： 显示：包括操作 显示、成组显 示、棒状图显示 、报警显示、趋势显示等。 制表记录：包括定期记录、事故追忆记录、事故顺序（ SOE）记录、跳闸一览记录等。 历史数据存储和检索 性能计算 显示 总则 每个 CRT 应能综合显示字符和图象信息，机组运行人员通过 CRT 实现对机组运行过程的操作和监视。 每幅画面应能显示过程变量的实时数据和运行设备的状态，这些数据和状态应每秒更新一次。 显示的颜色或图形应随过程状态的变化而变化。 棒状图和趋势图应能显示在任意一个画面的任何一个部位上。 应可显示 DCS 系统内所有的过程点，包括模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出、脉冲量输入、脉冲量输出、中间变量和计算值。 对显示的每一个过程点，应显示其标志号（通常为Tag）、中文说明、数值、性质、端子排号、工程单位、高低限值等。 应提供对机组运行工况的画面开窗显示、滚动画面显示和图象缩放显示，以便操作人员能全面监视，快速识别和正确进行操作。 －－ 16 应设计机组和设备运行时的操作指导，并由 CRT 的图象和文字显示出来。 运行人员可通过键盘和光标定位装置，对画面中的任何被控装置进行手动控制。 画面上的设备正处于自动顺控状态时，模拟图上应反映出运行设备的最新状态及自动程序目前进行至哪一步。 若自动顺序失败，则应有报警并显示 故障出现在顺序的哪一步。 操作人员可在工程师站上，使用该站的画面生成程序自己制作和修改画面。 操作显示 应采用多层显示结构，显示的层数应根据工艺过程和运行要求来确定，这种多层显示可使运行人员方便地翻页，以获得操作所必需的细节和对特定的工况进行分析。 多层显示应包括厂区级显示（或称概貌显示）、功能组显示和细节显示。 厂区级显示（或称概貌显示） 厂区级显示应提供整个机组运行状态的总貌，显示出主设备的状态、参数和包括在厂区级显示 中的与每一个控制回路有关的过程变量与设定值之间的偏差。 应保证一次击键即能调出用于监视或控制的其它显示画面。 若任何一个控制回路出现报警，用改变显示的颜色来提示。 每一幅厂区级显示画面应可容纳 100 个以上的过程变量，并且应提供 50 幅以上的厂区级显示画面。 功能组显示 功能组显示应可观察某一指定功能组的所有相关信息，可采用棒状图形式，或采用模拟 M／ A 站面板的画面，面板应有带工程单位的所有相关参数，并用数字量显示出来。 功能组显示应能将过程参数监视和控制压缩为一幅幅画面。 这将便于操作人员从熟悉的仪表盘面板操作方式，过渡到以 CRT 为基础的过程接口方式。 功能组显示应包含过程输入变量、报警条件、输出值、设定值、回路标号、缩写的文字标题、控制方式、报警值等。 每幅功能组显示画面，应能显示 8～ 12 个操作站或功能块，并且应达到提供 200 幅以上的功能组显示画面的能力。 细节显示 细节显示应可观察以某一回路为基础的所有信息，细节显示画面所包含的每一个回路的有关信息，应足够详细，以便运行人员能据此进行正确的操作。 对于调节回路，至少应显 示出设定值、过程变量、输出值、运行方式、高／低限值、报警状态、工程单位、回路组态数据和设备状态等。 －－ 17 标准画面显示 成组显示 在技术上相关联 的模拟量和数 字量信息，应组 合成成组显示画面，并保存在存储器内，便于运行人员调用。 成组显示应能便 于运行人员按 需要进行组合， 并且根据需要存入存储器或从存储器中删除。 成组显示应有色彩增亮显示和棒状图形显示。 一幅成组显示画面可包含 20 个以上的测点。 并且至少提供 40幅成组显示画面。 任何一点在越过 报警限值时，均应变为红色并闪。