技术领域
[0001] 本
发明涉及发电厂控制领域，具体涉及一种发电厂DCS一体化控制方法。
背景技术
[0002] 分布式控制系统DCS（Distributed Control System）是计算机（Computer）通信（Communication）、CRT显示和控制（Control）技术（简称四C技术）发展起来的产物。它采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，以及分层、分级和合作自治的结构形式，适应现代的工业生产和管理要求。常规模拟调节仪表组成的过程控制系统存在许多局限性，如难以实现多变量相关对象的控制；难以实现复杂的高级控制规律和参数的集中显示与操作。由于生产规模的扩大和工艺过程的复杂，就要增加仪表，相应的模拟仪表屏也要增大。而计算机的集中控制会导致危险集中。不难实现用一台计算机去控制几十个甚至上百个回路，但这样必然会降低系统的安全运行性能。分布式型控制系统吸收了模拟仪表和计算机集中控制的优点，将多台微机分散应用于过程控制、全部信息经通信网络由上级计算机监控；通过CRT装置、通信总线、
键盘和
打印机等设备，又能高度集中地操作、显示和报警。因此，DCS系统不仅具备极高的可靠性、多功能性，而且人机联系便利能够完成各类数据的采集与处理以及复杂高级的控制。
[0003] 可编程逻辑
控制器PLC（Programmable Logic Controller）是种专
门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作
电子系统。它采用一种可编程的
存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程目前国内大中型
火力发电厂控制系统大都是按照电力规划总院提出的2000年燃
煤示范电厂的设计思路进行设计建设的，即单元机组及公用系统采用DCS控制，而辅助车间控制系统采用PLC加上位机控制方式，在此
基础上构建全厂辅助车间集中监控PLC网络。
[0004] 从技术
角度上看，无论采用PLC方案还是采用DCS一体化方案来实现全厂集中监控，系统
硬件和
软件两方面均可满足工程要求。但是随着DCS控制系统的技术发展，DCS相对于PLC在可靠性、可维护性、可扩展性、系统完整性、经济性等方面已具有越来越明显的优势，全厂主机、辅助车间控制系统采用DCS一体化控制已成必然趋势。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种发电厂DCS一体化控制方法。
[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种发电厂DCS一体化控制方法，其特征在于，包括单元机组控制系统、机组公用控制系统和辅助车间控制系统，所述单元机组控制系统和辅助车间控制系统均设计独立的DCS系统，所述单元机组控制系统和辅助车间控制系统架构均采用三层架构，包括系统应用层、系统监控层和现场设备层，所述系统应用层设备与应用数据公路连接，所述系统应用层和系统监控层之间通过冗余的应用
服务器连接，所述系统监控层与自动数据公路连接。
[0007] 在其中一个
实施例中，所述系统应用层包括操作员站、工程师站、历史站、打印机和设备管理站，所述系统监控层包括
应用服务器和现场设备层管辖的控制器，所述现场设备层采用
现场总线技术与常规I/O卡件控制相结合的配置方式。
[0008] 在其中一个实施例中，所述单元机组控制系统包括模拟量控制系统、顺序控制系统、
数据采集系统、
炉膛安全
监控系统、
汽轮机控制系统、小机控制系统、旁路控制系统、
锅炉空气预热器的间隙控制系统和锅炉炉管
泄漏报警系统。
[0009] 在其中一个实施例中，所述锅炉空气预热器的间隙控制系统采用PLC控制方案，相关的监视、操作
信号通过硬接线与单元机组控制系统进行双向通讯。
[0010] 在其中一个实施例中，所述锅炉炉管泄漏报警系统监控系统的相关信息通过Modbus通讯至机组DCS。
[0011] 在其中一个实施例中，所述机组公用控制系统包括压缩空气系统、电动给
水泵系统和启动锅炉系统，所述机组公用控制系统监控操作通过特定的权限设置可设置在单元机组DCS操作员站上统一监控，也可以切换至另一单元机组DCS操作员站上进行监控。
[0012] 在其中一个实施例中，所述启动锅炉系统采用PLC控制方案，通过Modbus与机组公用控制系统进行双向通讯。
[0013] 在其中一个实施例中，所述机组公用控制系统包含GPS接收装置、GPS对时服务器、交换机、应用服务器、和系统监控层，所述GPS接收装置与GPS对时服务器连接，所述交换机与单元机组控制系统以及GPS对时服务器连接，所述交换机与应用数据公路连接，所述应用数据公路与系统监控层之间通过冗余的应用服务器连接，所述系统监控层与自动数据公路连接。
[0014] 在其中一个实施例中，所述辅助车间控制系统包括锅炉补给
水处理系统、水质
净化系统、水汽取样及加药系统、
凝结水精处理系统、精处理公用系统、工业
废水处理系统、
脱硫废水处理系统、生活污水及含油
污水处理系统、循环
冷却水系统、供氢系统、
氨制备系统、锅炉气力除灰系统、除灰公用系统、锅炉脱硫系统、脱硫公用系统、中央
空调控制系统和取水泵船控制系统。
[0015] 在其中一个实施例中，所述中央空调控制系统和取水泵船控制系统采用PLC控制方案，通过Modbus与辅助车间控制系统进行双向通讯。
[0016] 在其中一个实施例中，所述单元机组控制系统配置28对控制器，机组公用控制系统配置2对控制器，辅助车间控制系统配置20对控制器。
[0017] 本发明的有益效果：采用全厂DCS一体化控制，强化各系统单元之间的联系，可显著提高发
电机组的整体自动化控制水平；统一的逻辑组态环境，提高了工作效率，提高了工程可靠性。
附图说明
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019] 图1为单元机组控制系统示意图。
[0020] 图2为辅助车间控制系统示意图。
[0021] 图3为机组公用系统控制系统示意图。
[0022] 图4为单元机组系统控制器工艺区域划分范围示意图。
[0023] 图5为辅助车间系统控制器工艺区域划分范围示意图。
[0024] 图6为机组公用系统控制器工艺区域划分范围示意图。
[0025] 100-单元机组控制系统，101-模拟量控制系统，102-顺序控制系统，103-数据采集系统，104-炉膛安全监控系统，105-汽轮机控制系统，106-小机控制系统，107-旁路控制系统，108-锅炉空气预热器的间隙控制系统，109-锅炉炉管泄漏报警系统，200-机组公用控制系统，201-压缩空气系统，202-电动给水泵系统，203-启动锅炉系统，204-交换机，205-GPS对时服务器，206-GPS接收装置，300-辅助车间控制系统，301-锅炉补给水处理系统，302-水质净化系统，303-水汽取样及加药系统，304-凝结水精处理系统，305-精处理公用系统，306-工业废水处理系统，307-脱硫废水处理系统，308-生活污水及含油污水处理系统，309-循环冷却水系统，310-供氢系统，311-氨制备系统，312-锅炉气力除灰系统，313-除灰公用系统，314-锅炉脱硫系统，315-脱硫公用系统，316-中央空调控制系统，317-取水泵船控制系统，400-系统应用层，401-操作员站，402-工程师站，403-打印机，404-历史站，405-设备管理站，500-应用数据公路，600-自动数据公路，700-现场设备层，800-系统监控层，900-应用服务器。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0027] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本
专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0028] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029] 如图1至图6所示，一种发电厂DCS一体化控制方法，包括单元机组控制系统100、机组公用控制系统200和辅助车间控制系统300，所述单元机组控制系统100和辅助车间控制系统300均设计独立的DCS系统，所述单元机组控制系统100和辅助车间控制系统300架构均采用三层架构，包括系统应用层400、系统监控层800和现场设备层700，所述系统应用层400设备与应用数据公路500连接，所述系统应用层400和系统监控层800之间通过冗余的应用服务器900连接，所述系统监控层800与自动数据公路600连接。
[0030] 在其中一个实施例中，所述系统应用层400包括操作员站401、工程师站402、历史站404、打印机403和设备管理站405。操作员站401属于人机
接口设备，实现了对生产工艺的操作和控制，工程师站402负责系统管理组态控制以及系统的生成，打印机403在生产过程记录报表及生产统计报表、系统运行状态信息打印和报警信息的打印，设备管理站405则实现了对计算机的管理、生产调度管理、生产经营管理以及分析决策等，历史站404具有对历史数据调阅、数据统计、报表功能以及对设备发生故障后的分析的功能，所述系统监控层800包括应用服务器900和现场设备层700管辖的控制器，所述现场设备层700采用现场总线技术与常规I/O卡件控制相结合的配置方式。现场总线技术实现了工业现场的智能化仪器、执行器和控制器等设备之间的数字通信，以及相应的现场设备与高级控制系统之间的信息传递现场总线将DCS控制系统的集散体系结构转变成为了全分布式的结构，实现了现场的全过程控制。
[0031] 在其中一个实施例中，所述单元机组控制系统100包括101、顺序控制系统102、数据采集系统103、炉膛安全监控系统104、汽轮机控制系统105、小机控制系统106、旁路控制系统107、锅炉空气预热器的间隙控制系统108和锅炉炉管泄漏报警系统109。单元机组控制系统100按工艺系统划分包括机炉汽水系统、锅炉燃烧系统、锅炉制粉系统、锅炉
风烟系统、锅炉吹灰系统、机组旁路系统、锅炉脱硝系统、锅炉除渣系统、
循环水系统、开式水系统和发电机氢油水系统。
[0032] 在其中一个实施例中，所述锅炉空气预热器的间隙控制系统108采用PLC控制方案，相关的监视、操作信号通过硬接线与单元机组控制系统100进行双向通讯。
[0033] 在其中一个实施例中，所述锅炉炉管泄漏报警系统109监控系统的相关信息通过Modbus通讯至机组DCS。
[0034] 在其中一个实施例中，所述机组公用控制系统200包括压缩空气系统201、电动给水泵系统202和启动锅炉系统203，所述机组公用控制系统200监控操作通过特定的权限设置可设置在单元机组DCS操作员站401上统一监控，也可以切换至另一单元机组DCS操作员站401上进行监控。
[0035] 在其中一个实施例中，所述启动锅炉系统203采用PLC控制方案，通过Modbus与机组公用控制系统200进行双向通讯。
[0036] 在其中一个实施例中，所述机组公用控制系统200包含GPS接收装置206、GPS对时服务器205、交换机204、应用服务器900、和系统监控层800，所述GPS接收装置206与GPS对时服务器205连接，所述交换机204与单元机组控制系统100以及GPS对时服务器205连接，所述交换机204与应用数据公路500连接，所述应用数据公路500与系统监控层800之间通过冗余的应用服务器900连接，所述系统监控层800与自动数据公路600连接。GPS接收装置206接收GPS
卫星信号，信号输入至GPS对时服务器205，GPS对时服务器205将
信号处理为IRIG-B时间编码输出至交换机204，在系统内的管理机及测控单元内都装有IRIG-B码
解码器，从而实现时间的精准和统一。
[0037] 在其中一个实施例中，所述辅助车间控制系统300包括锅炉补给水处理系统301、水质净化系统302、水汽取样及加药系统303、凝结水精处理系统304、精处理公用系统305、工业废水处理系统306、脱硫废水处理系统307、生活污水及含油污水处理系统308、循环冷却水系统309、供氢系统310、氨制备系统311、锅炉气力除灰系统312、除灰公用系统313、锅炉脱硫系统314、脱硫公用系统315、中央空调控制系统316和取水泵船控制系统317。
现有技术设计中，辅助车间控制系统300一般按工艺系统的标段划分规则，随工艺设备厂家分别配供PLC控制系统，易使硬件品牌、监控组态软件等配置凌乱、繁杂，大大增加系统维护工作量及备品配件的种类、数量及库存
费用，采用DCS一体化系统设计，辅助车间所有区域的控制系统均按DCS的方式统一规划设计，配置统一的硬件及软件、监控平台，既大大方便了运行监控及系统设备维护，同时大大减少了备品配件的种类及数量，从而降低了库存费用在其中一个实施例中，所述中央空调控制系统316和取水泵船控制系统317采用PLC控制方案，通过Modbus与辅助车间控制系统300进行双向通讯。
[0038] 在其中一个实施例中，所述单元机组控制系统100配置28对控制器，机组公用控制系统200配置2对控制器，辅助车间控制系统300配置20对控制器。
[0039] 需要
声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种
修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本
申请说明书和
权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。
