tcs3000仪电一体化dcs分别采用热控i/o模块完成对热工量i/o信号的采集,采用电气量模块完成对交流电量信号的采集处理,相对独立的电气保护等设备作为第三方装置与dcs通讯模块进行通讯,或者直接采用组态软件搭置保护功能,实现了热工与电气一体化控制。
一、概述
华电卓资发电有限公司4×200mw主厂房dcs和脱硫dcs均采用tcs3000。
本期工程两台机组设一个集中控制室,全厂公用系统(辅机循环水、燃油泵房、电气公用系统)采用独立的硬件,可分别在4台单元机组dcs上实现监控,但能相互闭锁。
机组控制系统采用大范围一体化设计,dcs包括das、mcs、scs、fsss、ecs、bps等多功能。
循环水泵房和燃油泵房采用远程控制站用光纤接入dcs公用系统,在集中控制室内控制。单元机组的空冷系统也采用远程控制站,用光纤接入#1机dcs,在集中控制室内控制。
与其他系统通讯方式采用modbus-rtu方式,包括deh、吹灰、tdm、锅炉汽机远程i/o系统等。
二、系统组成结构
tcs3000分散控制系统的构成:
●系统网络:r-net实时数据监控网络、i-net数据管理信息网络、i/o-bus现场数据采集总线、fcs第三方设备现场总线
●dpu(distributedcontrolunit),简称cpu;
●osu(operatorstationunit),简称os;
●esu(engineerstationunit),简称es;
●hsu(historystationunit),简称hs;
●rtu(remoteterminalunit),第三方通讯站;
●mis/sis,信息网络接口
本工程配置了5个操作员站、1个历史站、一个工程师站和1个工程师站,2个各带4口的rtu(用于与第三方设备通讯)。
三、dcsi/o点数
四、系统控制范围和机柜分配
dcs原则上按照系统划分。每个系统完成独立功能,子系统间数据传递原则:重要保护条件采用硬接线,普通信号采用点对点通讯,尽量减少不同控制器之间的通讯。
单元机组采用11对控制器:锅炉侧5对,汽机侧4对,电气系统1对,空冷系统1对。单元机组共有16个控制柜、6个继电器柜、1个电源柜。
公用系统采用4对控制器:循环水泵房1对,公用电气2对,燃油泵房1对。公用系统共有5个控制柜、1个继电器柜和1个系统柜。
五、系统的供电
系统提供一个电源柜,经过两个塑壳短路器接受两路200vac/160a电源,一路来自ups,另一路来自常用保安段。
电源柜内装4u高度的19英寸双电源切换箱,可产生独立两路切换后的220vac/40a电源,电源切换箱有两个数字电源指示,分别显示来自ups和保安段的电压。切换后的电源经过空气开关分别给hmi站、交换机、gps、打印机等供电。
控制柜装有4u高度的19英寸电源箱,内置两个220vac/24vdc/1的电源转换模块,分别接受来自电源柜内两路电源(ups和保安段)。电源箱面板上有10个出线开关,分别给dpu、各层i/o机箱和机会风扇供电。电源模块内置冗余供电的二接管,面板有交流进线开关、数字电压指示和电压微调旋钮。
六、tcs3000的应用特色
1)热控、电气i/o模块品种齐全,在一条总线上协同工作
tcs3000的i/o模块系列齐全,开发了四大类模件:热控模件、电量模件、通讯模件、多功能模件(如:pid模件、温度巡检模件、同期模件、电能表模件、deh模件),可以把热工和电气测控数据综合在一起,做到真正的仪电一体化无缝连接。
本工程配置了一层4u高度19英寸的交流采样机箱,可直接采集ct、pt信号,免除了大量的电流、电压、有功、无功、功率因素、频率等电量变送器。交流模件品种有:4电流+4电压、8电流、8电压、多功能等,这些模件直接挂在i/o总线上,可由控制器进行组态。
2)分布式soe――技术
soe模块可以放置在任何一个dcs机柜中,采用硬件、软件相结合的对时技术,做到不同dpu内的soe模块的1ms对时精度。
3)di/do模块软件数字滤波――技术
在常规硬件滤波基础上,结合具有技
术的软件数字滤波,保证数字量模块收发信号正确。
4)i/o数据处理器――技术
i/o数据处理器是dpu与i/o模块的数据交换中间站,与dpu通过高速并行数据总线进行数据交换。i/o数据处理器内部采用大量的冗余技术,包括i/o通信总线的冗余切换以及内部数据的冗余备份。*的故障自诊断技术保证了即使i/o数据处理器的cpu故障,dpu仍然可以有效识别i/o通信网络的状况并进行控制器的冗余切换。
5)i/o模块高度可靠,按照电力行业标准生产测试
tcs3000的i/o模块是在亚洲*自动化生产线上加工、生产、检测,设计和生产工艺采用与电气保护装置相同的要求,出厂前每块模块按照继电保护标准,严格做emc、emi、耐压、精度等各种试验。模块外表采用金属封装,散热好,抗*力强。
6)dcs机柜可靠、美观、实用
tcs3000所有机柜和机箱均在丹麦进口柔性生产线上加工生产,机柜结构合理、美观、适用;机柜前面板采用高强度玻璃封装,维护人员不需打开柜门,即可看到dpu、i/o模块、电源模块、交换机、gps等设备的状态灯,系统运行状况一目了然。
7)采用先进的现代电子电路技术,取消端子板和端子柜
i/o模块的信号在物理上遵循就近接入原则,取消常规dcs的i/o模块的端子板和端子柜的设计方式,可减少电子设备间的场地和电缆敷设任务。i/o信号直接接入端子模块,接线简单,查线方便,增强可靠性。
8)通讯i/o点可组态
本工程使用了两块rtu通讯模件,每个模件有4个rs232/485口和2个以太网口。rtu直接连在r-net实时数据网上,同时也可作为dpu使用。所有通讯点在rtu内,与普通硬接线点一样,可有系统软件进行组态,不需编程,大大方便工程技术人员,节省了大量编程时间。
七、dcs应用效果
华电南自天元控制系统科技有限公司于2005年3月与卓资电厂签订dcs合同,设备4月底到达现场,7月dcs授电,#1机组于2005年12月7日顺利通过72+24小时试运行;#2机组于2006年3月通过168小时试运行。目前正在进行#3机组和脱硫dcs的调试。
tcs3000系统投入运行后,稳定、可靠,网络快速;在传统的dcs技术基础上,融入电气测控技术和标准,实现了热工、电气数据采集和监控的一体化;保护投入率、自动投入率均达到,自动调节品质良好;得到运行人员*。
