HIACS5000M系统在600MW应用.ppt

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1、HIACS-5000M系统在600MW超临界机组中的应用,一超临界机组对DCS系统的特殊要求二采用HIACS 系统的配置特点三日立在大机组改造中优势四电力部系统应用考核结果五、大型超临界、直流炉、直吹式燃煤机组的 先进控制软件六、技术服务,目 录,一、超临界机组对DCS系统的特殊要求1受控工艺系统的特点：输入/输出工艺变量多 动态过程快：作功工质占汽水循环总工质的比例增大，动态过程加快，机、炉、电的总体性增强。主汽压力参数上升（246Kg/cm），介质刚性提高，动态过程加快，需要更快速的控制、快速保护。数学模型不精确2 对DCS系统的地理分散布置有要求：设备间与中控室有可能分开布置 通常需要远

2、程控制站，如：循泵房、空压机房 通常需要远程数据采集站,3.公共工艺系统的控制范围扩大：一般I/O总点数超过1000点，功能范围覆盖公共电气系统、空压机系统、循环水泵房系统 公共工艺控制系统宜单独组成通讯网络，并与1#、2#机组DCS系统网络耦合连接，实现数据通讯 4超临界直流炉、直吹式机组的特殊控制策略 此类机组对DCS系统的综合可控性、可靠性提出了更高要求；控制策略与汽包炉、亚临界参数机组不同。,二采用HIACS 系统的配置特点,（1）1#、2#机组级控制网络及公用控制均网络采用-100 Network-100 Network网络为国际标准（IEEE802.5）双重化光纤数据令牌网络，全厂

3、一体化-100 Network网络具有实时性好、传输稳定的特点技术参数及特性附后。（2）具有先进、成熟的网络耦合器：使公用控制网络与两台机组DCS系统方便地实现数据连接；能够可靠地实现每台机组的操作员站对公用系统进行操作控制；,（3）机组DCS系统控制站、公用系统控制站、远程控制站、DEH控制站统一采用R600C高性能的先进控制器，使全厂DCS系统一体化；附：-Network100网络性能 R600C高性能控制器特性,超临界直流炉600MW机组DCS系统控制器总体结构示意图（DCS一体化）,超临界直流炉600MW机组DCS系统控制器总体结构示意图（国产化方案）,适应快速稳定数据传输的要求（采用

4、FDDI数字光纤令牌网）-Network100网络,Loop Back功能,3#站发生故障,主线路终断,HIACS-5000M系统结构说明：（1）适应二十一世纪地理分散设计的结构 光纤网站间距离：2KM 光纤网络总长达到100KM 保证了控制器分散布置的实施 适应地理分散布置的要求（2）单独设置的打印机网络 使得报表、打印数据的传输不会影响机组级网络的实时 响应特性,（3）采用通用计算机硬件和软件平台 操作员站、工程师站、历史数据站使用通用硬件平台，便于系统的 升级换代（4）专门设置历史数据站 完善了历史数据的存储、查询功能，减轻了操作员站的工作负荷（5）对外通讯接口 通讯接口站和控制器通讯接

5、口模板，保证了HIACS系统的开放性，可以和各种具有标准通讯接口协议的设备、装置通讯互联,某600MW超临界机组控制级网络通讯负荷估算（本计算只适用于日立HIACS-5000M系统）I/O点数：DCS总点数：7704，公用总点数：1168，远程总点数：544其中：模拟量3176；开关量6240点估算条件：上述数据每秒全部传送一遍；每个模拟量依8 Byte计算；每个开关量依4 bit计算；每秒负荷量：L=3176*8*8+6240*4 228.3 K bit所配置系统的网络负荷能力估算站点数：18单站发送用时：1.5 K byte*8/100 M=0.12 ms裕度系数：加倍令牌管理：1ms单站

6、用时：0.12*3+1ms=1.36 ms最小令牌环行周期：1.36*18 24.48 ms 实际设定令牌环行周期100ms即每站每秒可获得10次发送权。总传送能力：LO=18*1.5*8*103*10=2160*103 bit 2160 K bit（3）负荷率=L/LO=228.3/2160=10.57%,机组控制级网络负荷性能指标负荷率要求：30保 证 值：20%负荷率网络最大负荷/配置系统的网络传送能力,600MW机组DCS系统控制器功能分配的一种考虑 系统控制器功能分配准则：设置专门的单元机组主控制器，完成：机组各子控制系统的协调控制；不同控制方式下的统一指挥，协调；依照工艺系统划分各

7、控制器的功能，如：风烟控制系统；燃料制粉系统；FSS系统；锅炉启停控制及燃烧器控制；汽水系统等。优点：各个子系统相对独立，是大系统下的自治分解设计；可靠性高；交叉通讯的数据量少；调节、启停顺控及设备级保护三合一：优点：控制动态响应快、控制特性好；硬接线少、可靠性高；适应地理分散布置的要求。,HISEC-04M/R600C,R600C控制器及相关参数,适应超临界直流炉、直吹式机组的高可靠控制器（为提高控制器的快速性，采取了如下措施）a硬件：采用最新的Risc处理芯片，全面提高数据处理能力 采用输入/输出并行高速总线，从硬件上提高处理能力提高CPU主频提高内存容量设计专门的主从Tie-back总线

8、采用新型大规模集成电路，提高可靠性b软件：采用专门设计的控制器系统程序（PMS），不使用通用机软件环境，提高软件执行效率和控制的快速性。c实际效果：见望亭控制器出厂负荷率测试结果,望亭电厂14机CTL负荷实测结果,NO.,CTL,运算周期(ms),实测负荷率,1,MCS1,200,2,3,4,5,6,7,8,MCS2,100,FSS,100,200,200,100,200,50,9,200,BMS&MILL2,SCS1,SCS2,SCS3,DAS,BMS&MILL1,10.23,10.18,12.32,11.86,11.45,10.97,6.38,6.20,5.66,5.49,9.86,9.5

9、0,5.36,5.18,23.6,23.1,14.02,13.58,望亭电厂14机CTL负荷实测结果望亭电气控制器(scs3)AI：112点RTD：8点DI：448点DO：160点合计：728点负荷率：50ms max：23.6%,南京电厂1机CTL负荷实测结果,NO.,CTL,运算周期(ms),实测负荷率,1,OPC,20,2,3,4,5,6,7,8,BTC,200,通风,200,200,200,200,200,200,9,200,BMS&MILL2,CCS,辅机1,辅机2,DAS,BMS&MILL1,28.84,28.06,10.69,10.44,8.52,8.30,7.52,7.32,7

10、.03,6.83,17.55,17.09,5.38,5.13,19.83,19.20,18.68,18.53,望亭电厂14机CTL内存实测数据-1,NO,CTL功能,内存区,已占用%,未用区%,1,BTC,6,94,1,99,2,MCS1,6,94,2,98,3,MCS2,4,96,1,99,4,MSC1,3,97,1,99,5,BMS1,6,94,2,98,6,BMS2,7,93,1,99,望亭电厂14机CTL内存实测数据-2,NO,CTL功能,内存区,已占用%,未用区%,7,SCS1,6,94,2,98,8,SCS2,6,94,2,98,9,DAS,4,96,2,98,10,DEH,4,9

11、6,2,98,11,MEH,1,99,1,99,控制器性能指标保证负荷率要求：60%保 证 值：25%负荷率实际执行周期/设定的控制周期内存裕度要求：50%保 证 值：80内存裕度已用内存/可用内存,I/O配置情况,表1.单元机组热力系统I/O配置的典型要求（每台机组）,表2.公用系统I/O配置的典型要求,861,合计,222,DO,12,AO,443,DI,4,PI,90,AI(420mA),90,AI(RTD),要求,表3.远程系统I/O配置的典型要求（与DCS一体化方案）,DCS系统电源配置说明配 置 思 想：全分散化，全双重化控制器电源，依CTL分散I/O接口电源：依机柜分散双重化电源

12、结构：,超临界机组600MW机组DCS系统电源配置示意图,HIACS系统的DCS系统机柜特点：1、控制柜、I/O柜合二为一，减少接线量和故障点；2、双层浮空、静电屏蔽、单点接地系统机柜；3、机柜尺寸：7008102100,HIACS5000M系统工程师工作站 组态、修改、维护工作，全部应用软件为中文图形工作界面；执行文件与图形文件自动一致化；多工程师台配置，适应投运、调试期的特殊需要；方便的PI/O信号处理；强大的CAD组态功能和大宏指令分层可定义结构；专用总线接口，使主/从控制器数据自动一致化；通讯表的自动生成；机组投运期间人工置数功能使调试更为方便；强大的监视功能；,工程师站介绍,HIAC

13、S5000M系统历史数据站,数据收集能力：每秒采集量8000点事故追忆记录、SOE记录、操作员操作记录、报警记录报表收集（时间型，事件型）检索功能（时间检索、名称检索）趋势回放功能：所有被采集点均可以以趋势图方式回放每月月初转存至光盘打印功能,操作员站、工程师站、历史站硬件配置：CUP：Pentium 4 2.4 GHz 内存：512 MB 硬盘：40 GB 显示器：21寸液晶(CRT)显示器(操作员站)21寸液晶(CRT)显示器(工程师站，历史站)光驱：52X 可读写光驱：（历史站）,三、日立在大机组控制工程中的优势,HIACS系统为电站专用控制系统，已成功的应用在超临界直流炉燃煤、燃油及核

14、电站机组上，功能覆盖了：MCS、SCS、FSSS、DEH、DAS、ECS、AVR等系统。完善地解决了电站控制中快控制、快保护及高可靠性问题。2.日立 成功业绩多：在日本600MW以上超临界直流炉机组近年已投运工程有二十余台。日立从1995年开始在中国做200MW以上机组DCS工程，目前已有近80套200MW以上机组工程业绩。,近年中国国内采用HIACS系统投运的300MW以上超临界直流炉机组有：（1）华能南京电厂2机组（300MW）2000年3月投入，投运3个月，完成多项RunBack试验 自动投入100，保护投入100 控制范围：DAS、FSSS、SCS、CCS及部分电气控制 中控室采用大屏

15、幕（2）华能南京电厂1机组（300MW）采用HIACS5000M系统，2001年底交付使用 控制范围：DAS、FSSS、SCS、CCS及DEH 中控室采用大屏幕,（3）国华盘山发电厂2机组（500MW）1999年下半年投运，一次投运成功，顺利通过168小时 控制范围：DAS、FSSS、SCS、CCS、DEH及部分电气控制 中控室采用大屏幕（4）国华盘山发电厂1机组（500MW）采用HIACS5000M系统，2002年初交付使用 控制范围：DAS、FSSS、SCS、CCS及DEH 中控室采用大屏幕,（5）外高桥发电厂（2*900MW）采用HIACS5000M系统 供货范围：I&C岛 注：含DCS

16、、SIS、MIS及仿真系统。（6）常熟发电厂（3*600MW）采用HIACS-5000M系统 供货范围：MCS、SCS、DAS、FSSS、ECS、DEH、MEH、远程,五、大型超临界、直流炉、直吹式燃煤机组的先进控制软件,日立对于超临界、直流炉、直吹式大型燃煤机组，具有长期的工程经验，总结出一整套先进成熟的控制策略。这些策略已经在100万级燃煤机组上得到应用，取得了良好的效果。这些先进实用化的软件包括如下：a.先进的协调控制策略软件，主要特点：在机炉协调控制过程中，与汽机过程相比，燃烧、蒸发工艺过程是大滞后、慢过程，克服锅炉的大滞后是本策略的基本特点；专门为直流炉、直吹式、超临界机组设计，针对

17、性强。,b.锅炉子工艺过程加速控制策略：在先进的协调控制方法下，加速锅炉应用工艺子过程的动态响应，是机组控制的另外一个关键点，日立系统具有先进、成熟的完整策略，使机组控制更完美。c.RunBack工况下的动态平衡控制：对大机组而言，尤其是直吹式机组，这一问题更突出。为此日立公司提出了解决策略，并在工程中获得应用。d.汽温预测控制方法直流炉汽温控制非常重要，然而具有大滞后特性的汽温控制，难度较大。综合比较各种策略之后，日立采用了预测控制，较好地解决了这一难题。,日立以“时刻为用户着想，提供最优质服务”为工作原则，为中国HIACS系列产品用户，提供全面的工程及维护服务。及时提供HIACS系列产品的备品备件。根据中国电厂的实际需求和具体技术状况，提供适合中国电厂的技术方案配置并进行相应的工程实施。提供HIACS系列产品的售后维护服务，以最优质的服务，保证DCS的稳定运行。对用户提供HIACS系列产品培训，使用户尽快掌握全面的使用技术。为HIACS系列产品提供终身售后服务，并24小时到达现场服务，确保用户满意、放心。,六、技术服务,