P0912CB

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通过工业以太网奖现场所有风机的数采集至实时数据库服务器，运行人员通过上层SCADA系统监控全风场的所有风机。系统具备完善的风机状态监视、参数报警、数据记录、分析统计的功能，且系统具有开放的接口，各类风机的数据可无缝接入；另一方面风场监控风机的数量可弹性增加，满足风场多期建设的需求。

   系统的软件架构基于科远核心专利产品SYNCBASE实时数据库软件，所有数据采集至服务器数据库后，系统自动进行数据的记录、分析，并向各应用功能站提供画面显示、报警、分析、曲线、报表的应用支持，系统的软件架构如下：  

2、K.View SCADA的功能

   SCADA系统的软件功能以SYNCBASE实时数据库为基础，系统具备完善的数据采集、画面显示、参数报警、数据记录/追忆/统计、机组性能分析、报表、远程发布等功能。  

2.1 数据采集

   根据风场机组分布情况，系统推荐采用以太网采集风机的数据，较通用的协议包括：OPC协议或MODBUS/TCP，系统实时数据库具备与电气保护系统等各电力行业标准的数据采集协议接口。也可根据风机厂家的接口情况进行进一步的开发。另外系统可设置485、CAN、远程无线接口协议，方便风场内的其他设备数据接入。

   SYNCBASE实时数据库是整个系统的核心，是电厂生产运行的“黑匣子”，其存储容量和存储效率直接关系到数据采集的范围和精度。由于电厂生产过程数据海量、无序、精度要求高、带有时标，常见的关系型数据库不能很好地满足要求，所有选择实时/历史数据库是流程工业监控的常见的选择。SYNCBASE实时数据库具有每秒同时处理10000个更新数据点的能力，系统的数据标准的更新周期为1S，也可根据实际设备的情况进一步调整。  

2.2 监控画面显示

   系统的监控画面显示风场所有风机、电网线路、以及其他设备的运行情况，重要的运行工况画面通过一次击键调出，调出时间小于0.5S；调出任何一幅画面击键不超过三次，每幅画面能显示过程变量的实时数据和设备状态 ，这些数据和状态每秒更新一次，显示的颜色或图形随过程工况而变化。所供系统的画面数量、每幅画面能容纳多少图素以及每幅画面能容纳多少能实时更新和被控的过程点几乎不受限制，系统提供的标准画面显示，如风场总览显示、风机列表显示、趋势显示、成组显示、棒状图显示等标准画面显示。  

2.3 参数报警

   系统为每台风机单独设置一个报警记录、显示的缓冲区，任何该风机相关的报警发生后都进入该缓冲区，通过闪烁、声光等提示运行人员，系统地报警内容可在数据库中任意设置，包括：接点状态的变化，或模拟量、计算点、平均值、变化速率、其他变换值等等，可准确的分辨出状态的异常、正常或状态变化。若某一点越过预先设定的限值，则LCD屏幕显示报警。

   报警显示按时间顺序排列，新发生的报警显示在报警画面的顶部，每一个报警点可有至少4个不同的优先级，并用至少4种不同的颜色显示该点的TAG加以区分。

   报警可一次击键进行确认，在某一站上对某一点发生的报警进行确认后，则所有其它站上该点发出的报警也同时被确认。某一点发生的报警确认后，该报警点显示的背景颜色有变化。

   采用闪光、颜色变化等手段，区分出未经确认的报警和已经确认的报警

   当某一未经确认的报警变量恢复至正常时，将在报警清单中清除报警并由仍处于报警状态的其它报警点自行填补其位置空缺。若某一已经确认的报警再一次发出报警时，作为新报警再一次显示在报警画面的顶部。

   所有带报警限值的模拟量输入信号和计算变量，都分别设置“报警死区”以减少参数在接近报警限值时产生的频繁报警。

   在设备停运及设备启动时，有模拟量和数字量信号的“报警闭锁”功能，以排除误报警。可在操作员站上实施这一功能。启动结束后，“报警闭锁”功能自动解除。“报警闭锁”不影响对该变量的扫描采集。科远发电厂虚拟DCS仿真系统是以虚拟DCS技术为基础，继承和吸收了传统发电厂培训仿真机二十年的技术积累，是具有国际先进水平的新一代仿真系统。

   科远虚拟DCS仿真系统采用虚拟DCS完成控制仿真部分，具有完全的软件相似性，大大提高了仿真系统的逼真度，不仅可以提高运行培训的效果，而且可以用于热工维护人员的培训。另外，由于虚拟DCS具有与真实DCS相同的软件结构和数据接口，能够用于真实机组的数据分析和各类试验，大大扩展了传统培训仿真机的应用领域。

系统功能：

    ●运行培训

    由于控制系统的完全真实，科远虚拟DCS仿真系统具有的运行培训效果。而且可以在DCS供货之后，机组投运之前交付此项功能，为运行培训争取了佳时效。

    ●故障演练

   不仅能够演练传统的机电炉故障，而且能够模拟控制系统故障。

    ●维护培训

     具有与真实DCS完全一致的结构和功能，为热工维护人员提供了一个可以任意发挥的试验机，解决了DCS投运后热工维护人员不敢操作DCS、水平又提不高的困境。

    ●运行分析

     具有与真实机组相同的数据结构，能够复现真实DCS记录下的运行过程，提供了运行分析的平台。

    ●模拟试验

     由于系统的高逼真度，可用于控制优化和效率优化的研究，作零代价的破坏性试验。

    ●提高DCS产品的质量

     作为一家DCS供货商，虚拟DCS仿真系统使我们具有了向用户提供“经过动态调试”的DCS产品的能力。台塑公司于1985年成立电子组，与日本富士电机技术合作，从事中大型分散式控制系统（DCS）软硬件设计与制造，2004年台塑实现多元化发展策略，将富士电机DCS技术整体收购，成立台塑电子（宁波）有限公司，由日本、台湾经验直接移转到大陆，并培养大陆技术人员，达成制造本土化，就近服务客户。目前台塑DCS（富士DCS）广泛应用于钢铁、化工、纸业、学校、医院、汽电共生、发电厂等过程。

   富士电机1975年10月发布DCS系统，是上早研发出DCS系统的厂家之一。AX-2000集散控制系统是富士的第五代产品系统，是开放的新一代综合控制系统，智能可靠的Process I／O 单元同时也被横河的CS3000系统所采用。AX-2000系统具有良好的控制性能、实时灵活的通讯能力、直观清晰的人机接口，系统扩展方便，获得用户较高评价。

   纯低温水泥余热发电设备是将水泥生产的预烧成过程中产生的废气由余热回收锅炉进行热回收，再由蒸汽轮发电机进行发电的设备。设备能有效利用水泥生产线的废气、在节能的同时也对环保作出贡献。海螺集团作为中国大的水泥生产商，与日本川崎重工合作，在中国海螺宁国水泥厂4000t／d水泥生产线上应用纯低温余热发电技术，并获得了成功。海螺集团成为中国大陆纯低温余热发电的早应用和受益者。其中这套纯低温余热发电系统的DCS先进控制系统采用的是IX-2000控制系统。

1、纯低温余热发电技术概述

纯低温余热发电技术即在新型干法生产线生产过程中，通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量低品位的废气余热进行回收换热，产生过热蒸气推动汽轮机实现热能——机械能的转换，再带动发电机发出电能，并供给水泥生产过程中的用电负荷。

图1 纯低温余热发电能量流程图

2、纯低温余热发电系统构成和作用

图2 纯低温余热发电系统构成图

   两台余热锅炉，AQC锅炉和PH锅炉将水泥生产过程中随废气排放到大气中的热能吸收，产生压力为25Kg／cm2、温度为335℃－350℃、蒸发量为31.1t／h的过热蒸汽及二级低压饱和蒸汽并进入汽轮机，进行能量转换，拖动发电机向电网输送电力。PH锅炉为强制循环、烟气流向为水平、管程流向为垂直、管列形式为循排、传热管为光管、除灰装置为振打系统；AQC锅炉为自然循环、烟气自上而下、管程流向为水平、管列形式为错排、传热管为螺旋翅管、除灰装置为吹灰器。

3、项目概况：

3.1 项目基本情况

1995年8月国家计委与日本NEDO签订示范事业协议书

1995年10月川崎重工和宁国水泥厂签订协议1996年10月开工建设

1998年2月工程建设完毕，并于2月8日并网发电一次成功。

3.2 设计参数

设计装机容量: 6480kW

设计年发电量: 4087万kWh

设计吨熟料发电: 33.07kWh/t

3.3 实际运行

实际发电能力: 7200kW

05年实际年发电量: 5385万kWh

05年实际吨熟料发电: 36.38kWh/t

4、控制系统介绍

   整个余热发电装置的控制系统于1998年完成，至今系统仍在使用中。整个系统共有I/O点数 1200点，系统由ICS-2000冗余控制站1对，IOS-PC2000操作员站2台，IDS-PC2000冗余数据库站1对组成。现代电力产业

　　现代电力系统对于自动化及工业通讯的需求日益提高。在水电、火电、风电、核电以及热 电等电力领域发电、输变电、配网的过程当中，随着电力现场设备的增多，对于各种数据 采集与监控的要求也日益严格。传输数据量变得更大，速度也变得更快，不但数据的流量 及方向更需要有效控制与监测，数据处理能力也需要提高，更多部门需要了解数据传输的 状态，而对于抗恶劣气候环境的需求同样不可或缺。所有这都是为保障整个系统的安 全与效率。因而，实时性、可靠性以及性成为现代电力产业工业通讯网络的目标。

科动工业以太网解决方案

　1、科动系列管理型环网交换机因其功能强大、性能稳定，极为适合电力行业的应用需求。

　2、提供专业光电混合介质环网冗余功能，环网中断恢复时间在300ms以内，满足需求。

　3、针对电力监控系统现场接线密集的情况，科动的12、16以及24口多端口交换机大大简化 了系统的布局。

　4、大限度提高整个通讯网络的可靠性，交直流冗余电源设计避免了由于电源故障可能导致 的系统通讯中断。

　5、采用单模光纤可使两点之间距离达到15公里或更远，可选75-120公里长距离产品。

使用科动产品类型

　 - EICP_M 紧固型管理交换机

　 - EISX_M 紧固型管理交换机-宽温

　 - EISB_M 蓝锻精密型管理交换机-宽温

　 - EISC 可配置型交换机

　 - EIMC 迷你型接口转换器(宽温可选)

网络拓扑结构

　　 科动工业以太网管理型交换机所提供的双环网冗余方案，把主机，PLC和其 他控制器连接起来，通讯监控可在环网上进行。两环采用科动RapidRing? 快速环网技术，且通过科动的Trunking冗余技术互为备份。若是两环距 离较远，还可以考虑配以EIMC接口转换器用光纤联接。通过硬件方式发现通 讯故障，并自动在10ms内将数据流平衡到备份线路，保障系统通讯万无一失。 主机、PLC均采用冗余接法，即主备连接方式，这样便于在两个环间切换。摘  要：以秸秆和林业废弃物为主要原料的生物质发电技术，是充分利用可再生资源，大力发展循环经济的一种重要尝试。本文介绍贝加莱APROL DCS在黑山生物质发电厂中的应用。作者概述了生物质发电厂的工艺流程和系统需求，给出了基于APROL DCS的系统拓扑架构和配置，着重描述了该系统的各主要控制单元及其功能以及APROL DCS的冗余结构。该项目的设计和成功实施充分体现了B&R APROL系统对于复杂工艺过程的整体控制和适应能力。

关键词：APROL DCS；生物质发电技术；系统架构与配置；系统功能；控制单元