热电联产
LN2000在聊城热电改造项目中的应用

    概述:华能聊城热电有限公司#5机组在2003年投产到现在已经运行了10年以上,原有控制系统已经不满足目前机组安全运行的需要,DPU过热、离线重启等问题严重,DCS控制系统的改造已经是迫在眉睫。华能聊城热电有限公司经过反复选择,咨询斟酌最终选择了LN2000控制系统作为和利时的替代产品,经过半年多的稳定运行,LN2000控制系统充分得到了现场的认可。


一、工程现状

华能聊城热电厂#5机组(140MW)热控系统,原设计:DCS控制系统为和利时MACS Ⅱ分散控制系统;汽机调节系统为数字电液调节系统,DEH控制系统为新华公司的XDPS系统,DCS与DEH通过硬接线及通讯方式联接。运行人员通过DCS、DEH系统的操作员站,实现对机、炉热力系统及设备的监视和操作。#5、6机组公用系统DCS同为和利时MACS Ⅱ分散控制系统,有1个控制站,2台冗余的服务器,未设置独立的工程师站和操作员站上位机,与#5、6机DCS通过网络交换机实现通讯,#5、6机组DCS通过切换域来实现对公用DCS系统的监视和操作。

#5机组分散控制系统有10个控制站(包括#5、6机公用系统),主控单元和模块端子柜采用集中布置,系统共布置10对冗余的主控单元、2台冗余的服务器、2台工程师站,5台操作员站。各控制单元设备分配如下;

1)#10站:汽机主汽、再热汽、抽气系统及冷却水、循环水系统

2)#11站:汽机凝结水、疏水、真空系统及汽机油系统

3)#12站:给水系统和炉主汽、再热汽系统控制设备

4)#13站:机组排污、吹灰系统及炉主汽、再热汽系统DAS等

5)#14站:SOE、FSSS功能及风烟油系统    

6)#15站:锅炉烟风系统

7)#16站:机组CCS功能及制粉系统、磨油系统

8)#17站:机组发电机变压器组、高压厂用变压器、6KV厂用电等电气系统

9)#18站:低压厂用变压器、直流电源、UPS监视等电气系统

10)#19站:机组启备变、低备变及空气系统等公用系统

 

二、分散控制系统介绍

聊城热电#5机组改造以后选了安全、可靠、先进、开放,有丰富工程经验的LN2000分散控制系统。LN2000    控制系统是一种模块化的基于现场总线的新一代过程控制系统,继承和发扬了传统DCS和PLC的优点,将两者的功能有机结合在一起,充分体现了全集成自动化的特点,使得系统应用范围更广阔,是一种适用于现在、面向未来的开放型控制系统。并且吸取了国内外各个DCS系统的优点,应用软件更贴近注重实际的应用,系统操作简易、维护方便。

LN2000 DCS具有合理的系统结构,功能强大、丰富的控制软件,充分体现现代意识的简洁操作界面和得心应手的组态及维护工具,以及开放的外部通讯接口等几个特点。

1.系统结构合理、可靠性高

LN2000 DCS采用多处理机的方式,分布式数据库在多处理机之间通过可靠的冗余通信网络连为一体,实现了分散控制,集中管理。

系统采用两级通信网络:实时数据网和CAN现场总线网络,。实时数据网采用无服务器对等网络结构,负责各功能节点(包含过程控制站节点、操作员站节点、工程师站节点等)间实时信息和命令的通信。实时数据网采用以太网协议并采用冗余配置,通信速率为100M,满足了高速、可靠、开放的工业控制计算机网络要求。CAN现场总线负责一个过程控制站与其下层各I/O模块之间的通信,也采用冗余配置,过程控制站与I/O模块之间的通信采用主从方式,使通信更加可靠。

系统采用模块化结构,智能化体系,可靠性高。通过技术创新,采用冗余、容错等技术,局部故障不会影响整个系统工作,确保可靠性。控制站采用低功耗CPU,无须风扇换热,极大的延长了使用寿命,提高了工作的稳定性。冗余控制站之间实现了进程级监控,可靠性高。智能I/O模块采用采用低功耗元器件,模块化结构封装,减小灰尘腐蚀,克服了插件式结构的缺点。热电偶模块内自动实现冷端补偿,线性化处理,可实现零点、增益的自动校准,避免了漂移现象。

为防止通信堵塞,提高网络的通信效率,以及最有效地利用信息传输中的每一信息字节,使用了例外报告技术和信息打包技术。数据广播采用独创技术,双网同时广播,实现了网络流量的均衡控制,避免了网络广播“风暴”现象。

2.功能强大、丰富的控制软件

LN2000系统设计了各种各样的控制算法块,这些算法块的外部特性清楚,小块、中块、大块合理结合,非常有利于组成透明结构的控制策略,使工程师能够利用外部连接的方法确定逻辑关系,给组态、调试等工作创造了方便的条件。

LN2000控制算法块有如下特点:

控制算法块采用独创的、科学的自动排序算法,消除了传统DCS算法块按组态顺序运算有可能造成控制逻辑紊乱的弊端。

算法块结构简单,功能一目了然,容易理解和掌握。

图形化组态,可根据逻辑要求选用相应的算法块来构成相对应的控制策略。

操作命令采用点对点方式直接发给算法块,操作可靠,自动实现主备站之间的备份。

3.充分体现现代意识的简洁操作界面

对现场生产过程实时监控是操作员站的主要任务。LN2000系统用于运行监控的软件主要是系统管理(STARTUP)、监控画面(OPTVIEW)、报警(ALARM)、趋势(TREND)、自诊断(SELFTEST)等。操作员可以通过这些软件准确、快捷、方便地监视控制生产过程。

监控画面以人性化为出发点,充分考虑操作员的操作习惯:

(1)自动导航可一次切换到需要的画面

(2)层次清晰、布局合理、显示醒目

(3)最大限度的容错、重要操作提示

(4)监控画面上实时数据的刷新周期为0.5秒

(5)快捷的反应

趋势显示是一种非常重要的工业过程分析工具。趋势程序提供了一整套趋势功能,并且可以由操作员对趋势功能特性进行设在LN2000系统中,任何数据点都可以建立实时趋势,实时趋势可以和历史趋势无缝隙对接,用户可以打开多个趋势窗口。

实时报警的功能是将实时数据中的报警点显示在报警栏中。并有各种过滤条件,可以将符合过滤条件的报警滤出。

自诊断软件用来监视整个DCS系统中从上位的操作员站、工程师站到下位的过程控制站、CAN网、模块、数据通道的所有状态,以图例的方式清晰地显示出站是否在线、站网络的通断、过程站的主备站状态、CAN网的通断、I/O模块通道的好坏等,为用户掌握系统运行状态提供充足的实时信息。自诊断功能可以将故障定位到每个通道,这使使用者可以方便得对系统进行维护。

4.得心应手的组态及维护工具

组态软件承担着系统设计、现场调试、系统维护等一系列功能。为了适应多样和复杂的过程控制的需求,组态软件要具备设计理念新颖、操作灵活、简单易用等特点。尤其是友好的界面,能使工程师进一步发挥智慧,把系统设计得更加合理和先进。

LN2000组态软件有下列特点:

(1)节省工程设计时间,提高工作效率

DATABASE允许工程师利用模板从微软的EXCEL表格直接导入数据,形成完整的共享系统数据库。DATABASE、 SAMA 、GRAPHIC全部在图形化的方式下进行,同时使用拷贝、粘贴等编辑功能,减少了组态工作量,进而节省了工程时间。

(2)在线修改参数简单易行,调试方便

DATABASE、 SAMA组态了系统所有控制策略,而在调试过程中,软件工作在在线方式下,可以监视所有数据点和算法块的实时数据,如果需要修改其中的某个参数,只需打开其属性对话框进行修改,然后点击“确定”,一切就自动完成了。

(3)在线下装LN-PU控制策略,安全可靠

如果控制策略需要进行改变,可以使用DATABASE、 SAMA软件离线组态,然后在线下装到备站,此时修改的控制策略并没有立即执行,进行主备站切换,修改后的控制策略得以执行。如果发现修改后的控制策略有问题,可以再次进行主备站切换,恢复到原来状态,确保安全。

(4)控制算法组态软件直接得到工程图纸

减少了从控制策略设计到工程实现中的环节,还可以用于现场的调试及参数的整定等,这样就能大大缩短现场的开工调试时间和减少重复性的工作。

(5)开放的通讯接口

随着信息技术发展,分散控制系统已经不再是一个孤立的控制系统,而逐渐成为开放的系统。系统的开放性主要体现在与其它系统接口方面。LN2000系统提供各种接口,如与厂级信息监控系统(SIS)的接口、与管理信息系统(MIS)的接口等,接口可以采用标准的OPC协议、MODBUS协议,也可以采用客户订制的非标准的协议。


三、工程应用

1.硬件配置

由于此次改造大修工期只有20天时间,时间紧任务重,为缩短施工时间,降低改造强度,故而在设计时保留原有机柜不拆除,原有电缆不拆把,在现有机柜基础上更换DPU和卡件。目前聊城热电#5机组DCS采用的控制系统原为和利时的控制系统,其系统硬件结构如下:控制柜的顶端为双DPU,下部为模块化结构,标准机柜尺寸为2175*800*650;LN2000控制系统机柜内部结构与和利时相似,机柜标准尺寸为2260*800*600。和利时系统AI、RT、TC、DO模块的通道数与LN2000系统一致;AO模块的通道数为8个是LN2000系统的2倍,DI模块通道数为16个是LN2000系统的4/3倍;目前#5机组机柜内最多的卡件数量为42块,LN2000系统每个机柜最多布置模块数量为54块。和利时系统柜内卡件布置正面为3列,LN2000系统柜内卡件布置为2列。在做系统配置时,尽量保证原有卡件位置不动,在增加卡件和调整卡件位置时,尽可能将上方卡件配置到机柜下方,避免了电缆长度不够的问题,通过认真细致的工作将卡件布置到了最合理的位置,尽可能的减少了电缆对接情况。

在工期紧的情况下,为了减少工程的工程量和出错率,在出厂前将DPU、模块、电源做测试后到现场安装。对现场的改造做如下的方案:

(1)在做系统配置时需考虑原有接线长度问题,在卡件布置时尽可能遵循原有卡件的布置位置,需要做更改的将上方卡件移动到下方,DO卡件尽量布置到机柜顶部,这样就可以避免了电缆长度不够的问题。

(2)系统采用3对24口交换机,其中#5机组两对,公用系统一对。#5机组2对交换机,其中一对为根交换机,#10DPU、#11DPU、各操作员站与工程师站以及子交换机的数据交换由根交换机实现;另外一对为子交换机,#12~#19DPU之间的数据交换由子交换机实现,子交换机通过网线与根交换机相连。公用系统交换机采用单独的网关,与两台机组相连,两台机组均可以对公用系统进行监控和操作。

(3)系统施工时,原控制系统机柜不动,将原模块上的电缆拆下后做好标记。将原控制系统的DPU和电源及模块更换为LN2000的系统。

(4)将做标记的电缆直接接入到新的卡件中。

(5)根据原系统的软件组态进行LN2000系统的逻辑、画面进行组态。

(6)进行单体及整个系统的调试,完成各种实验,投入运行。

1.png


2.软件组态

由于是改造机组,所以原有逻辑与画面风格尽可能保持一致,在充分尊重了运行人员操作习惯基础上确定了画面的数量及风格。由于控制器的数量与分配方式与和利时系统依然有少量差别,在与热工人员反复讨论以后,做了部分调整及优化,将先进的控制理念和思路加入到了逻辑组态中,使得控制过程响应速度更快,控制精度更高。

画面数量及风格

1)锅炉侧画面:

    吹灰系统,吹灰顺控,风系统,风粉在线,锅炉给水,锅炉连锁,锅炉系统,空预器油,炉电机挂牌,炉阀门挂牌,炉阀门集控,灭火保护,磨煤机油,燃烧系统,热力系统,送引风机油,烟系统,再热系统,主汽系统,制粉系统,主再热器,汽包参数,协调控制, 排污疏水。

2.png


2)汽机侧画面:

EH油系统,本体测量,抽汽辅汽,低加疏水,辅机监控,高压加热器,给水泵1,给水泵2,机侧连锁,机电机挂牌,机阀门挂牌,机阀门集控,机润滑油,凝器真空,发电机监视,汽机系统,汽机疏水,凝汽系统,汽水系统,轴封蒸汽,轴承温度,给水除氧,循环泵房,循环水系统,工业水系统。



3)电气侧画面

UPS系统,厂用电系统,电光字牌1,电光字牌2,电光字牌3,电气系统,发变组系统,励磁系统。

设备颜色显示

1)电动门:

阀门外形显示如图所示:

4.png

阀门不同状态对应的颜色分别为:阀门全开为红色

阀门全关为绿色

阀门停电和中间位置为黄色

阀门故障为灰色(开关全部存在)

阀门在开过程为红色闪烁

阀门在关过程为绿色闪烁


2)动力设备:

5.png

设备不同状态对应的颜色为:设备运行为红色

设备停止为绿色

设备停电为黄色

                                                                            

3)调节门

外观如图。

6.png

调节门分手动/自动两种方式,手动方式对应的颜色为红色,自动方式对应的颜色为绿色。

一、弹出窗口

1)电动门

7.png


操作窗口左上角“挂牌”,为电动门检修位。操作方式:点动翻转。挂牌后在流程图设备图形上显示

如图

8.png

“确认”为阀门操作失败确认按钮。阀门全开状态时在打开按钮右侧显示红色窗口;全关时在关闭按钮右侧显示绿色窗口。

2)电动门(中间停止)

9.png


     挂牌为检修位;确认为消除“操作失败”显示,阀门全开对应右侧窗口为红色,全关对应右侧窗口为红色;停止按钮按下,阀门停在当前位置。右下角为阀门开关允许状态显示

 

4)电动门(带反馈)

10.png

  挂牌为检修位,确认为消除操作失败显示,“开”“关”“停”对应输出指令。棒状图对应阀门开度显示,绿色数据点对应开度反馈数字显示;右下角显示阀门开关允许状态。

5)  调节门

11.png

MAN 为手动按钮,AUTO为自动按钮,文字显示为当前处于手动/自动状态。PV 为自动状态下测量值,SP 为设定值。手动状态下:OUT 为输出指令,FB为反馈指示。中间柱状图分别为各数据点的图形显示。下端按钮左侧为自噢能够状态下设定值输入按钮,右侧按钮为手动状态下指令输入按钮。另带有手动数字键盘,如图

12.png

6)  动力设备

14.png

  挂牌为设备检修位,确认为消除“操作失败”指示;设备运行时“启动”右侧窗口显示红色,停止时“停止”右侧窗口显示绿色。挂牌后挂牌状态显示在设备画面上,如图

15.png

Copyright © 2017 国民彩票找不到了         鲁ICP备474232371号 

在线
客服

在线客服

选择下列客服马上在线沟通:

公司
电话

公司服务热线: 0534-86045090
0534-86045090

关注
微信

关注官方微信
顶部