循环流化床机组分散控制系统的设计与实现

论文摘要

火力发电机组在正常运行中应能快速满足外界负荷变化的需要并能参与电网调频。一般50MW及以下机组的自动化水平比较低,不能满足目前电网需求和保证机组安全经济运行。随着计算机技术的迅猛发展,发电机组的自动控制系统逐渐向分散控制系统(DCS)发展。管理的集中性和控制的分散性这一需求,推动了分散控制系统的发展,其实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种控制技术。分散控制系统是纵向分层、横向分散的大型综合控制系统。它以多层计算机网络为依托,将分布在全厂范围内的各种控制设备和数据处理设备连接在一起,实现各部分信息的共享和协调工作,共同完成各种控制、管理及决策功能。本文论述利用现代计算机技术设计与实现枣庄南郊热电厂循环流化床(CFB)机组分散控制系统。文中根据作者的实际工作,主要从针对系统的总体性能和可靠性而采用的两级冗余网络模式、系统的体系结构、控制方案与控制策略、数据的管理与设计和网络交换技术等方面对系统的设计和功能实现进行了详细论述。本文深入分析了机组的控制策略及其实现方式,针对枣庄南郊热电厂循环流化床机组测点多、控制复杂的特点,研究设计一套计算机分散控制系统,该系统共有各类测点近3000点。系统前端的输入/输出(I/O)部分采用环型现场总线(CAN)智能模块,控制站采用1:1冗余热备方案,设运行人员专用操作站,工程师维护工作站,以及历史数据站。网络结构采用双100Mbps主干以太网和CAN网。顶层为工程师站、操作员站;中间层为分布式冗余现场控制站(DPU),它处于主干网和现场总线网之间;底层为分散的智能I/O模块。本文所进行的工作表明,该DCS具有功能强、结构先进、性能稳定、性价比高等优点,系统的投运对于提高机组安全、稳定、经济运行水平起到重要的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内火电厂分散控制系统应用现状
• 1.3 循环流化床机组的控制方案
• 1.4 枣庄南郊热电厂1号机组技术状况
• 1.5 本机组控制方式简介
• 1.6 论文研究的内容和主要工作
• 第二章 分散控制系统体系结构
• 2.1 分散控制系统组成及结构
• 2.2 运行总线
• 2.3 输入/输出总线
• 2.4 IP地址分配
• 2.5 软件基础设计
• 第三章 机组控制方案与策略
• 3.1 控制子系统功能定义
• 3.2 主汽温度控制子系统
• 第四章 系统软件构架
• 4.1 组态软件的构成及功能
• 4.2 监控软件的构成及功能
• 4.3 实时控制软件的构成及功能
• 4.4 通信软件的构成及功能
• 第五章 数据采集与数据管理
• 5.1 数据采集流程
• 5.2 数据结构设计
• 5.3 数据库构成
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢