魚應(yīng)用實(shí)例盆儀器儀表用戶文章編號: 1671-1041(2005)01-0042-02OpenProcess在熱電系統(tǒng)中的應(yīng)用吳濱(江南大學(xué)信息工程學(xué)院，無錫市214036)摘要:熱電企業(yè)的生產(chǎn)- -般是以供熱為主，發(fā)電為輔.熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能經(jīng)過對市場上的DCS系統(tǒng)全面的深入了解，我們選用了美國源.改薔環(huán)境、提高僕熱質(zhì)量.補(bǔ)充電力供應(yīng)等綜合效益。本文介紹了美國通用電氣公司的Open Process 開放型DCS系統(tǒng)來構(gòu)建控制系統(tǒng).通用電氣公司Open Process 開放型DCS系統(tǒng)在熱電自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)Open Process 系統(tǒng)是美國通用電氣公司近年推出一套DCS產(chǎn)品。它有兩個系列( PA30和PA70),包括軟件和硬件兩大部分。關(guān)鍵詞:熱電聯(lián)產(chǎn);雙爐排鏈條鍋爐: DCS: SAMA圖:機(jī)欄控制; 節(jié)硬件包括各種全金屬封裝的功能模塊; 提供物理安裝位置，內(nèi)置智約能源:環(huán)保能并行總線的背板:以及連接電纜。軟件基于Windows 2000,包括中國分類號: TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B用戶界面組態(tài)軟件( Plant Edition) 和控制策略組態(tài)軟件( OpenDesigner)。Open process's application in the通用電氣的這套DCS產(chǎn)品有其特色:它的硬件結(jié)構(gòu)簡單，功thermoelectricity plant能強(qiáng)大，工藝精良，穩(wěn)定性好，具備抗電磁于擾的能力，能在各種惡劣環(huán)境下工作。軟件則獲得微軟的認(rèn)證，保證其在WindowsWU Bin(Southern Yangtze University, School of Information2000下的性能最佳，可靠性最高。內(nèi)置大型數(shù)據(jù)庫SQL Server.軟件的使用界面類似微軟的ffie 200同時提供了大量的圖形元Technology, Wuxi 214036)素供組態(tài)使用:控制組態(tài)軟件界面類似Auto CAD,其中提供了一Abstract:Thermnoelectnicity plants'production is mostly to supply steam千多個控制功能模塊供調(diào)用，也有高級語言接口。while secondarily to generate electricily. Steam-electrcily combinedproduction has a synthetially beneft of saving energy, improving系統(tǒng)結(jié)構(gòu)envircnment, advance quality of steam-supply and supplementing實(shí)際項(xiàng)目中我們選用了PA30系列的DCS產(chǎn)品。按15-20%的electic power purvey. The application of Open Process DCS氽量配制l/o模塊，選用100M的交換機(jī)構(gòu)建了一個以太網(wǎng)，配置products of GE Fanuc Automation North Amerca, Inc. in thermoelectnicity sots automatic control system is introduced in this paper.了1臺工程師站、1臺操作員站。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。Key wordsteam-electnicity combined production; double-chain steamboilerDCS,SAMA char,fuzzy algorithmeconomize on energy:environmental protection1概述杭州市某熱電廠建于1993年，建廠初期的規(guī)模是1臺3St/h鍋爐和I臺汽機(jī)，經(jīng)過幾年的發(fā)展，目前已擁有8臺鍋爐;同時即將建立分廠。該廠以管理嚴(yán)格。技術(shù)先進(jìn)出名，在杭州地區(qū)，甚至在以上網(wǎng)浙江省都有一定的知名度。相應(yīng)地，該廠的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)都是比較高的。而投入自動控制系統(tǒng)如果不能明顯提高指標(biāo)，用戶是不會滿意的。這就要求我們在已經(jīng)很高的指標(biāo)上進(jìn)一步提高，具有觀場鈔韌站相當(dāng)?shù)碾y度。系統(tǒng)的控制對象是1臺75th的雙爐排鏈條爐和1臺汽輪機(jī)現(xiàn)場設(shè)備組。用戶提出實(shí)現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)必須具備可靠性高，界面友好，4.20mA信號使用方便，維護(hù)簡單，自動控制投入率高等特點(diǎn)。主要的模擬量控藥電俱可安柴器其它能按420mA控制儲號的設(shè)備制指標(biāo)如下:熱電租! 汽包水位土10mm*爐膛壓力土10Pa團(tuán)1 Open Process系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圜*主蒸汽溫度土5C工程師站和操作員站的硬件都使用了研華的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，主蒸汽壓力土0.05MPa安裝了微軟的Windows 2000 操作系統(tǒng)。操作員站置于鍋爐控制●除氧器壓力土0.5KPa室，安裝有界面組態(tài)軟件Plant Editin的操作員站版本。完成對同時要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以很方便地?cái)U(kuò)展，因?yàn)樗麄冊? 號爐投運(yùn)。除氧器液位土5mm現(xiàn)場數(shù)據(jù)的監(jiān)視、數(shù)據(jù)的查詢、報(bào)表的打印，并可以通過CRT.后還要繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模;所有的現(xiàn)場數(shù)據(jù)可以按照用戶要求的格鍵盤、鼠標(biāo)對現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)操。工程師站安放于一個獨(dú)立的式提供給該廠原有的MIS系統(tǒng)，并不允許為了完成此功能而增加控制室，安裝有界面組態(tài)軟件Plant Edition的工程師站版本，及控制的十施生喻了日 胡4B比所有功能外，工程師站還可額外的軟件或硬件投資。以修中國煤化工1. D的值等。:THCN M H G°通道模擬量輸入棋塊，收稿日期: 2004-09-21個8通電熱電時伙頭、通電的心法模塊、 1個8通道模擬量42 EIC Vol.12_ 2005 No.1歡迎光臨本刊網(wǎng)站htp://www.eic.com.cn儀器儀表用戶魚應(yīng)用實(shí)例盆輸出模塊、2個 16通道開關(guān)量輸入模塊、3 個16通道開關(guān)量輸出人機(jī)界面組態(tài)完成后，生成- -組工程文件.將其拷貝到操作員模塊?，F(xiàn)場信號通過相應(yīng)的I0模塊，經(jīng)過背板上的總線進(jìn)入現(xiàn)場站上，通過Plant Edition操作員站版本的軟件就可以運(yùn)行了?？刂普镜腃PU模塊，控制程序運(yùn)行于現(xiàn)場控制站的CPU模塊中，控制策略的組態(tài)需要使用Open Designer 軟件，Open輸出信號通過輸出模塊控制現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動控制?，F(xiàn)場控Designer的控制程序組態(tài)非常方便，是標(biāo)準(zhǔn)的SAMA圖組態(tài)。以制站和監(jiān)管站之間通過以太網(wǎng)聯(lián)接。這樣的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了分散控制以汽包水位為例，根據(jù)我們的控制策略將要使用的功能模塊拖放到圖降低控制風(fēng)險，集中管理以提高管理效率的思想。中，然后依照邏輯關(guān)系連接各模塊的輸入和輸出端，即可構(gòu)成一張汽包水位控制的SAMA圖，如圖3所示。3系統(tǒng)功能整個控制系統(tǒng)的功能可按邏輯分為數(shù)據(jù)采集(DAS). 模擬量控制(MCS).順序控制(SCS). 爐膛安全監(jiān)控(FSS). 汽輪機(jī)保護(hù)(ETS)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)貴對各種類型的現(xiàn)場信號進(jìn)行采集、處理、顯示，存儲和提供查詢、報(bào)表功能。模擬量控制實(shí)現(xiàn)汽包水位的控制、爐膛壓力的控制、主蒸汽溫度的控制、主蒸汽壓力的控制、除氧器壓力的控制、除氧器液位的控制以及凝汽器后蒸汽溫度的控制。順序控制則實(shí)現(xiàn)各種輔機(jī)和閥門的程序啟停和機(jī)組的連鎖保護(hù)。爐膛安全監(jiān)控的主要功能是保證鍋爐燃燒系統(tǒng)的安全運(yùn)行，發(fā)生故障時執(zhí)行預(yù)定的保護(hù)邏輯。ets 完成汽輪機(jī)的跳閘保護(hù)功能，并使系統(tǒng)能在機(jī)組的各種運(yùn)行工況下正確、連續(xù)、安全運(yùn)行。4功能的實(shí)現(xiàn)我們使用Plant Edition 軟件組態(tài)開發(fā)了人機(jī)界面，PlantEdition可完成流程圖、趨勢圖、控制操作面板、報(bào)警、報(bào)表、總貌、歷史記錄、診斷畫面等的組態(tài)。它提供了豐富的圖庫和大量的實(shí)用控件，數(shù)據(jù)庫更可自動生成，大大提高了組態(tài)效率;并可提供圖3用Open Process策略組態(tài)軟件做的汽包水位控制SAMA圄在線幫助、自建文檔、標(biāo)準(zhǔn)C語言編程等手段.應(yīng)用軟件的生成簡常規(guī)的控制算法，SAMA 圖編程就足夠了，但是對于熱電行捷而直觀。業(yè)，往往還需要使用其他的控制方法。在本項(xiàng)目中，由于順序控制現(xiàn)場數(shù)據(jù)的獲取非常簡單，只需要定義端口、設(shè)備和點(diǎn)即可。的存在，我們還使用了梯形圖編程;燃燒控制采用模糊控制算法，端口的定義包括物理設(shè)備和協(xié)議的選擇;設(shè)備組態(tài)則是指明現(xiàn)場控該算法用高級語言實(shí)現(xiàn)比較容易，我們使用了C語言編程。Open制站的型號;點(diǎn)需要確定-一個名稱以及對應(yīng)的IO模塊的通道。定Process 對這些編程方法都提供了很好的支持。義完成后就可以通過點(diǎn)的名稱來獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)?？刂撇呗越M態(tài)完成后通過網(wǎng)絡(luò)下載到現(xiàn)場控制器中，在系統(tǒng)運(yùn)在本項(xiàng)目中，我們利用Plant Edition 提供的圖形元素和控行過程中控制算法在現(xiàn)場控制器中完成，完全不受工程師站或操作件，生成了幾十張界面，包括系統(tǒng)總貌、分系統(tǒng)流程圖、實(shí)時數(shù)據(jù)員站的影響。表、趨勢圖、控制棒圖、相關(guān)棒圖、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)查詢、屏幕操作等等。圖2所示是其中的一-張流程圖界面。 友好的界面既方便用5實(shí)施結(jié)果戶監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況，也提高了操作人員通過DCS系統(tǒng)操作現(xiàn)場該熱電廠7號爐DCS控制系統(tǒng)已于2003年7月份完成，運(yùn)行設(shè)備的效率。至今，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，用戶反映良好。同年的8月份，該熱電廠8號爐DCS控制系統(tǒng)開始實(shí)施。由于Open Process 所具有的先進(jìn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，原7號爐的DCS系統(tǒng)可以很方便地?cái)U(kuò)展，將8號爐納入系統(tǒng)內(nèi)。這既降低了用戶的投資，也縮短了開發(fā)時間，給用戶創(chuàng)造了直接的經(jīng)濟(jì)效益。目前我國熱電系統(tǒng)的自動化程度與發(fā)達(dá)國家相比還有一-定的差距，為了實(shí)現(xiàn)熱電系統(tǒng)的自動化運(yùn)行，業(yè)內(nèi)的科研人員做了大量的工作，也在理論研究和實(shí)際應(yīng)用中取得了-定的成果。江南大學(xué)信息工程學(xué)院和無錫隆達(dá)網(wǎng)絡(luò)與自動化研究所從1995年起從事熱電控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，期間經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)控制的三個發(fā)展階段:采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)，采用PLC實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)，到目前的DCS系統(tǒng)。我們獲得了大量的實(shí)際數(shù)據(jù)，積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，也在理論研究上取得了一定的成果。為熱電自動化事業(yè)貢獻(xiàn)了-份力量，我們也愿意與廣大的同行-一起為我國的自動化事業(yè)共同努力。@圍2用Open Process 界面組態(tài)軟件做的流程圖示例參考文獻(xiàn)Plant Edition 內(nèi)置了功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQL Server, 所[1]田子平.大型鍋爐裝置及其原理。上海交大出版社，1997有的現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)都可以通過簡單的組態(tài)保存到數(shù)據(jù)庫中。Plant[2](中國煤化Iser's Guide. 2002Edition的報(bào)表是通過Excel 軟件來實(shí)現(xiàn)的，為了簡化軟件環(huán)境，我們使用Delphi開發(fā)了一個ActiveX控件，直接訪問SQL Server作者簡介:fH一黨工作。地址:無錫市惠河路170號C NM H Gi:wbin 19s com數(shù)據(jù)庫，提供各種報(bào)表的打印。作者聲明:自愿將本文稿酬捐為“儀器儀表用戶雜志愛心助學(xué)基金”歡迎訂閱歡迎撰稿歡迎發(fā)布產(chǎn)品廣告信息EIC Vol.12 2005 No.1 43.