基于DCS的火力发电厂旁路控制系统的制作方法

本实用新型涉及发电厂系统控制技术领域，特别涉及一种基于DCS的火力发电厂旁路控制系统。

背景技术：

目前，火力发电厂旁路控制系统采用的PLC控制系统，分为三部分，第一部分为过程控制侧的PLC系统，数据的输入输出和过程控制逻辑都在PLC系统中，PLC系统通过操作员监控设备来控制主蒸汽设备和再热蒸汽设备的压力与温度，操作员监控设备采用触摸屏控制，操作过程中容易出现滑停、滞后等方面问题，操作不便。报警参数不全，难以实现全局监视。触摸屏一旦出现故障，整个系统失去监控，无法对整个系统进行控制，直接影响机组安全运行和机组启停。而且触摸屏操作站维护成本高，单套触摸屏外加内部控制程序，价格为38万，供货周期长。

第二部分为安全保护系统(SC40安全柜)，即当主蒸汽设备压力超压后，电磁阀失电，实现快速开启高旁阀；在机组运行过程中，能够试验高旁阀快开保护功能，确保在主蒸汽超压后，高旁阀正常快开，保护锅炉。

第三部分为油站控制系统，为旁路系统中的压力调节阀提供启闭所需的动力，但是油站运行数据不能远程监视，无历史趋势，仅有总故障报警，一旦设备出现故障，无法准确定位事故点，耽误抢修时机。

目前，PLC控制系统存在以下缺陷：

可靠性差，在机组运行过程中，当运行设备故障，检修过程中，由于无法直接有效干预控制逻辑，有效安全措施少，安全性降低，加大设备检修困难，一旦操作不当，会导致机组跳停；

控制逻辑优化困难，机组启停、运行过程中，控制维护方面，干预手段较少，对其内部参数的变化情况不清，控制逻辑不透明、不够开放。设备长期运行，物理状况、结构会发生变化，为配合整个机组运行需要，在主体控制策略不变情况下，可能需要对其进行修正，修改控制参数，由于其内部控制逻辑不透明，导致维护人员不敢轻易对控制逻辑进行修改。影响机组启停过程参数控制，效率下降；

现有PLC硬件设备(尤其是CPU)型号老旧，备件不足。控制逻辑不透明，技术服务费用高。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种基于DCS的火力发电厂旁路控制系统，该控制系统安全性高，便于集中管控、维护，且维护成本低。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种基于DCS的火力发电厂旁路控制系统，包括：多个操作员站、工程师站、历史站、交换机、第一控制站、第二控制站、高旁油泵设备、低旁油泵设备、高旁油站PLC控制箱、低旁油站PLC控制箱、安全柜、PLC阀门控制器、多个高旁阀、多个低旁阀，其中，每个所述操作员站、工程师站、历史站分别连接所述交换机的输入端，所述交换机的输出端分别连接所述第一控制站和第二控制站的输入端；

所述第一控制站的输出端分别连接所述高旁油站PLC控制箱和低旁油站PLC控制箱的输入端，所述高旁油站PLC控制箱的输出端连接所述高旁油泵设备的输入端，所述高旁油泵设备的输出端连接所述高旁阀的动力输入端，所述低旁油站PLC控制箱的输出端连接所述低旁油泵设备的输入端，所述低旁油泵设备的输出端连接所述低旁阀的动力输入端；

所述第二控制站的输出端连接所述PLC阀门控制器的输入端，所述PLC阀门控制器的输出端分别连接所述高旁阀和低旁阀的执行输入端，其中，所述安全柜连接所述高旁阀的保护输入端，所述安全柜接收每个所述操作员站的快开、快关指令，接收逻辑判断快开指令。

进一步，所述交换机包括第一主交换机、第一备交换机、第二主交换机、第二备交换机，所述第一主交换机、第一备交换机、第二主交换机和第二备交换机之间互相连接以实现冗余配置，所述第一主交换机的输入端分别连接每个所述操作员站、历史站、工程师站，所述第一备交换机的输入端分别连接所述每个所述操作员站、历史站、工程师站，所述第二主交换机的输出端分别连接所述第一控制站和第二控制站的输入端，所述第二备交换机的输出端分别连接所述第一控制站和第二控制站的输入端。

进一步，每个所述高旁阀和每个所述低旁阀均安装有阀门定位器，所述阀门定位器无线连接至所述操作员站。

进一步，每个所述高旁阀的输出端连接主热蒸汽设备，每个所述低旁阀的输出端连接再热蒸汽设备。

进一步，所述高旁阀和所述低旁阀还连接阀门反馈装置，所述阀门反馈装置将高旁阀和低旁阀的信息反馈至每个所述操作员站。

进一步，所述高旁油站PLC控制箱和所述低旁油站PLC控制箱采用的型号均是S7-200。

本实用新型的基于DCS的火力发电厂旁路控制系统，采用DCS系统控制，包括多个操作员站、第一控制站、第二控制站，操作员站能够同时监视和控制主蒸汽设备、再热蒸汽设备的运行情况，包括压力及温度，通过控制PLC阀门控制器来调节高旁阀和低旁阀启闭及启闭的开度，整个过程快速、简单、便于操作，避免了现有技术中触摸屏操作员站带来的弊端，提高了整个旁路控制系统的安全性，降低了维护成本；通过设置第一控制站和历史站，把高旁油站PLC控制箱和低旁油站PLC控制箱接入DCS系统进行集中控制，实现了远程监视，并且通过历史站记录历史趋势，一旦出现事故，能够准确定位事故点，不会错过最佳抢修时机；安全柜为整个控制系统提供了第二道保障，一旦出现紧急事故，安全柜可以直接控制高旁阀开启，以保障系统安全；高旁油泵设备和低旁油泵设备分别为高旁阀和低旁阀提供启闭所需的动力。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有的火力发电厂旁路控制系统的结构图；

图2为本实用新型的基于DCS的火力发电厂旁路控制系统的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述 术语在本实用新型中的具体含义。

DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)，在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的，包括操作员站和控制站。

控制站可实现从10ms～30S五种不同频率的过程控制.并实现报警处理、冗余处理、控制状态和备份状态管理、以及故障自动切换等功能。

如图1所示，为现有的火力发电厂旁路控制系统，该系统采用就地控制，不能集中控制，运行可靠性差，且采用触摸屏操作员站18控制，操作过程中容易出现滑停、滞后等方面问题，操作不便。报警参数不全，难以实现全局监视。触摸屏一旦出现故障，整个系统失去监控，无法对整个系统进行控制，直接影响机组安全运行和机组启停。

如图2所示，本实用新型实施例的一种基于DCS的火力发电厂旁路控制系统，包括：多个操作员站1、工程师站2、历史站3、交换机、第一控制站8、第二控制站9、高旁油泵设备12、低旁油泵设备13、高旁油站PLC控制箱10、低旁油站PLC控制箱11、安全柜17、PLC阀门控制器14、多个高旁阀16、多个低旁阀15，其中，每个操作员站1、工程师站2、历史站3分别连接交换机的输入端，交换机的输出端分别连接第一控制站8和第二控制站9的输入端，具体地，交换机包括第一主交换机4、第一备交换机5、第二主交换机6、第二备交换机7，第一主交换机4、第一备交换机5、第二主交换机6和第二备交换机7之间互相连接以实现冗余配置，第一主交换机4的输入端分别连接每个操作员站1、历史站3、工程师站2实现双向通信，第一备交换机5的输入端分别连接每个操作员站1、历史站3、工程师站2实现双向通信，第二主交换机6的输出端分别连接第一控制站8和第二控制站9的输入端实现双向通信，第二备交换机7的输出端分别连接所述第一控制站8和第二控制站9的输入端实现双向通信。

第一控制站8的输出端分别连接高旁油站PLC控制箱10和低旁油站PLC控制箱11的输入端，优选的，高旁油站PLC控制箱10和低旁油站PLC控制箱11采用的型号均是S7-200。

高旁油站PLC控制箱10的输出端连接高旁油泵设备12的输入端，高旁油泵设备12的输出端连接高旁阀16的动力输入端，每个高旁阀16的输出端连接主热蒸汽设备，低旁油站PLC控制箱11的输出端连接低旁油泵设备13的输入端，低旁油泵设备13的输出端连接低旁阀15的动力输入端，每个低旁阀15的输出端连接再热蒸汽设备。

具体地，每个高旁阀16和每个低旁阀15均安装有阀门定位器，阀门定位器无线连接至操作员站1，用于将高旁阀16和低旁阀15的位置信息上传至每个操作员站1。

具体地，高旁阀16和低旁阀15还连接阀门反馈装置，阀门反馈装置将高旁阀16和低 旁阀15的信息反馈至每个操作员站1。

第二控制站9的输出端连接PLC阀门控制器14的输入端，PLC阀门控制器14的输出端分别连接高旁阀16和低旁阀15的执行输入端，其中，安全柜17连接高旁阀16的保护输入端，安全柜17接收每个操作员站1的快开、快关指令，接收逻辑判断快开指令。

本实用新型的基于DCS的火力发电厂旁路控制系统，采用DCS系统控制，包括多个操作员站、第一控制站、第二控制站，操作员站能够同时监视和控制主蒸汽设备、再热蒸汽设备的运行情况，包括压力及温度，通过控制PLC阀门控制器来调节高旁阀和低旁阀启闭及启闭的开度，整个过程快速、简单、便于操作，避免了现有技术中触摸屏操作员站带来的弊端，提高了整个旁路控制系统的安全性，降低了维护成本；通过设置第一控制站和历史站，把高旁油站PLC控制箱和低旁油站PLC控制箱接入DCS系统进行集中控制，实现了远程监视，并且通过历史站记录历史趋势，一旦出现事故，能够准确定位事故点，不会错过最佳抢修时机；安全柜为整个控制系统提供了第二道保障，一旦出现紧急事故，安全柜可以直接控制高旁阀开启，以保障系统安全；高旁油泵设备和低旁油泵设备分别为高旁阀和低旁阀提供启闭所需的动力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。