一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统，该信息采集系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的单元机组控制子系统、辅助控制子系统、具有访问控制功能的网络设备、物理隔离装置和信息系统功能站组成，所述的信息系统功能站通过物理隔离装置连接具有访问控制功能的网络设备，具有访问控制功能的网络设备下挂单元机组控制子系统和辅助控制子系统。通过在机组DCS及辅控DCS之上建立基于厂级DCS网络的统一信息采集平台，通过厂级DCS网络进行信息采集；同时，并将火电厂系统中的监控功能和信息采集功能分离开来，使火电厂生产控制系统信息安全防护体系的安全分区边界更加清晰，可更好地确保通信安全。
【专利说明】一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及火力发电厂信息采集领域，尤其是涉及一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统。
【背景技术】
[0002]火力发电是利用燃料燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。现存的火力发电厂采用的控制技术是由分布式控制系统DCS实现单元机组主控，由DCS或可编程逻辑控制器PLC实现辅助系统控制。现存的火力发电厂采用的信息采集系统是由监控信息系统SIS分别对各单元机组控制系统和辅助控制系统进行信息采集，且监控信息系统SIS中还包含了一部分控制系统的功能，从而造成本该是单向传输的信息系统变成了双向传输，这样便会存在因实现优化控制功能而影响网络通信安全的问题，相关专业部分的管理职能和责任难以划分。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种使火电厂生产控制系统信息安全防护体系的安全分区边界更加清晰，可更好地确保通信安全的火力发电厂主辅控一体化信息采集系统。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
[0005]一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统，其特征在于，该信息采集系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的单元机组控制子系统、辅助控制子系统、具有访问控制功能的网络设备、物理隔离装置和信息系统功能站组成，所述的信息系统功能站通过物理隔离装置连接具有访问控制功能的网络设备，具有访问控制功能的网络设备下挂单元机组控制子系统和辅助控制子系统。
[0006]优选的，该信息采集系统包括用于进行系统数据采集和存储的数据服务器，该数据服务器与具有访问控制功能的网络设备连接。
[0007]优选的，所述的具有访问控制功能的网络设备为带路由功能的交换机或防火墙设备。
[0008]优选的，所述的具有访问控制功能的网络设备设有两个，两者之间为冗余设置。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的主辅控一体化信息采集系统，通过在机组DCS及辅控DCS之上建立基于厂级DCS网络的统一信息采集平台，通过厂级DCS网络进行信息采集；同时，并将火电厂系统中的监控功能和信息采集功能分离开来，使火电厂生产控制系统信息安全防护体系的安全分区边界更加清晰，可更好地确保通信安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011]图2为单元机组控制子系统的结构示意图；[0012]图3为辅助控制子系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0014]实施例
[0015]如图1所示，一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统，该信息采集系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的单元机组控制子系统8、辅助控制子系统9、具有访问控制功能的网络设备1、物理隔离装置7和信息系统功能站10组成。信息系统功能站10通过物理隔离装置7连接具有访问控制功能的网络设备I，具有访问控制功能的网络设备I下挂单元机组控制子系统8和辅助控制子系统9。单元机组控制子系统8、辅助控制子系统9的信息均传递到厂级DCS的网络中，信息系统功能站10直接从厂级DCS的网络中采集系统信息。信息系统功能站10 —般为工控机或者PC机。物理隔离装置7主要起隔离作用，使得信息系统功能站10只能采集信息，不能向DCS网络发送信息。
[0016]该信息采集系统包括用于进行系统数据采集和存储的数据服务器4，该数据服务器4与具有访问控制功能的网络设备I连接。数据服务器4也存储各系统的信息，同时，信息系统功能站10也可以通过提取数据服务器4上的信息来实现系统信息采集。
[0017]具有访问控制功能的网络设备为带路由功能的交换机或防火墙设备。本实施例选用两个交换机(厂级交换机A和B )，两者之间为冗余设置。
[0018]如图2、图3所述，火力发电厂主控(单元机组控制子系统8)包括单元机组DCS及其内部集成的控制功能，如汽轮机数字电液调节、汽机旁路控制、吹灰控制、烟气脱硝、脱硫控制等；火力发电厂辅助控制子系统9 (公用及辅助车间控制子系统)包括公用及辅控网络及其所联的控制功能，如输煤控制、除灰控制、水系统控制、空压站控制、脱硝/脱硫公用系统控制等。
[0019]另外，本实用新型还可以包括厂级DCS的控制部分，厂级DCS网络及其所联主控、辅控系统共同构成监控范围覆盖整个火力发电厂的分布式控制系统，基本的过程控制功能均在DCS控制器中完成，与现有技术相同；厂级DCS网络则作为全厂统一的网络平台，通过设置各种功能站集中完成上层的监视、操作、系统组态调试等功能。控制部分内容包括:
[0020]1、设置厂级工程师站2，通过厂级DCS网络完成全厂主控和辅控系统组态调试工作；
[0021]厂级工程师站是设置在厂级DCS网络上、用于完成整个火力发电厂主辅控一体化监控系统软硬件组态的操作平台，具备火力发电厂主控及辅控系统工程师站全部功能，能通过厂级DCS网络对主控及辅控系统进行配置和组态调试等。
[0022]2、设置全功能操作员站3，通过厂级DCS网络完成对单元机组及公用系统中任一设备或子系统的监视和操作；
[0023]全功能操作员站是设置在厂级DCS网络上、供值班操作员用于完成整个火力发电厂主辅控状态及参数监视和干预操作的平台，具备火力发电厂主控及辅控系统操作员站全部功能。
[0024]3、设置数据服务器，通过厂级DCS网络完成对单元机组及公用系统中特定实时数据和历史数据的采集和存储，并利用共享的主辅控系统监控信息提供数据服务；[0025]数据服务器是设置在厂级DCS网络上、用于厂级DCS网络相关数据采集及存储、根据需要完成数据格式或协议转换等；有必要时，可由厂级工程师站兼任数据服务器的功能。
[0026]厂级DCS网络为各类厂级优化控制功能站的设置提供了基础；这些功能站包括:
[0027]智能设备管理功能站5 (根据需要配置)，安装有智能设备信息采集及管理功能软件的工作站。主辅控系统中采用了现场总线智能设备(包括HART设备)时，用于实现基于全厂控制系统底层设备数字化信息的高级智能监控、智能保护和智能管理任务。
[0028]优化控制功能站6 (根据需要配置)，安装有机组优化控制功能软件的工作站(也为现有技术)。用于完成厂级性能计算，并在此基础上实现机组优化控制功能，例如针对全厂最大出力、全厂最高效率、全厂最低排放、全厂最佳经济性等优化目标选择并实施优化控制策略。所述厂级优化控制功能站运行的优化控制功能软件可以是由多个优化控制专家系统供应商提供的。
[0029]上述控制部分和信息采集部分适用与通过建立厂级DCS网络对火力发电厂主辅控系统实现一体化监控，完成控制平台整合及实现跨系统交互操作。为了更好地对本系统进行说明，针对基于厂级DCS网络的火力发电厂智能设备管理进行实施例描述:
[0030]主辅控系统中采用了现场总线智能设备(包括HART设备)时，厂级DCS网络上的智能设备管理功能站采集各控制系统底层设备的数字化信息；智能设备管理功能站对智能设备状态信息进行汇总、比较、分析等处理；将设备状态异常及报警信息发送到对应控制系统，实现事故预判及对异常设备的重点监视，完成高级智能监控、智能保护任务；将设备故障信息发送到电厂管理信息系统，实现故障处理及设备更换、备品备件采购及管理等智能管理任务。
[0031]所述火力发电厂系统中设置有多台单元机组时进行基于厂级DCS网络的火力发电厂主辅控一体化监控:
[0032]本系统还可以实现机组群优化或集群优化控制，包括:各单元机组主控系统、辅控系统过程参数及主辅机设备状态信息通过厂级DCS网络汇集到优化控制功能站；
[0033]完成厂级性能计算，并在此基础上针对全厂最大出力、全厂最低排放、全厂最佳经济性等优化目标选择并实施优化控制策略；
[0034]将所述控制优化结果下发到相应单元机组DCS控制器中，改变相关设定值和设备状态，从而自动实现优化控制目标。
[0035]在所述火力发电厂系统中设置有多台单元机组时，厂级DCS网络上任一全功能操作员站在关闭发操作指令功能后，保留显示、报警等功能，能显示所有相关单元机组及公用辅助系统的过程参数、趋势曲线、设备状态、报警信息等，可作为值长站使用。
[0036]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统，其特征在于，该信息采集系统主要由通过工业以太网联接形成厂级DCS网络的单元机组控制子系统、辅助控制子系统、具有访问控制功能的网络设备、物理隔离装置和信息系统功能站组成，所述的信息系统功能站通过物理隔离装置连接具有访问控制功能的网络设备，具有访问控制功能的网络设备下挂单元机组控制子系统和辅助控制子系统。
2.根据权利要求1所述的一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统，其特征在于，该信息采集系统包括用于进行系统数据采集和存储的数据服务器，该数据服务器与具有访问控制功能的网络设备连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统，其特征在于，所述的具有访问控制功能的网络设备为带路由功能的交换机或防火墙设备。
4.根据权利要求1或2所述的一种火力发电厂主辅控一体化信息采集系统，其特征在于，所述的具有访问控制功能的网络设备设有两个，两者之间为冗余设置。
【文档编号】G05B19/418GK203480305SQ201320652977
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】张昱, 郑强, 程曦, 余海平, 李彬, 王兵, 刘旭, 刘林, 宋春, 杜绍茂 申请人:中国电力工程顾问集团西南电力设计院