东南大学硕士学位论文热电厂DC控制组态设计与实现姓名：毛健宁申请学位级别：硕士专业：电力工程指导教师：万秋兰；林俊山20061225热电厂DCS控制组态设计与实现摘要DCS的结构是一个分布式系统，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新型控制技术。它是由计算机技术、信号处理技术、测量 控制技术、通信网络技术和人机接口技术相互渗透发展而产生.目前，分散控制系统已 经发展成为工业生产过程自动控制装置的主流。本设计为热电厂DCS控制组态设计和实现.主要通过数据采集系统（DAS）采集模 拟量和开关盘信号，模拟量控制系统（MCS）控制水位、汽温、汽压等参数、顺序控制 系统（SCS）控制辅机及其设备的启停和联锁控制、汽轮机保护跳闸系统（ETS）完成汽 轮机保护功能、主燃料跳闸系统（MFT）完成锅炉保护功能。达到有效监测和控制热电 厂锅炉汽轮发电机组运行的目的.论文首先学习和消化了浙江中控SUPCON WebField JX-300X DCS控制系统的基本功 能和主要技术；在掌握该系统的基本原理和功能的基础上，论文然后以同集热电厂机组 为控制对象，应用浙江中控系统进行了硬件选型和系统组态；论文最后以汽包水位监控 为重点进行MCS控制组态的实现，以给水泵监控为重点进行SCS控制组态的实现，以汽 轮机保护跳闸为重点进行ETS组态的实现。最终全面实现了浙江中控系统在同集热电厂 机组上的DCS控制功能。生产实践将证明热电厂DCS控制组态设计和实现是热电厂可靠、安全运行的重要保 证.关键字：DCS、浙江中控系统、热电厂、组态THE CUSTOMIZING CONFIGURATION DESIGN ANDIMPLEMENTATION FOR THERMAL POWER PLANT DCSAbstractThe structure of DCS is a distributed system which essentially is a novel control technology to monitor, operate and manage the production process in a centralized way and at the same time control the production process in a distributed way. DCS is established with the development of computer technology, signal process technology, measurement and control technology, communication network technology and human machine interface technology. Now, the DCS is developed to be the mainstream of automation control device for industrial production process. This paper is a design and implementation for thermal power plant DCS. This system achieves the effective monitor and control boiler, stream turbine and generator operation of thermal power plant basically through the following functionalities.It includes acquitting analoy input signal and digital input signal by data acquisition system(DAS); controlling the parameters, such as water level, stream temperature, stream pressure by modulate control system(MCS): controlling the start/halt and mutual-lock of auxiliary machines and their devices by sequence control system (SCS): executing the turbine protective function by turbine tripping system (ETS) ;and executing the boiler protective function by main fuel tripping system (MFT).In the paper firstly the basic functions and key technologies of SUPCON WebField JX-3OOX DCS system of Zhejiang Zhongkong Inc is studied ; The secondly selecting the hardware and system configuration are finished for Tongji thermal power plant generator unit based on JX-300X DCS system inally the MCS control configuration for the water level monitoring of steam box, the SCS control configuration for hydro pump monitoring and EST configuration for trip protection of.steam turbine are implemented by control configuration By this way, the overall DCS control functions are completed on Tongji thermal power plant steam turbine generator by the Zhejiang Zhongkong systemThe practical application verified that the thermal power plant DCS control configuration design and implementation can ensure the reliable and safety operation of thermal power plant.Keywords: DCS, Zhejiang Zhongkong System, Thermal Power Plant, Customized-configuration.ill东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料.与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。研究生签名：厶毬刍_日东南大学学位论文使用授权声明,东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文.本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致.除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可 以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研 究生院办理。研究牛签名：久妙j 导师签名处日期:Rf関勺。第I分散控制系统概论第1章分散控制系统概论1. 1分散控制系统的发展历史和研究现状分散控制系统就是以大型工业生产过程及其相互关系日益复杂的控制对彖为前提，从生产过程 综合自动化的角度岀发，按照系统工程中分解与协调的原则研制开发出来的.以微处理机为核心. 结合了控制技术、通信技术和CRT显示技术的新型控制系统.分散控制系统是1975年首先由美国霍尼威尔(Honeywell)公司推出的.20世纪80年代.威着微处理器运算能力的增强，超大规模集成电路集成度的提高和成本的不 断降低，给过程控制的发展带来新的面貌.使得过去难以想象的功能付诸了实施，推动着以微处理 器为基础的过程控制设备和集散型控制系统、可编程序控制器.可编程序调节器和过程变送器等同 步发展在这一时期中出现了第二代、第三代产品.20世纪90年代，DCS发展很快，出现了生产过程控制系统与信息管理系统紧密结合的管控一体 化的新一代DCS. DCS向综合性.开放化发展，大型DCS在进一步完善和提髙的同时.还发展了小型 DCS,并采用了人工智能技术等.目前.国内外有大量的生产过程系统在应用DCS进行控制，取得了丰富的运行经验和研究成果. 文献5介绍了过程动态特性与建模.单回路控制系统设计与參数整定.复杂控制系统的分析 和设计.简要介绍了先进控制系统的相关内容.简单讨论了现场总线技术.控制网络的现状和发展 趋势.文献8对目前在工程中使用的几种主要类型的分散控制系统在过程控制的工程应用和具体实 例进行了深入分析，具体说明了分俶控制系统各个环节的结构、功能和其在过程控制中的实际运用 和工作原理。文献12探讨了 DCS控制功能块执行周期、相位.梯形逻辑块中接点输入和逻辑输入被接收的 时间差异等.对控制性能的影响，简介了有关控制组态在调试中的改进方法文献13介绍了小型热电厂的DCS分散控制系统的应用，通过设誉合理的模糊规则表参数， 实现了工况稳定时锅炉系统的自动控制：针对DCS控制系统实际运行中出现的问题进行分析.提IB 相应的改进方案.文献介绍了广东沙角发电总厂在进行A2机组(200师)的控制系统更新改造中.将电气控制 纳入DCS系统的成功经验，对大型火力发电机组实现一体化控制的有关问題符别是电气控制方面的 技术何题进行了研究和探讨文献15介绍了五阳热电厂采用基于DCS的机炉监控系统，该系统实际应用5年来，效果良好. 为同类型电厂监控系统选择和改造提供了宝贵的经验文献按讨了合肥发电厂125MW机组DCS改造工程在设计和工程实現上采取的按“工艺系统 分站S将原有DAS系统的893前端融合到DCS系统中，将DCS系统通过网关与本厂MIS系统联系起 来等措施.其成功经验可供国内同类机组的DCS改造借鉴文献17在总结浙江省200MW及以下火电机纽口动化改造的成效和存左问题的基础上.对今后 改造中需要进一步深化的工作.如大屏慕、现场总线的应用.扩大DCS的应用范围、信息的优化. 集成及管控一体化的研究等问题提出了建议.文献18介绍了浙江镇海发电有限公司在200 MI火电机纽热控DCS改适中FSSS的改造和投运 情况，该系统由北京和利时公司MACS系统进行组态来实现炉膛安全监控功轄 把FSSS纳入DCS可 减少故陋率.提高FSSS的运行可靠性文献19介绍广州珠江电厂采用新华控制工程有限公司XDPS-400分散控制系统对1号机组进行 改造的实例，并从改造整体方条到实现的功能、控制效果等方面分析，总结采用DCS对火电机组控 制系统进行改运的经验.文献20介绍了石门电厂DCS系统改造的设