摘要： 本文介紹了ROCKWELL公司的ProcessLogix系列分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、基本功能、硬件結(jié)構(gòu)、軟件構(gòu)成及其在大連西咀熱力有限公司新建工程2×15MW汽輪發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用，完成DAS、SCS、MCS、FSSS、ETS等系統(tǒng)功能。 摘要： ProcessLogix；Logix；ControlNet　ProcesssLogix System’s Application in Power Plant　Abstract: The ProcessLogix series distributed control system is introduced in this　paper. Include it’s character, basic function, hardware and software structure. This system is used in a 2X15MW power plant of DaLan XiZui. In this project, DAS, SCS, MCS,FSSS and ETS are achieved.ProcessLogix；Logix；ControlNet 　　大連西咀熱電力有限公司主設(shè)備三臺四川鍋爐廠生產(chǎn)的CG－130/5.30-M1型、自然循環(huán)、四角切圓、懸浮燃燒煤粉爐，每臺鍋爐配2套鋼球磨，采用中儲式、乏氣送粉的方式。同時選用兩臺哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的C15-4.7/1.27型、沖動式汽輪機(jī)組。 　　機(jī)組控制系統(tǒng)為美國ROCKWELL公司的ProcessLogix分散控制系統(tǒng)。進(jìn)入DCS系統(tǒng)的控制包括：(1)數(shù)據(jù)采集和處理監(jiān)視系統(tǒng)(DAS)；(2)模擬量控制系統(tǒng)(MCS)；(3)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)；(4)輔機(jī)順序控制系統(tǒng)(SCS)；(5)鍋爐爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)(FSSS)；(6)汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)(ETS) 1 系統(tǒng)概述 1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　ProcessLogix是ROCKWELL公司新推出的基于Logix平臺的過程控制系統(tǒng)[1]。ProcessLogix系統(tǒng)是由現(xiàn)場控制級網(wǎng)絡(luò)(FLEXBUS)、過程級網(wǎng)絡(luò)(CONTROLNET)和管理級網(wǎng)絡(luò)(ETHERNET)組成的3級網(wǎng)絡(luò)集散控制系統(tǒng)。每級網(wǎng)絡(luò)都實(shí)現(xiàn)雙冗余。ControlNet基礎(chǔ)技術(shù)是由Rockwell Automatiom公司研發(fā)的。具有以下特點(diǎn)[2]： 　　在單根電纜上支持兩種信息傳遞，一種是對時間有嚴(yán)格要求，另一種是對時間無要求的信息發(fā)送和程序上/下載。 　　采用新的通信模式，以生產(chǎn)者/客戶的模式取代了傳統(tǒng)的源/目的的模式。它支持點(diǎn)對點(diǎn)的通信，而且允許同一時間向多個設(shè)備通信。 　　可使用同軸電纜，長度可達(dá)6km，可尋址節(jié)點(diǎn)最多99個，兩個節(jié)點(diǎn)間最長距離達(dá)1000米。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可采用總線型、樹狀和星型。 　　具有安裝簡單、擴(kuò)展方便及介質(zhì)冗余、本質(zhì)安全、良好診斷功能等優(yōu)點(diǎn)。 　　ControlNet網(wǎng)絡(luò)傳輸速度為5Mbit/s。實(shí)時I/O、控制器互鎖、對等報(bào)文傳輸以及編程操作都可以在同一條ControlNet鏈路上實(shí)現(xiàn)。ControlNet本質(zhì)上的確定性可以確保數(shù)據(jù)何時發(fā)送，其可重復(fù)的性能確保網(wǎng)絡(luò)傳輸時間不會隨網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的添加或刪除而改變。網(wǎng)上掛有服務(wù)器、工作站、打印機(jī)等，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速度為10 Mbit／s。管理網(wǎng)上的服務(wù)器、工作站協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)過程的監(jiān)視、控制、報(bào)警、信息的管理和維護(hù)工作。管理級網(wǎng)絡(luò)與過程控制級網(wǎng)絡(luò)通過以太網(wǎng)卡和1784－PCIC網(wǎng)卡與服務(wù)器連接。 1.2 系統(tǒng)硬件 　　針對本工程的需要，整套系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)配置6對冗余的CPM、兩臺服務(wù)器和八臺操作員站。分別實(shí)現(xiàn)對鍋爐、汽輪機(jī)和公用系統(tǒng)的控制。另外設(shè)置一個LM55PLC控制器進(jìn)行SOE數(shù)據(jù)采集。具體體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。 1.3 系統(tǒng)特點(diǎn) 　　ROCKWELL的Logix體系結(jié)構(gòu)通過集成DCS的過程控制和PLC的離散/順序控制提供第一個混合控制系統(tǒng)。對于那些高度集成的模擬過程應(yīng)用來說，您可以使用Process Logix系統(tǒng)，直接利用預(yù)先組態(tài)的系統(tǒng)參數(shù)，而且馬上可用，不需要額外的集成和編程?；蛘邔τ谀切└叨茸杂啥x的應(yīng)用需求，高度的調(diào)節(jié)功能以及大量的離散控制，您可以使用Control Logix 控制器。這一技術(shù)的關(guān)鍵在于Logix包含網(wǎng)絡(luò)通訊、系統(tǒng)開發(fā)和控制技術(shù)等各方面的功能。他具有以下的特點(diǎn)： 1、無縫聯(lián)接 　　保證不同/多個logix控制器之間或者與現(xiàn)有的基于PLC的系統(tǒng)之間的方便集成。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以透明地向其它網(wǎng)絡(luò)上的程序控制器發(fā)送消息或從其它網(wǎng)絡(luò)上的程序控制器接收消息。 ２、快速 　　Logix體系結(jié)構(gòu)提供在背板上或控制器之間的高速數(shù)據(jù)交換，成為一個高速的控制平臺。 3、規(guī)模靈活 　　提供一種模塊化的控制方法。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模增加時可以通過添加控制器和通訊模塊來實(shí)現(xiàn)。您可以在同一個機(jī)架上安裝不同類型的控制器，可以根據(jù)您的應(yīng)用的需求來選擇控制器的選擇。 4、集成 　　建立一個平臺來集成多種技術(shù)，包括順序控制、運(yùn)動控制、傳動控制以及過程應(yīng)用。 5、緊湊 　　滿足許多應(yīng)用的要求，特別是高度分布的，及空間有限的控制應(yīng)用。不同于其它控制系統(tǒng)，Logix系統(tǒng)的基礎(chǔ)是開放結(jié)構(gòu)的概念，它自動地使您能夠： 　　不需要控制器即可以橋接多個網(wǎng)絡(luò)。 　　對機(jī)器架中的控制器，I/O模塊，或通訊模塊的數(shù)量和類型進(jìn)行任意組合或排放。 　　對大多數(shù)模塊來說都可以帶電插拔，不影響系統(tǒng)中的其它模塊。 　　對于高速的運(yùn)動控制和離散控制來說，您可以把Control Logix集成到Process Logix系統(tǒng)中，不需要任何網(wǎng)關(guān)或特殊的接口模件。 1.4 系統(tǒng)軟件 　　ProcessLogix系統(tǒng)的軟件具有很好的二次開發(fā)功能。主要由以下幾個部分組成： 　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫程序DbAdmin：負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)；可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)和管理，并設(shè)置有相應(yīng)的安全級別。 　　圖形組態(tài)程序DisplayBuilder：操作員圖形顯示界面組態(tài)；該系統(tǒng)為用戶提供很好的二次開發(fā)接口，用戶可以應(yīng)用VBscript 和OPC技術(shù)開發(fā)出自己的應(yīng)用程序。 　　操作員圖形顯示程序Station：操作員圖形顯示界面，操作員操作；該程序集成了操作員站的全部功能，并具有系統(tǒng)級參數(shù)的設(shè)置。通過相應(yīng)的設(shè)置，可以方便地實(shí)現(xiàn)報(bào)警、趨勢、成組等功能。 　　控制策略組態(tài)程序ControlBuilder：控制策略組態(tài)（包括連續(xù)控制和邏輯控制），在線監(jiān)視。以順序功能塊的形式進(jìn)行組態(tài)，可以在線修改參數(shù)，方便工程實(shí)施。在功能組態(tài)中也提供以Vbscript為手段的二次開發(fā)。系統(tǒng)功能進(jìn)一步加強(qiáng)。 2 系統(tǒng)功能 　　本工程的ProcessLogix系統(tǒng)控制功能包括機(jī)組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、輔機(jī)順序控制系統(tǒng)(SCS)、機(jī)組自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)（MCS）、爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）、汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)(ETS)等。 2.1 DAS系統(tǒng) 　　DAS系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能： 　　監(jiān)視工況，系統(tǒng)組態(tài)了鍋爐模擬圖36 幅，汽機(jī)模擬圖16幅，操作員可通過這些畫面的顯示和報(bào)警提示進(jìn)行機(jī)組工況監(jiān)視。 　　生成報(bào)表。報(bào)表有定時報(bào)表和召喚報(bào)表等形式。報(bào)表由EXCEL生成。 　　歷史數(shù)據(jù)存儲與檢索，歷史趨勢記錄，事故追憶。 2.2 輔機(jī)順序控制系統(tǒng)(SCS) 　　輔機(jī)順序控制系統(tǒng)(SCS)包括電動機(jī)、電動門、氣動門、風(fēng)煙擋板等功能組操作和輔機(jī)聯(lián)鎖等。各功能組間可具有聯(lián)鎖關(guān)系。各設(shè)備啟?？刂朴新?lián)鎖關(guān)系的，設(shè)計(jì)有程序啟動、程序停止邏輯和單獨(dú)操作，可在運(yùn)行操作中選擇自動程序啟、?？刂品绞?，也可選擇手動各個設(shè)備單獨(dú)啟、?？刂品绞健]有聯(lián)鎖關(guān)系的，設(shè)計(jì)為單獨(dú)操作。運(yùn)行人員對順序控制設(shè)備的操作在操作員站上進(jìn)行，不設(shè)常規(guī)的后備硬手操。操作員站上可顯示被控設(shè)備啟停及其過程中的狀態(tài)、啟動條件和故障報(bào)警等信息。 2.3 機(jī)組自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)(MCS) 　　機(jī)組自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括以下系統(tǒng)：鍋爐給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)、送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、過熱汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)、燃油壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、磨煤機(jī)負(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、磨煤機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、磨煤溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、連排擴(kuò)容器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、軸封壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(、除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)和除氧器壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。MCS系統(tǒng)有手動和自動兩種運(yùn)行方式。手動方式時，控制輸出由運(yùn)行人員直接設(shè)定。自動方式時，控制輸出由被控量的設(shè)定值與實(shí)際值的偏差經(jīng)控制運(yùn)算得出。運(yùn)行人員通過操作員站對MCS系統(tǒng)進(jìn)行操作，無后備手操。系統(tǒng)故障時，MCS系統(tǒng)將自動切換到手動方式。系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警或條件不滿足時，不能投入自動。 2.4 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS) 　　爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS是現(xiàn)代大型火電機(jī)組必備的安全監(jiān)控系統(tǒng)，由公用控制邏輯、燃油控制邏輯、燃煤控制邏輯組成，完成鍋爐安全保護(hù)、油泄漏試驗(yàn)、爐膛吹掃、油層啟停控制、煤層啟停控制、油路閘閥控制、回油閥控制、火檢冷卻風(fēng)機(jī)控制、風(fēng)門擋板控制以及與其他系統(tǒng)的連鎖保護(hù)等功能。 2.5 汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)(ETS) 　　汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)ETS是為了保證在機(jī)組出現(xiàn)油壓低或真空低等故障而需要立即停機(jī)時，快速泄去保安油，關(guān)閉自動主汽門。切斷供汽，停止汽輪機(jī)運(yùn)行。本次工程中沒有專用的ETS裝置，ETS功能完全由DCS系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)。 3 結(jié)束語 　　大連西咀熱力有限公司新建2X15MW工程是ROCKWELL公司的ProcessLogix分散控制系統(tǒng)首次用于電廠控制系統(tǒng)。但其穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行，強(qiáng)大的軟件功能，可靠的硬件質(zhì)量和友好的人機(jī)界面，已經(jīng)得到用戶的認(rèn)可。通過機(jī)組的長時間運(yùn)行考驗(yàn)和多臺機(jī)組的應(yīng)用表明，ProcessLogix完全能滿足火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的控制要求。 參考文獻(xiàn)： [1] ProcesssLogix user’s manual-----KnowledgeBuilder [2] 王常力、羅安，分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例，北京電子工業(yè)出版社2005