发电厂热工自动化简介

DCS系统类似人体神经系统的运作
电站热工Байду номын сангаас动化主要设备
热控控制系统
分散控制系统DCS FSSS、DEH、MEH、BPC、ETS、辅机控制系统等
辅助系统
热控电源系统 热控气源系统 工业电视监视系统 火灾报警及消防控制系统 烟气连续监测系统 CEMS
热控就地设备
DCS与PLC的区别和共通
控制类产品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制类产 品包括DCS、PLC两大类。我们又将DCS的概念拓展到FCS。 DCS（Distributed Contor System） 集散控制系统， 又称分布式控制系统。 PLC（Program Logic Control） 可编程逻辑控制器。 FCS（Field Bus Contor Syestem） 现场总线控制系 统。 发展到现在，DCS和PLC之间没有一个严格的界线，在大多 数人看来，大的系统就是DCS，小的系统就叫PLC。当然， 这么说也不是不可以，但是还不对。现在我们来重新建立这 个观念。
热工自动化的意义
在机组正常运行过程中，自动化系统能根据机组运行要求， 自动将运行参数维持在要求值，以期取得较高的效率（如热 效率）和较低的消耗（如煤耗、厂用电率等）。 在机组运行工况出现异常，如参数越限、辅机跳闸时，自动 化设备除及时报警外，还能迅速、及时地按预定的规律进行 处理。这样，既能保证机组设备的安全，又能保证机组尽快 恢复正常运行，减少机组的停运次数。 当机组从运行异常发展到可能危及设备安全或人身安全时， 自动化设备能适时采取果断措施进行处理，以保证设备及人 身的安全。如锅炉主燃料跳闸（MFT）、汽轮机监测系统 （TSI）和汽轮机紧急跳闸系统（ETS）等。
仪表 执行机构
热控控制系统
DCS分散控制系统
FSSS锅炉炉膛安全监控系统 DEH汽轮机数字电液控制系统 MEH给水泵汽轮机电液控制系统 BPC汽轮机旁路控制系统 ETS汽轮机紧急跳闸系统 报警系统 保护系统（硬手操） 辅机控制系统
输煤、除灰、化水等 主要功能DAS、CCS、MCS、SCS、 SOE 、ECS等
电站自动化水平简介
热工自动化系统大多采用以微机为基础的分散控制系统，辅 以少量的模拟仪表和后备硬手操实现对单元机组的检测、控 制、报警和保护等。 在单元控制室内能进行全面的机组运行管理，一般每台机组 可采用一人为主、二人为辅的运行管理方式。 机组启动：在完成少量现场准备工作的情况下，只需值班员 少量干预，即可在控制室内进行机组的自动启动。 正常运行：从35％负荷到100％额定负荷，控制系统能将参 数自动地控制在规定的偏差范围内，能响应宽范围的负荷变 化，适应滑压运行，并能自动地完成运行方式的无扰切换。 机组停止：任何情况下，只要运行人员少量干预，都能在控 制室内安全地停止机组。 异常工况：在任何故障或事故工况下，自动处理并把生产过 程限制在安全范围内。
监控级
监控级的主要设备有操作员站、工程师站、历史站等。 操作员站安装在中央控制室。 工程师站、历史站一般安装在电子设备室。
管理级-管理系统
管理级包含的内容比较广泛，一般来说，它可能是一个发电 厂的厂级管理计算机，也可能是若干个机组的管理计算机。 它所面向的使用者是厂长、经理、总工程师、值长等行政管 理或运行管理人员。 厂级管理系统的主要任务是监测企业各部分的运行情况，利 用历史数据和实时数据预测可能发生的各种情况，从企业全 局利益出发辅助企业管理人员进行决策，帮助企业实现其规 划目标。 MIS（Management Information System）管理信息系 统 SIS（Supervisory Information System）厂级监控信息 系统
现场级-传感器、变送器、执行器等
现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型的现场级设 备是各类传感器、变送器和执行器，它们将生产过程中的各 种物理量转换为电信号，并送到DCS的I/O设备。 例：将 4—20mA的电信号（一般变送器）或符合现场总线协 议的数字信号（现场总线变送器），送往控制站或数据采集 站进行，将控制站输出的控制量（ 4 － 20mA 的电信号或现场 总线数字信号）转换成机械位移，带动调节机构，实现对生 产过程的控制。
DCS的控制功能
数据采集系统DAS 机组协调控制系统CCS 模拟量控制系统MCS 顺序控制系统SCS 时间顺序记录系统SOE(Sequence Of Event) 电气顺控系统ECS 锅炉炉膛安全监控系统FSSS 汽轮机数字电液调节系统 DEH 汽轮机旁路控制系统BPC
火电厂发电效率示例
什么是自动化水平
如何实现热工自动化的功能？电站只有达到一定的自动化水 平才能实现相应的自动化功能。 电站自动化水平是指一个电站实时生产过程实现自动控制所 达到的程度。 其中包括参数检测、数据处理、自动控制、顺序控制、报警 和联锁保护及其系统的完善程度，最终应体现在值班员的数 量和过程安全、经济运行的实际效果上。
如何实现自动控制
过程控制系统由检测变送仪 表、控制装置、执行装置组 成。 例如济南某一热电厂的两台 65T/H的锅炉，使用了浙大 中控的C3000过程控制器对 汽包水位进行的自动控制。 其基本思路是，为了保证汽 包水位维持不变，只要保证 给水流量和蒸汽流量平衡。 主回路的测量值是汽包水位， 副回路的测量值是蒸汽流量 减去给水流量的差。 PID 比例积分微分调节
控制级-现场控制站
一般在电厂中，把现场控制站集中安装在位于主控室后的电 子设备室中。 现场控制站接收由现场设备，如传感器、变送器来的信号， 按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的 执行器中去。现场控制站可以同时完成连续控制、顺序控制 或逻辑控制功能，也可能仅完成其中的一种控制功能。
DCS可根据控制要求和机组具体情况，由电力设计院和电厂用户 来决定，如DCS只包括DAS、CCS、SCS、ECS等，而FSSS、 DEH、BPC等分别由锅炉厂和汽轮机厂单独供货，但他们应与 DCS联网。
分散控制系统的结构
基本构成
现场级 控制级 监控级 管理层
四层中间相应的通信网络由控制网络（Cnet）、监控网 络（Snet）、管理网络（Mnet）三层网络结构。