辅控网技术培训课件

辅控网技术培训辅控网基础培训 河北华之杰信息科技股份有限公司工控事业部刘 永2012年3月辅控网技术培训课程安排u自控系统的发展史u辅控网简介及现状u辅控网的优势分析u辅控网的硬件系统u辅控网的软件系统u辅控网的网络系统 u辅控网的功能简介u华之杰的成功案例辅控网技术培训自控系统的发展史在自动化控制系统的发展过程中，大致可以分为三个阶段：第一阶段第一阶段：其主要特征是采用机械元件构成的控制系统，被称为机械自动控制系统。在20世纪六七十年代是主流的控制系统，在这类系统中，继电器作为主要的控制元件，还有机械转鼓式步进器、矩阵电路板等设备。主要是通过转鼓式步进器的转动，使矩阵板上不动的行带电，通过矩阵板上根据工艺需要插入的二极管，使不同的列带电，驱动相应的继电器进行控制。在这类系统中，可以通过在矩阵板上改变二极管的插入位置来改变工艺流程，但庞大的继电器柜是必须的，成千上万个继电器组成的控制系统必然会产生很多故障点，伴随着设备的老化，故障频发。在最近几十年，这样的控制系统基本上找不到了，几乎都被升级改造或者淘汰了。辅控网技术培训自控系统的发展史第二阶段第二阶段：其主要特征是采用电子逻辑元件构成的控制系统，被称为电子逻辑式自动控制系统。在20 世纪80 年代是主流的控制系统，在这类系统中，由电子元件集成的插件板作为主要的控制元件。在这些集成插件板里，已经形成不同的分工类别，有继电器板、放大板、调节板、比较板、晶闸管板等，主要是以电子逻辑元件来模拟继电器电路的动作过程。在这类系统中，要改变工艺系统就要更换不同的电路板，因而又被称为固定式顺序控制。由于电子元件是有寿命的。随着元器件的老化，这类系统在20年左右的使用周期后基本都要进行系统的升级改造。第三阶段第三阶段：其主要特征是采用PLC 或DCS 来构成控制系统，被称为PLC或DCS 自动控制系统。在国外，20 世纪80年代，PLC 已经应用在火电厂辅机控制系统中，由于我国引进较晚，在80年代末，PLC才被逐步应用到火电厂控制系统。在这类控制系统内，有分工明确的PLC模块，用户只要利用软件对PLC进行程序的编制并下装到PLC的CPU模块中，CPU就可以通过这些软逻辑进行输入输出的控制。由于PLC系统已经完全能够满足火电厂辅机控制系统要求，而且DCS系统一般要比同类的PLC系统投资高出40左右，所以，目前大部分火电厂辅机控制系统都采用的是PLC控制系统。辅控网技术培训辅控网的简介及现状n在当前的计算机控制技术、通讯及网络技术已经相当成熟的背景下，火电厂辅控一体化模式成为了电厂发展的必然趋势。n辅助车间集中监控网络系统(简称辅控网辅控网)，是利用计算机控制、通讯及网络技术，将主控系统以外的所有基于PLC/DCS控制的辅助系统进行互连互通，实现集中监控，并与 DCS系统(分散控制系统)、SIS系统(厂级监控系统)及MIS系统(厂级管理系统)之间进行数据交换。n发电厂辅控网辅控网主要包括如下子系统：水系统水系统（如锅炉补给水、凝结水精处理、制氢站、炉水加药采样、工业废水处理、生活污水处理、海水淡化处理等）；煤系统煤系统（如输煤系统、翻车机系统、煤泥水处理系统、燃油系统等）；灰系统灰系统（如电除尘、干除灰、除渣系统、空压机系统等）；其他其他系统（如脱硫系统、脱硝系统、通风空调等）。n将上述各控制系统通过计算机网络技术连接到一起，形成一个监控网络，在集控室内进行集中监控，这就构成了一个辅控网。典型案例，如下图：辅控网技术培训典型案例-丰润热电辅控网技术培训辅控网的简介及现状n随着电力系统改革的进一步深入，保证设备优质高效的运行，提高劳动生产率，进一步提高经济效益成了电厂发展的首要目标。n火电厂辅助系统的自动化控制是全厂热工控制的重要组成，其自动化水平直接影响全厂的自动化水平。因此，发电厂在对主设备及机组DCS控制系统进行技改的同时，也要加强对辅助控制系统升级改造。n目前情况来看，一些老厂中各辅助车间控制系统互不联系，与DCS间也鲜有通讯，形成了多个自动化孤岛，给运行管理造成不便，人员浪费严重，生产效率不高，影响全厂自动化水平的进一步提高。n在当前，计算机控制技术、通讯及网络技术已经相当成熟，将火电厂各辅助车间联成一体，实现辅助系统的集中监控已非难事。n新建机组可以在初期设计阶段，对 水、煤、灰 PLC控制系统及全厂辅控网进行统一规划，并提出相应的辅控网布线规划图。后期实施阶段，严格按照规划设计施工，使其自动化水平达到一个很高的水平。辅控网技术培训辅控网的优势分析n现阶段辅控网的应用越来越多，不仅电力系统可以应用，其他行业也可以应用。辅控网的应用为企业减员增效，提高生产效率提供了可靠的保证。n辅控网的应用相比以前的分散的PLC控制系统有很多优势，下面我们从三个方面对这两种控制方案进行一下进行比较：（1）投资成本（2）系统结构（3）运行维护辅控网技术培训辅控网的优势分析投资成本的比较投资成本的比较n在硬件硬件方面，当前用于电厂辅助系统的PLC系统，一般都选用双机热备CPU模式。这个特点就将各品牌PLC的低端产品排除在外，只能使用那些配置高，价格贵的产品，有些品牌的PLC只有使用最高档的系列，比如西门子只有S7-400H系列才有双机热备的配置。举个例子，像燃油系统点数很少，如果单独配置一套高档PLC控制系统，成本很高，也会造成软硬件资源的极大浪费。应用辅控网技术后，我们可以将它做为输煤系统或其他系统的一个远程站，这样就可以节省很多的软硬件投资（如CPU模块、通讯模块、冗余模块、电源机柜及操作员站等），减少50以上的硬件投资，达到降低成本的目的。n另外，我们要求辅控网里所有系统均采用同一品牌系列的PLC产品，这样我们可最大限度的降低库存备品备件的数量，为投产后的降低维护成本打下基础。n在软件软件方面，如果各系统分别采购的PLC程控系统，其上/下位机软件都要单独购买的，而且每个操作员站都要有一套组态软件（运行版或开发版）。软件的价格也是相当昂贵的，比如AB公司的PLC编程软件需要3万元，组态软件需要5万元。如果采用辅控网的设计，就可以共享这些软件，节省这部分开支。n在培训培训方面，由于采用统一的PLC系统，培训运行、维护人员的费用可以相对减少。辅控网技术培训辅控网的优势分析系统结构的比较系统结构的比较n正如前面所述，分散设置的PLC控制系统往往造成系统资源的浪费。比如燃油系统，就几十个I/O点，如果采用双机热备的PLC控制系统，至少浪费了90的硬件资源。如果采用辅控网远程I/O模式，将这些点通过远程I/O方式和其他系统的PLC连接起来，既能满足控制要求，又能充分利用PLC的资源。n采用辅控网的方案，将精简系统结构，加速系统运行效率，减少故障几率，减轻维护人员工作量。n控制系统好坏的一个重要因素是软件，这里所说的软件不是指购买的开发工具,而是指针对实际工程所编制的软件。软件编制需要大量工程经验和技术积累，所以那些承接PLC控制系统的小型公司很难编制出功能齐全、简单实用的软件，对系统运行造成不小麻烦。而且每个系统的程序编制软件和软件格式都会不一样，给将来的系统软件维护和程序修改带来的极大不便。相反，那些有业绩、有实力承包整个辅助系统控制的大公司，特别是业界口碑较好的公司（像华之杰科技，西安恒升等），他们做出的软件都经受过实际的考验，能够充分发挥硬件的功能，完成预定的生产过程自动控制。辅控网技术培训辅控网的优势分析运行维护的比较运行维护的比较n首先，在硬件上，全厂辅控网的控制系统硬件基本一致，备品备件数量和种类将大为减少，系统结构简单、稳定，减少故障发生率。以前的分散的控制系统由于硬件的多样复杂，网络的不一致性，必然导致系统运行的复杂性和故障频发。n其次，在软件上，由于硬件的统一，编程软件和组态软件也保持一致。在培训运行、维护人员时，只需培训一次就可以了，降低了企业的培训费用，维护人员的工作量也大幅降低。以前的分散的控制系统由于硬件的不统一，软件必然不同，导致多次培训运行、维护人员，费用增加。另外也必然导致逻辑程序的多样性，维护人员修改程序或处理问题时难度加大，导致更大的维护工作量。n另外，由于辅控网把所有外围系统集中到了一起，所需运行人员只是原来一个控制系统所需人员，节省了很多人力资源，也有利于运行人员的综合素质的提高。n以上通过对辅控网控制方案在投资成本、系统结构、运行维护等方面的比较分析，我们得出这样的结论：在目前的技术条件和运行环境下，采用辅控网控制方式，必将在电厂建设、运行和维护上带来很多方便和实惠。辅控网技术培训辅控网的硬件系统n控制系统PLC设备（包括各种模块）可编程控制器（Program Logic Control）是计算机家族中的一员，它是专为工业环境应用而设计制造的汁算机。它具有丰富的输入输出接口，并且具有较强的驱动能力。常用的PLC品牌有：AB、GE、施耐德（辅控网推荐使用）、西门子、欧姆龙等。n工业级以太网交换机及各分支交换机工业以太网交换机，即应用于工业控制领域的以太网交换机。由于采用的网络标准其开放性好、应用广泛以及价格低廉，使用的是透明而统一的TCP/IP协议，所以在电厂辅控网中得到广泛采用。常选用HIRSCHMANN RS20,RS30及MACH4000系列交换机。n网络通讯介质及设备通讯速度、通讯距离和网络介质的选择密切相关。一般可以选择的网络介质为5类电缆、6类电缆、多模光缆、单模光缆等。目前5类电缆100Mbps的可靠传输距离为100米；6类电缆1000Mbps的可靠传输距离为100米；布线距离超过这个距离就需要采用光缆。辅控网技术培训辅控网的硬件系统n服务器及相关输入输出设备为了提高系统的可靠性，要求服务器采用双机热备。在正常情况下，主服务器负责从各辅助车间PLC程控系统读取数据，并负责处理多台操作员站的各种请求，当主服务器产生故障或数据连接失败的情况下，控制软件自动从主服务器切换至备用服务器，接管主服务器的所有功能，并保持与多台操作员站的通讯。目前大唐国际内多数电厂辅控网服务器采用了IBM系列如X3650、X3850或者容错服务器，DELL PW系列服务器等。n操作员站相关输入输出设备操作员站为运行人员提供了人机交互界面，主要用于设备的运行监视和设备的启停操作。主要功能包括：系统工艺图、设备启停操作画面、数据图表、软光字报警、实时历史报警显示、实时历史曲线显示、报表显示打印等。常选用研华工控机或DELL商用机等高可靠机型。n网络打印机主要用于打印输出各种报警数据，历史趋势及生产报表等，供运行和热工人员分析处理问题。辅控网技术培训辅控网的硬件系统n光字报警设备主要用于显示重要报警信息，以便运行人员及时发现设备故障，调整运行方式。n工业电视监视系统及相关设备用于实时监视生产现场的设备运行情况，辅助运行人员进行设备操作。n冗余供电及美国山特UPS电源用于保证服务器及交换机等主要设备不间断运行，保护数据的完整性及可靠性。常选用美国山特系统UPS辅控网技术培训辅控网的软件系统n操作系统软件服务器推荐：Windows2003 操作站推荐：Windows XPn常用应用软件Office 2003、WinRAR等n安全防护软件瑞星杀毒、金山毒霸、诺顿等知名杀毒软件及网络管理软件。辅控网技术培训辅控网的软件系统nPLC编程软件常用PLC编程软件有：施耐德公司的Concept 及UNITY（辅控网推荐使用），罗克韦尔公司的RSLogix5000/500，西门子公司的Step 7 V5等。n上位组态软件常用监控组态软件有：GE公司的Ifix(辅控网推荐使用)，Wonderware 公司的InTouch，Siemens公司的WinCC，AB公司的RSView，北京亚控的KingView等。大唐国际各厂辅控网使用较多的监控软件以iFIX和InTouch两种为主，其中iFIX软件应用最广，InTouch软件应用次之。iFIX 应用于：唐山热电、云冈热电、大唐王滩、大唐盘山、大唐潮州、大唐运城、大唐陡河、多伦煤化工、迁安热电、宁夏大坝、南京吕四港、锦州热电、丰润热电等电厂。InTouch 应用于：大唐托克托、大唐乌沙山、大唐宁德、大唐红河等电厂。RSView 应用于：大唐托克托国能电厂及个别电厂的部分系统。KingView应用于：个别电厂的部分系统。辅控网技术培训辅控网的网络系统 网络拓扑结构指的是网络节点的地理分布和网络互连关系上的几何构形。常见的网络拓扑结构主要有：星型结构、环型结构、总线结构、树型结构等。辅控网技术培训辅控网的网络结构通常辅控网采用的网络拓扑是树形网络结构，设置三层网络：底层网络是PLC主机和I/O远程站通讯用的控制级网络，中间层网络是PLC和上位机之间实时监控的通讯网络，上层为各程控系统互联的主干网络，即辅助车间集中监控网络（辅控网）。在工程建设初期调试、试运、设备检修以及上层辅控网故障时，下层的各程控系统的上位机可作为临时监控、调试设备。辅控网技术培训网络通讯介质及设备网络介质通讯速度（Mbps）通讯距离5类电缆10/100 Mbps100米 6类电缆1000Mbps100米多模光缆10/100 Mbps2000米 1000Mbps550米 单模光缆10/100/1000 Mbps120，000米光缆通讯有以下优点：传输距离远；通讯带宽大；耐腐蚀；抗电磁干扰；传输误码率低；不易损坏；具有电隔离作用。辅控网技术培训辅控网的功能简介辅控网的主要画面及功能有：n辅控网的封面n工艺流程画面n报警查询画面n趋势查询画面n运行报表画面n网络状态画面nGPS对时功能n辅控网的扩展性和可靠性n辅控网带来的好处辅控网技术培训辅控网的封面用于调用各程控系统画面及各种常用功能画面辅控网技术培训工艺流程画面工艺流程画面用于监视和控制各系统现场设备运行状态参数及操作现场设备用于监视和控制各系统现场设备运行状态参数及操作现场设备辅控网技术培训报警查询画面报警查询画面用于查询报警信息，查看设备运行记录，帮助分析事故原因。用于查询报警信息，查看设备运行记录，帮助分析事故原因。辅控网技术培训趋势查询画面趋势查询画面用于查询现场设备运行参数的实时及历史趋势用于查询现场设备运行参数的实时及历史趋势 辅控网技术培训运行报表画面运行报表画面用于生成现场设备运行参数报表用于生成现场设备运行参数报表,并有打印输出功能并有打印输出功能辅控网技术培训网络状态画面网络状态画面用于监视服务器和网络运行状态，切换主、备服务器。用于监视服务器和网络运行状态，切换主、备服务器。辅控网技术培训GPS对时功能对时功能nGPS对时功能对时功能辅控网所有服务器及操作员站电脑场均可与GPS服务器对时，使得各客户端时钟得到了统一，为分析历史数据、查看报警信息、分析系统异常提供了极大的方便。n提供提供SIS 通讯接口通讯接口通过网络隔离器向SIS接口机高速传输数据库实时数据，供SIS系统调用。辅控网技术培训辅控网的扩展性辅控网的扩展性n辅控网具有极强的扩展性，辅控网各交换机均留有备用通道，以备将来系统扩充之用。n如果需要增加一个新系统，只要从现场交换机铺设一根光缆至辅控网交换机即可，软件方面增加相应的数据库及控制画面。辅控网技术培训辅控网的可靠性辅控网的可靠性全厂辅控系统涉及系统多，相距较远，实现集中控制就必须保证可靠性，为此我们采取了如下措施：n软件方面采用运行可靠稳定的WinXP操作系统，组态软件采用美国GE公司的IFIX，并采用最新的设备驱动程序，以排除各种不稳定因素。n各程控系统均采用冗余PLC系统，并采用双网冗余，以保障PLC及控制网络的安全可靠。n主干网通讯介质全部采用多模或单模铠装光纤，并预留备用通道，保证网络通畅。n采用真正的冗余网络，冗余交换机、冗余网络通讯介质，冗余PLC网络接口，交换机采用冗余电源供电。n服务器及PLC系统采用冗余电源及UPS保证电源无扰切换，PLC系统的远程I/O站也采用冗余的电源模块。1.采用冗余的热备服务器，保证数据库数据的可靠性及完整性。辅控网技术培训辅控网带来的好处n辅控网最直接的好处就是减员增效，运行人员由原来的每个子系统分别设置运行人员若干名，减少到只在辅控网设置4至5名运行人员,减少了80%左右的运行人员，为企业节约了大量的人力资源，降低了生产成本。n提高了运行人员的综合素质，运行人员原来的只负责一个系统，建成辅控网后要求运行人员全面掌握全厂各辅控系统运行工艺流程及运行设备的操作规程，运行人员的配置可以更加灵活。n辅控网操作员站与主机DCS系统处于同一控制室，方便了值长及相关领导了解和协调处理机组和全厂辅助车间的运行。辅控网技术培训辅控网带来的好处n节约设备维护成本，由于全厂辅控网都采用统一的软件和硬件，可以大大的减少库存备品备件数量，节约大量的设备采购成本。由于软件的统一，减少了维护人员的学习成本，节约了大量的学习时间。n减少大量的基建费用，由于取消了很多就地控制室，减少了建造和装修费，减少就地办公设施及操作员站的配置，从而降低了基建费用。n提高了维护人员的工作效率，辅控网的工程站连接着全厂辅控上的所有计算机和PLC，可以在工程站上完成所有上位机画面以及PLC程序的修改、调试、更新工作，减少了大量的用于跑路的时间，减小了维护人员的工作压力。辅控网技术培训华之杰的成功案例-辅控网辅控网技术培训华之杰的成功案例-辅控网辅控网技术培训华之杰的成功案例-辅控网n内蒙古托克托发电厂辅控网系统n宁夏大坝发电厂辅控网系统 n吕四发电厂辅控网系统 n盘山电厂辅控网改造 n王滩电厂辅控网系统 n陡河发电厂辅控网系统 n山西云冈热电辅控网改造 n唐山热电辅控网系统改造 n迁安发电厂辅控网系统 n秦皇岛发电有限公司辅控网系统 辅控网技术培训华之杰的成功案例-输煤系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-输煤系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-输煤系统n陡河发电厂输煤程控系统n托电一、二期输煤、燃油、煤泥水控制系统 n托电三、四期输煤程控系统 n吕四电厂输煤程控系统 n张家口发电厂一期输煤程控系统改造 n宁夏大坝发电厂输煤程控系统n锦州热电厂输煤程控系统n山西云冈热电输煤程控系统n呼和浩特国能输煤程控系统 辅控网技术培训华之杰的成功案例-输煤系统n多伦煤化工电厂输煤控制系统 n迁安电厂输煤燃油程控系统n秦皇岛发电有限公司输煤程系统n广东潮州发电厂一期 输煤程控系统 n王滩发电厂输煤程控系统 n山西神头电厂 输煤程控系统 n唐山电厂一、二期 输煤程控系统n云南红河发电公司一期输煤程控系统 辅控网技术培训华之杰的成功案例-化学系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-化学系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-化学系统n陡河电厂全厂化学水处理控制系统n陡河化学汽水监测系统n多伦电厂化水控制系统 n迁安电厂化水控制系统 n秦皇岛电厂三期 化学水处理控制系统及化学水网集中控制系统n陡河电厂 化学炉水、给水加药自动控制系统 n丰润热电化水程控系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-脱硫系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-脱硫系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-脱硫系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-脱硫系统n大唐丰润热电烟气脱硫程控系统n大唐盘山电厂烟气脱硫程控系统n大唐王滩电厂烟气脱硫程控系统n秦皇岛电厂三期烟气脱硫程控系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-其他系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-其他系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-其他系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-其他系统辅控网技术培训华之杰的成功案例-其他系统n丰润热电燃油程控系统n陡电1-8号炉干除灰程控系统n迁安电厂燃油控制系统 n宁夏大坝燃油控制系统 n国电龙山发电公司制冷加热站及空调控制系统 n托克托电厂厂外输灰程控系统n秦皇岛电厂三期 2X300MW 燃油自动控制系统 n陡河电厂甲、丙翻车机程控系统 n石景山电厂翻车机程控系统 n王滩发电厂一期 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