畢業(yè)論文--煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)分析（含外文翻譯）

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)論文</b></p><p>　　姓 名： 學 號： </p><p>　　學 院： 應 用 技 術 學 院 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p>

2、<p>　　論文題目： 煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)分析 </p><p>　　指導教師： 職 稱： 教授 </p><p>　　2008年6月 徐州</p><p>　　中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文任務書</p><p>　　任務下達日期： 2008 年 3 月15日</

3、p><p>　　畢業(yè)論文日期： 2008 年 3月15日至2008 年 6月10日</p><p>　　畢業(yè)論文題目：煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)分析</p><p>　　畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：</p><p>　　1、介紹煤礦坑口電廠的特點和電廠綜合自動化的概念、組成及層次結構模型。</p><p>　　2、對電

4、廠管理信息系統(tǒng)的概念、結構和功能進行分析和介紹。</p><p>　　3、對電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的概念、網(wǎng)絡架構、功能進行描述。</p><p>　　4、介紹電廠廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展階段、結構、功能，并對機組和廠用電部分、電廠升壓站與地面35KV變電站部分進行分析。</p><p>　　院長簽字： 指導教師簽字：</p&g

5、t;<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電力作為基礎行業(yè)，近年來隨著其它行業(yè)的發(fā)展變化和電力體制改革的不斷深入，發(fā)電企業(yè)自身的發(fā)展也極為迅速，計算機在電廠的應用水平越來越高，電廠對綜合自動化系統(tǒng)的理解和認識也更加深刻，發(fā)電企業(yè)信息化建設的步伐也日益加快。目前，發(fā)電企業(yè)迫切需要建立和完善綜合自動化系統(tǒng)，以實現(xiàn)企業(yè)資源整體優(yōu)化，降低運營成本、提高經(jīng)營效益，提升

6、管理水平、增強市場競爭力，給發(fā)電廠帶來更好的經(jīng)濟效益和社會效益。</p><p>　　本文介紹的煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)模型，就是運用計算機科學技術和現(xiàn)代通訊技術對電廠的生產(chǎn)、經(jīng)營和管理流程進行全方位改造、資源重新整合、提高效率和效益、增強企業(yè)競爭力的過程，綜合自動化不是一般意義上的新技術應用和革新：而是更高層次上的全新管理革命。</p><p>　　本文首先介紹了煤礦坑口電廠的特點，電

7、廠綜合自動化系統(tǒng)的概念、特點、層次結構和模型;其次，闡述了發(fā)電企業(yè)管理信息系統(tǒng)的結構和功能;第三，介紹了電廠的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的概念，結構模型，功能;最后，描述了電廠廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)的結構模型、功能，對機組及廠用電部分、電廠升壓站與地面35KV變電站部分進入廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)進行了介紹。</p><p>　　關鍵詞:煤礦坑口電廠； 網(wǎng)絡系統(tǒng)；綜合自動化系統(tǒng)</p><p><b>

8、　　ABSTRACT</b></p><p>　　As the foundation trade，along with the development and change of other trades and the power systems reform constantly goes deep into in recent years，the development of generatin

9、g electricity enterprise self is very rapid，the application standard of computer in the power plant is more and more higher, the understanding to the comprehensive automation system of power plant is also deep as knows，a

10、nd the step of information construction in generating electricity enterprise is also quickly increasing</p><p>　　This paper introduces integrated automatic control system model of pit-head power station, it

11、is apply computer science technology and modern communications technology to transform the power plant’s production，management and the managerial stream on all direction，conform resources again，raises efficiency and bene

12、fit and strengthen the enterprise’s competitive power . Comprehensive automation is not a new technology application and renovation in the general meaning，but is a completely new manage</p><p>　　In this tex

13、t, first of all, we brief introduce characteristics of coal mine pithead power plant and integrated automatic control system of the power plant including: conception, characteristic ,hierarchical structure and model; nex

14、t，we expound management information system of generate electricity enterprise, it is the structure and function; third，introduce clearly information monitoring system of plant level of power plant, that is: conception，s

15、tructural model，function and safety protection in</p><p>　　Key words : Coal mine pithead power plant ； Network system ； Comprehensive automation system </p><p><b>　　目 錄</b></p

16、><p>　　1 煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)概述1</p><p>　　1.1煤礦坑口電廠的特點1</p><p>　　1.2火電廠自動化發(fā)展階段2</p><p>　　1.3火電廠自動化的發(fā)展趨勢5</p><p>　　1.4我國火電自動化發(fā)展存在的問題6</p><p>　　1.5電廠

17、綜合自動化系統(tǒng)7</p><p>　　1.5.1三種組網(wǎng)方式7</p><p>　　1.5.2電廠綜合自動化系統(tǒng)的概念8</p><p>　　1.5.3電廠綜合自動化系統(tǒng)的基礎8</p><p>　　1.5.4電廠綜合自動化系統(tǒng)的目的8</p><p>　　1.5.5電廠綜合自動化系統(tǒng)的特點8</p&

18、gt;<p>　　1.5.6電廠綜合自動化系統(tǒng)組成9</p><p>　　1.5.7電廠綜合自動化系統(tǒng)的層次結構10</p><p>　　1.6電廠綜合自動化系統(tǒng)功能概述15</p><p>　　1.7本論文要完成的主要工作15</p><p>　　2 電廠管理信息系統(tǒng)16</p><p>&l

19、t;b>　　2.1概念16</b></p><p>　　2.2管理信息系統(tǒng)塔形結構16</p><p>　　2.3管理信息系統(tǒng)的局域網(wǎng)環(huán)境17</p><p>　　2.4管理信息系統(tǒng)信息來源17</p><p>　　2.5管理信息系統(tǒng)面向的對象17</p><p>　　2.6管理信息系統(tǒng)總體

20、結構17</p><p>　　2.6.1管理信息系統(tǒng)子系統(tǒng)19</p><p>　　2.6.2各子系統(tǒng)的功能簡介19</p><p>　　3 電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)21</p><p>　　3.1發(fā)展廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的原因21</p><p>　　3.2廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的概念及作用21</p>

21、<p>　　3.3廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)與機組(車間)級監(jiān)控系統(tǒng)(單元機組DCS)的區(qū)別22</p><p>　　3.4廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)與管理信息系統(tǒng)(MIS)的區(qū)別22</p><p>　　3.5廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)網(wǎng)絡架構22</p><p>　　3.6廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)功能簡介23</p><p>　　4 廠用

22、電氣監(jiān)控系統(tǒng)26</p><p>　　4.1廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)技術的發(fā)展階段26</p><p>　　4.2廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)的特點27</p><p>　　4.3廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)的結構28</p><p>　　4.4廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)的功能29</p><p>　　4.5廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的主要保護31<

23、;/p><p>　　4.6各保護裝置功能簡介31</p><p>　　4.7廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)機組及廠用電部分33</p><p>　　4.7.1機組及廠用電部分進入廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)的范圍33</p><p>　　4.8廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)電廠升壓站與地面35KV變電站部分34</p><p>　　4.9低周保護35&

24、lt;/p><p><b>　　結論37</b></p><p><b>　　參考文獻38</b></p><p><b>　　英文原文40</b></p><p><b>　　中文譯文47</b></p><p><b&

25、gt;　　致 謝53</b></p><p>　　1 煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)概述</p><p>　　1.1煤礦坑口電廠的特點</p><p>　　1、煤礦辦電是煤炭行業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構的重要途徑。</p><p>　　長期以來,在傳統(tǒng)的管理模式和計劃經(jīng)濟的束縛下,煤炭生產(chǎn)產(chǎn)品單一,在社會主義市場經(jīng)濟的形勢下,單一的煤炭開采不

26、能使企業(yè)真正脫困。雖然國家采取了全部放開煤價的重大舉措,但并沒有使煤炭行業(yè)真正從困境中解脫出來。從某種意義上講,電力生產(chǎn)可以看成是煤炭生產(chǎn)的繼續(xù)或煤炭產(chǎn)品的深加工,電力部門由此獲得了豐厚的利潤。與此相反,煤炭行業(yè)作為耗電大戶,一方面低價出售煤炭的初級產(chǎn)品——原煤用于發(fā)電,另一方面則高價購買用煤炭生產(chǎn)出來的產(chǎn)品——電力,這種現(xiàn)象顯然是不合理的。因此,搞活煤炭企業(yè),使煤炭生產(chǎn)變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟優(yōu)勢,煤炭轉(zhuǎn)化為電力,理所當然地應成為煤炭行業(yè)調(diào)整

27、產(chǎn)業(yè)結構的重要途徑。</p><p>　　2、充分合理地利用資源，減少資源的浪費和環(huán)境污染，提高煤炭生產(chǎn)的綜合效益，實現(xiàn)礦區(qū)資源的最優(yōu)化配置。</p><p>　　煤礦辦電如采用沸騰爐燃燒,可燃用不入洗的末煤、劣質(zhì)煤、煤矸石及煤泥等低熱值燃料,從而大幅度降低發(fā)電成本。燃燒后的灰渣具有很高的活性,可作為水泥的摻合料,還可制磚、作井下錨噴骨料、回填料等。</p><p>

28、;　　我國大部分礦區(qū)有豐富的礦井水,處理后可供電廠使用,節(jié)省了電廠在水源上的建設投資,是水資源合理利用的具體體現(xiàn)。</p><p>　　可充分利用煤礦塌陷區(qū)貯灰、造地還田。既解決了電廠灰渣的出路,又利用灰渣充填塌陷區(qū),復土造田,化害為利,解決了一般電廠難以解決的廢灰處理困難和環(huán)境污染問題。</p><p>　　3、 煤礦辦電可減少劣質(zhì)煤的外運和整個煤炭外運量,減輕當前鐵路運輸?shù)木o張狀況,還

29、可利用礦區(qū)已有的公路、鐵路、給排水、通訊、公共建設設施及礦井的貯、裝、運系統(tǒng),最大限度地縮短電廠煤、水、灰的運送距離，這樣同單獨建電廠相比可大大減少基本建設投資。</p><p>　　4、對于一個礦區(qū)來說,噸煤電耗和其它用電一般較為穩(wěn)定,負荷曲線變化不大,有利于電廠穩(wěn)發(fā)、滿發(fā),從而使電廠獲得好的技術經(jīng)濟效益。另一方面,煤礦用電負荷都很大,電廠靠近負荷中心,可縮短輸電距離,減少輸電損失。</p>&l

30、t;p>　　5、可實現(xiàn)礦區(qū)的熱電聯(lián)供，節(jié)省礦區(qū)供熱工程的基建投資，也有利于電廠循環(huán)水等熱源的充分利用，大大提高供熱效率、減少運營費用、減少人員、減少鍋爐房和堆煤場、減輕環(huán)境污染、方便職工的生活。</p><p>　　6、煤礦和電廠在機構設置、勞動組織、指揮系統(tǒng)、經(jīng)營管理等方面可以全盤考慮，有效地避免生產(chǎn)、檢修的不協(xié)調(diào)，減少與合并儲存、運輸、采購、銷售等中間環(huán)節(jié)，減少在供煤計劃方面的扯皮，可節(jié)省人力，降低成本

31、，提高經(jīng)營和管理工作質(zhì)量，取得好的經(jīng)濟效益。煤礦辦電可以大大節(jié)省電廠建設投資。據(jù)測算，實行煤電綜合開發(fā)和聯(lián)營，比煤電各搞各的可節(jié)省5一10%的投資，運營成本一般可降低10%左右。</p><p>　　1.2火電廠自動化發(fā)展階段</p><p><b>　　1、模擬控制</b></p><p>　　模擬控制中, 按照設備功能分散的原則, 分別設置

32、與主輔機相對應的獨立的模擬控制裝置進行調(diào)整控制和順序控制, 采用計算機進行集中監(jiān)視。如圖1.1：</p><p><b>　　圖1.1</b></p><p><b>　　2、第一代數(shù)字控制</b></p><p>　　在70 年代中期, 隨著微型計算機和傳送裝置的發(fā)展, 根據(jù)汽輪機過程快速和鍋爐過程較慢的特點選用相應速度

33、的專用微型計算機進行控制。如圖1.2：</p><p><b>　　圖1.2</b></p><p><b>　　3、第二代數(shù)字控制</b></p><p>　　80 年代中期, 有效地利用了微型計算機和通信裝置的先進技術, 設計了同生產(chǎn)過程結合在一起的分層分散方式, 它是按生產(chǎn)過程構成功能分層并由具有獨立運行能力的分散的

34、“微機站”所組成。系統(tǒng)“站”間用數(shù)字高速公路相互傳遞信息, 增強了CRT的圖形顯示功能、集中操作和維修功能, 特別是為了改善機組的啟停和正常運行的控制功能, 把調(diào)節(jié)和順序控制合并在稱為控制器的“微機站”中，這樣增加了可靠性、經(jīng)濟性、可維護性及控制器的獨立性。這種分層分散方式是近年來在大型火電廠監(jiān)控系統(tǒng)中最普遍的方式(DCS)。如圖1.3：</p><p><b>　　圖1.3</b><

35、/p><p><b>　　4、第三代數(shù)字控制</b></p><p>　　以火電廠自動化系統(tǒng)的形式出現(xiàn)，自動化系統(tǒng)可分為兩級, 第一級為機組級, 這一級中采用開放式DCS和順序控制器, 在線監(jiān)控單元機組、輸變電和輔助車間的生產(chǎn)運行, 并與第二級即全廠級進行通信。全廠級由MIS及廠站機構成,通過通信取得第一級的在線實時監(jiān)控信息,并向第一級發(fā)布各種命令。于是, 廠級生產(chǎn)管理人

36、員、值長通過全廠級的終端可在線了解全廠生產(chǎn)情況和進行在線決策, 克服了用電話這種落后方式不能及時了解全廠生產(chǎn)情況和做出在線決策的缺點。另外, 全廠級可通過遙測、遙信、遙調(diào)和遙控向電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)提供全廠在線實時信息并接收電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)度命令, 經(jīng)全廠經(jīng)濟負荷分配計算后下達命令至機組級, 控制機組啟停、出力和電廠輸出功率。因此采用火電廠自動化系統(tǒng)將會節(jié)約投資, 減少安裝工作量, 易于維護及集中管理, 提高火電廠及電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。

37、如圖1.4：</p><p><b>　　圖1.4</b></p><p>　　1.3火電廠自動化的發(fā)展趨勢</p><p>　　以微處理器為基礎的DCS 在火電廠的應用, 為火電廠自動化的發(fā)展開辟了廣闊的前景, 為火電廠走向綜合自動化提供了必要的技術、物資基礎。當今, 在DCS 的基礎上實現(xiàn)綜合自動化, 已成為國內(nèi)外火電廠自動化發(fā)展的一個重要

38、方向和主流。DCS 在火電廠的早期應用, 由于受其技術條件、結構、功能、特點、價格以及應用環(huán)境等各方面因素的影響和局限, 它僅用于火電機組的主要生產(chǎn)過程控制和機組運行, 并沒有完全實現(xiàn)火電廠全方位、大范圍的計算機過程控制和較高層次( 生產(chǎn)管理層、企業(yè)管理層) , 較全面的計算機信息管理。管理信息系統(tǒng)的應用, 使火電廠的自動化發(fā)展到生產(chǎn)管理乃至企業(yè)管理層, 使火電廠的自動化水平又向前推進了一步。</p><p>　

39、　管理信息系統(tǒng)與過程控制系統(tǒng)的相結合推進了火電廠綜合自動化的進程。目前, 國外火電廠仍在進一步融合多種相關的先進技術與自動化設備, 使其自動化系統(tǒng)的規(guī)模、功能、可靠性、靈活性、擴展性、適應性、實時性、經(jīng)濟性等諸方面不斷地完善和提高, 使系統(tǒng)向下支持現(xiàn)場總線、實現(xiàn)智能傳感器、執(zhí)行器之間可靠的數(shù)字通訊, 向上能與網(wǎng)絡接口, 可實現(xiàn)各計算機系統(tǒng)的相連, 將電廠中各分散和獨立的具有某種特定功能的自動化系統(tǒng)( 如過程控制中的DCS、ECS、管理信

40、息系統(tǒng)MIS、可編程邏輯控制器PLC、故障診斷系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、等等) 。通過開放化的通訊網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫一一集成起來, 使之形成一個總體結構一體化, 機、電、儀設備一體化, 控制、管理和決策功能一體化, 能進行局部自治和整體協(xié)調(diào), 適應生產(chǎn)環(huán)境和市場變化的全廠整體優(yōu)化的綜合自動化系統(tǒng)。</p><p>　　總之, 火電廠自動化系統(tǒng)正沿著智能化、開放化、集成化、高度綜合化的方向高速發(fā)展。</p>&l

41、t;p>　　1.4我國火電自動化發(fā)展存在的問題</p><p>　　我國火電300MW及其以上的火力發(fā)電機組, 已普遍應用了以微處理器為基礎的分散控制系統(tǒng)DCS,基本上實現(xiàn)了生產(chǎn)過程自動控制的自動化, 在很大程度上提高了我國火電廠的自動化水平, 但就其系統(tǒng)的應用、功能開發(fā)、結構完善以及綜合自動化等方面, 依然存在一些不足, 主要反映在:</p><p>　　①我國大型火力發(fā)電機組的計

42、算機控制規(guī)模隨著不同時期、不同條件下興建的，機組的計算機控制有較大差異。</p><p>　?、谠S多電廠的自動化系統(tǒng)仍以單元機組為單位, 構成自成體系的計算機控制系統(tǒng), 在電廠中形成了若干相對獨立、封閉的自動化“孤島”, 而這些“孤島”又隨自動化設備的選型與配置不同, 在結構、功能、特點、技術手段、技術性能、規(guī)范等方面都有所不同, 存在著互連和互操作的問題, 嚴重阻礙了電廠機組及其自動化系統(tǒng)的綜合、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。&

43、lt;/p><p>　?、垭姀S絕大多數(shù)計算機系統(tǒng)尚處于生產(chǎn)過程控制和操作管理層次的應用, 多臺機組以至于全廠的生產(chǎn)、管理、決策綜合自動化系統(tǒng)在國內(nèi)實為少見, 落后于信息社會發(fā)展的管理手段和方法普遍存在, 制約了企業(yè)運作效率的提高和全廠總體生產(chǎn)優(yōu)化的實現(xiàn), 影響了電廠經(jīng)濟效益和社會效益的進一步提高。</p><p>　?、車鴥?nèi)現(xiàn)有的大多數(shù)自動化系統(tǒng), 其功能還不夠全面, 尚不具備現(xiàn)代化生產(chǎn)所需的

44、生產(chǎn)設備故障診斷、壽命分析、能源管理、技術監(jiān)督、負荷優(yōu)化調(diào)度、運行優(yōu)化、專家決策, 缺乏在電網(wǎng)中承擔的自動計費、自動發(fā)電控制、自動電壓無功控制等功能, 可以說,火電廠的自動化還比較單一, 它的自動化系統(tǒng)所承擔的任務還十分有限。</p><p>　　針對當前我國火電廠自動化綜合程度和管理手段與生產(chǎn)發(fā)展不能適應的局面, 充分運用現(xiàn)代科學方法和先進技術, 研究開發(fā)功能強、可靠性高、開放性好, 適合我國國情的全電廠綜合自

45、動化系統(tǒng),有著十分重要的現(xiàn)實意義。</p><p>　　1.5電廠綜合自動化系統(tǒng)</p><p>　　1.5.1三種組網(wǎng)方式</p><p>　　1、快速RS- 485 網(wǎng)</p><p>　　快速RS- 485 網(wǎng)就是在普通RS- 485 串口的基礎上采取一些特殊的控制技術提升RS- 485口的通信速率和帶負載能力,這種方案的最大問題在于普

46、通RS- 485 通信速率低。普通RS- 485 網(wǎng)只能有1 個主節(jié)點, 其他都只能是從節(jié)點, 只有主節(jié)點能主動啟動通信過程, 從接點只能被動應答, 主節(jié)點只能采取輪詢的方式依次對各從節(jié)點進行訪問獲取數(shù)據(jù), 無法做到并發(fā)式處理。RS- 485 網(wǎng)中為了提高通信速率, 常用的方法是: 加快主節(jié)點的查詢速度和頻度, 減少一個RS-485 網(wǎng)中的從節(jié)點數(shù)量, 簡化通信規(guī)約。</p><p>　　缺點：加快主節(jié)點的查詢速

47、度和頻度將加重主節(jié)點的任務負擔, 況且查詢速度和頻度的提升也有其上限。減少單個RS- 485 網(wǎng)中的從節(jié)點數(shù)量的實質(zhì)就是化整為零, 這將增加通信電纜的鋪設工作量。簡化通信規(guī)約可以提高通信速度,但簡化的通信規(guī)約中通信信息語義的不完整。</p><p><b>　　2、現(xiàn)場總線網(wǎng)</b></p><p>　　現(xiàn)場總線是以單個分散的數(shù)字化、智能化的測量和控制設備作為網(wǎng)絡節(jié)點

48、, 用總線連接實現(xiàn)相互交換信息共同完成自動控制功能的網(wǎng)絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng), 其主要特征是采用數(shù)字式通信方式取代設備級的4～20 mA 模擬量或24 V 直流開關量信號, 使用一根電纜連接所有現(xiàn)場設備?，F(xiàn)場總線種類較多, 主要有Profibus、CAN、Lonworks 和WorldFip 等。</p><p><b>　　3、工業(yè)以太網(wǎng)</b></p><p>　　以太

49、網(wǎng)是使用最為廣泛的局域網(wǎng)技術, 在當今所有的網(wǎng)絡連接中有80 %是基于以太網(wǎng)的，以太網(wǎng)具有諸多優(yōu)點。</p><p>　?、佟⒁蕴W(wǎng)的傳輸速度有10 / 100 /1 000 Mbit / s,是現(xiàn)場總線網(wǎng)所無法比擬的。</p><p>　?、?、以太網(wǎng)本身是一種可靠的網(wǎng)絡系統(tǒng), 它使用簡單可靠的CSMA / CD( 載波偵聽多路訪問/ 沖突檢測) 協(xié)議確保可靠的數(shù)據(jù)傳輸。</p>

50、;<p>　　③、 以太網(wǎng)技術的廣泛應用使網(wǎng)絡設備價格大幅度下降, 使其價格比現(xiàn)場總線部件低1～2 個數(shù)量級。</p><p>　?、?、 以太網(wǎng)技術相對于現(xiàn)場總線網(wǎng)的另一個重要優(yōu)勢是有大量的網(wǎng)管和故障排除工具, 目前內(nèi)嵌在交換機和計算機接口中的網(wǎng)絡管理功能提供了強有力的網(wǎng)絡監(jiān)控和故障排除能力, 使得以太網(wǎng)更有穩(wěn)定性保證，現(xiàn)場總線網(wǎng)的網(wǎng)管和故障排除工具很少或幾乎沒有。</p><p

51、>　　1.5.2電廠綜合自動化系統(tǒng)的概念</p><p>　　從廣義上講，指電廠的信息化，是電廠信息化建設的一個目標，是用自動化的手段來處理、分析和管理整個電廠，促進電廠的人流、物流、資金流、信息流的通暢和協(xié)調(diào)，為電廠安全生產(chǎn)、降低成本、提升管理提供革命性的手段，是對電廠未來發(fā)展方向本質(zhì)性的一種描述。從狹義上講，電廠綜合自動化系統(tǒng)是將許多復雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢粤炕臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再為這些數(shù)據(jù)建立合理的數(shù)學模

52、型，通過計算機進行統(tǒng)一處理。</p><p>　　1.5.3電廠綜合自動化系統(tǒng)的基礎</p><p>　　依托信息、網(wǎng)絡和通信技術，通過企業(yè)的組織行為，對電廠各類有效資源進行有序、有效地整合，建設規(guī)范化和標準化的制度體系，建設具有統(tǒng)一信息平臺的各類信息數(shù)據(jù)庫，包括直接控制系統(tǒng)，在線仿真協(xié)調(diào)，管理決策系統(tǒng)等，這些信息將充分共享，高度集成，為電廠管理和生產(chǎn)提供全方位信息，使電廠建設和發(fā)展提高到

53、一個新水平。</p><p>　　1.5.4電廠綜合自動化系統(tǒng)的目的</p><p>　　充分發(fā)揮火電機組運行潛力, 降低生產(chǎn)成本, 保證生產(chǎn)過程的安全性與經(jīng)濟性, 并提高整個企業(yè)的工作效率、管理與決策水平, 改善工作手段和工作環(huán)境, 為火電廠創(chuàng)造直接的經(jīng)濟效益和明顯的社會效益。</p><p>　　1.5.5電廠綜合自動化系統(tǒng)的特點</p><

54、p><b>　　實現(xiàn)集團化管理模式</b></p><p>　　發(fā)電企業(yè)變成一個生產(chǎn)車間，不具備法人地位，只需要很少的管理人員和運行人員，所有數(shù)據(jù)都將通過網(wǎng)絡傳遞到總部，總部將對所有資源合理調(diào)配，高度共享，資源得到充分利用，管理成本大大降低，集團建立高級人才儲備中心，建立統(tǒng)一的檢修隊伍，在區(qū)域內(nèi)建立統(tǒng)一的備品備件中心，建立共享的知識庫和培訓中心，集團內(nèi)部的電廠可以實現(xiàn)完全透明，運行人員

55、遠程指導。</p><p>　　提高機組運行安全可靠性</p><p>　　由于使用現(xiàn)場總線技術，DCS系統(tǒng)提高了信號抗干擾能力，提高了系統(tǒng)整體可靠性，可以對電廠、機組、設備進行全生命周期管理。同時可以使設備維修信息，故障狀態(tài)、設備、機組累計停運小時數(shù)，起停次數(shù)等信息都可以通過現(xiàn)場總線進入監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS），便于管理人員綜合分析，減少設備機組停運次數(shù)，提高機組的安全運行水平。</

56、p><p>　　可以防止故障或信號偏差導致控制和保護系統(tǒng)發(fā)出錯誤信號而造成事故，其診斷功能可以使現(xiàn)場設備的隱患能及早發(fā)現(xiàn)，采取清除措施，使每個員工都變成安全員，自己監(jiān)督自己，每道工序都按要求嚴格執(zhí)行，對設備維修記錄和故障處理情況系統(tǒng)都能自動采集，真正做到精細化管理。</p><p>　　3、提高設備維修水平，實現(xiàn)狀態(tài)檢修。</p><p>　　可以方便的采集設備的管理、

57、診斷及維修信息，使系統(tǒng)具有完善有效地設備診斷功能，真正實現(xiàn)現(xiàn)場設備的遠程編程和維護，實現(xiàn)設備全廠數(shù)據(jù)的集中管理，提供更多的設備信息用于操作和維護，使設備的狀態(tài)檢修成為可能。</p><p>　　4、優(yōu)化運行提高機組經(jīng)濟效益。</p><p>　　電廠綜合自動化系統(tǒng)為企業(yè)提供了一個高效統(tǒng)一的企業(yè)信息平臺，在此平臺上實現(xiàn)各種高級優(yōu)化應用，幫助發(fā)電企業(yè)提高機組效率，節(jié)能降耗、降低電廠管理生產(chǎn)的成

58、本，提高企業(yè)綜合經(jīng)濟效益。</p><p>　　1.5.6電廠綜合自動化系統(tǒng)組成</p><p>　　包括管理信息系統(tǒng)(MIS)、廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)、機組DCS 系統(tǒng)、電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS及輔助車間PLC等。MIS 主要完成設備和維修管理、生產(chǎn)經(jīng)營管理、財務管理等；SIS主要處理全廠實時數(shù)據(jù)，完成廠級生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理，廠級故障診斷和分析，廠級性能計算、分析和負荷優(yōu)化調(diào)度等；機組D

59、CS 實現(xiàn)機組的鍋爐汽機自動化和實時運行控制；電氣監(jiān)控系統(tǒng)包括單元機組電氣監(jiān)控和廠用電自動化，電廠升壓站與地面35KV變電站部分監(jiān)控。圖1.5</p><p><b>　　圖1.5</b></p><p>　　1.5.7電廠綜合自動化系統(tǒng)的層次結構</p><p>　　具有3個層次，2個支持系統(tǒng)，3個層次分別是直接控制層，管控一體化層，生產(chǎn)經(jīng)營

60、輔助決策層，2個支持系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫支持系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。</p><p><b>　　直接控制層</b></p><p>　　完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集和直接控制，包括單元機組主控系統(tǒng)DCS，ECS,汽輪機DEH（數(shù)字電液控制系統(tǒng)），脫硫控制系統(tǒng)及輔助控制網(wǎng)（水處理，輸煤，除灰渣，除塵），目前控制技術是以現(xiàn)場總線為基礎的機、爐、電一體化的控制系統(tǒng)，該層直接與生產(chǎn)設備關聯(lián)

61、，現(xiàn)在都隨設備直接集成，主要提供設備的運行實時信息和狀況。</p><p><b>　　管控一體化層</b></p><p>　　配置了在線監(jiān)測、負荷優(yōu)化調(diào)度、故障診斷等各種機組性能優(yōu)化的高級應用軟件，它完成廠級生產(chǎn)過程的監(jiān)控，結合管理層的信息，對控制系統(tǒng)和機組性能進行整體優(yōu)化和分析，為直接控制層提供操作指導，是管理與控制聯(lián)系的橋梁。該層對直接控制層提供的生產(chǎn)基礎數(shù)據(jù)

62、進行實時采集，并對采集到的數(shù)據(jù)進行顯示、統(tǒng)計、分析和保存，結合生產(chǎn)管理輔助決策層所下達的控制信息，反饋到直接控制層，控制生產(chǎn);同時為生產(chǎn)管理輔助決策層提供所需的分析、統(tǒng)計數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　生產(chǎn)經(jīng)營輔助決策層</b></p><p>　　是生產(chǎn)經(jīng)營輔助決策系統(tǒng)，以董事會經(jīng)營計劃為主線，以物資管理，燃料管理和設備運行檢修管理為基礎，是以安全，經(jīng)濟運行管理

63、為重點，通過事前預算計劃的編制，事中計劃實施過程的控制及事后的總結分析和考核來實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營的閉環(huán)管理，可確保電廠的運營規(guī)范化，科學化和效益化，優(yōu)化電廠的生產(chǎn)計劃和策略，協(xié)調(diào)各部門的運轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)庫支持系統(tǒng)</b></p><p>　　是以關系數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫為基礎，通過面向數(shù)據(jù)主題的電廠數(shù)據(jù)倉庫，它可對電廠各類數(shù)據(jù)進行分析、提煉、集成，為電

64、廠的分析和決策提供支持。</p><p><b>　　計算機網(wǎng)絡支持系統(tǒng)</b></p><p>　　局域網(wǎng)是煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)的開發(fā)基礎和主體框架，該系統(tǒng)可以規(guī)劃為用戶應用系統(tǒng)、網(wǎng)絡應用系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)三個層次。</p><p>　　圖1.6、圖1.7、圖1.8</p><p><b>　　圖1.6

65、</b></p><p><b>　　圖1.7</b></p><p><b>　　圖1.8</b></p><p>　　1.6電廠綜合自動化系統(tǒng)功能概述</p><p>　　1、系統(tǒng)自動化: 向用戶提供豐富實用的服務信息, 也可向上級網(wǎng)絡及有關領導和部門提供實時信息。</p>

66、;<p>　　2、控制功能: 根據(jù)火電機組的特性, 實現(xiàn)設備狀態(tài)、生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制等功能。</p><p>　　3、生產(chǎn)管理功能: 能共享實時監(jiān)測系統(tǒng)的大量信息, 實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、負荷優(yōu)化調(diào)度、運行等信息的管理。</p><p>　　4、能源管理功能: 實現(xiàn)燃料的消耗、儲備、品質(zhì)管理, 能提供有關能源項目的管理。</p><p>　　5、設備管理功能:

67、 對設備的運行狀態(tài)、缺陷、故障、備件更換等進行全面的管理, 保證電廠安全生產(chǎn), 有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展。</p><p>　　6、綜合管理和決策功能: 實現(xiàn)各管理功能的綜合, 分析管理中的技術數(shù)據(jù), 全面地掌握電廠各環(huán)節(jié)、各部門的運轉(zhuǎn)現(xiàn)狀, 統(tǒng)籌組織和安排生產(chǎn), 對生產(chǎn)作出合理、優(yōu)化的決策。</p><p>　　7、其它功能: 實現(xiàn)企業(yè)財務管理、技術管理、后勤管理等的計算機系統(tǒng)。 </

68、p><p>　　1.7本論文要完成的主要工作</p><p>　　本論文從系統(tǒng)論的觀點出發(fā)，對煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)進行了探討和剖析。</p><p><b>　　主要工作有:</b></p><p>　　第一步，簡要介紹煤礦坑口電廠的特點，電廠綜合自動化的概念、組成及層次結構模型，概述了煤礦坑口電廠綜合自動化系統(tǒng)的功能

69、。</p><p>　　第二步，對電廠管理信息系統(tǒng)的概念、結構和功能進行分析和介紹。</p><p>　　第三步，對電廠廠級信息監(jiān)控系統(tǒng)的概念、網(wǎng)絡架構、功能進行描述。</p><p>　　第四步，介紹了電廠廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展階段、結構、功能，并對機組及廠用電部分，電廠升壓站與地面35KV變電站部分進行了分析。</p><p>　　2 電

70、廠管理信息系統(tǒng)</p><p><b>　　2.1概念</b></p><p>　　管理信息系統(tǒng)是一種綜合性的人一機系統(tǒng)，以計算機科學和現(xiàn)代通信技術為基礎，從全局輔助一個電廠的作業(yè)、管理與決策和各功能信息子系統(tǒng)有機組成的系統(tǒng)，管理信息系統(tǒng)通常簡稱為MIS。</p><p>　　2.2管理信息系統(tǒng)塔形結構</p><p>

71、　　常被人們描述成一個三級的塔形結構。</p><p>　　第一級是操作控制級。它由事務處理、狀態(tài)查詢等組成，包括數(shù)據(jù)處理或操作管理部門執(zhí)行操作等功能。</p><p>　　第二級是管理控制級。它由輔助日常作業(yè)管理用的信息資源組成。</p><p>　　第三級是戰(zhàn)略和決策計劃級。由輔助高級管理人員制定規(guī)劃和政策用的資源組成。如圖2.1</p><

72、p><b>　　圖2.1</b></p><p>　　2.3管理信息系統(tǒng)的局域網(wǎng)環(huán)境</p><p>　　局域網(wǎng)是MIS的開發(fā)基礎和主體框架，因而可將網(wǎng)絡支持的MIS規(guī)劃為用戶應用系統(tǒng)、網(wǎng)絡應用系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)三個層次。</p><p>　　2.4管理信息系統(tǒng)信息來源</p><p>　　一方面從電廠監(jiān)控信息系統(tǒng)

73、(SIS)取得的實時數(shù)據(jù)及其處理后的信息，另一方面采集和處理生產(chǎn)管理、行政管理的非實時信息，為生產(chǎn)、經(jīng)營和行政的管理(如設備和維修管理、生產(chǎn)經(jīng)營管理、財務管理、辦公自動化等)服務，實現(xiàn)電廠內(nèi)部管理現(xiàn)代化，同時向上級管理部門(集團公司MIS系統(tǒng))發(fā)送管理、生產(chǎn)信息，以適應廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)的電力體制改革的需要。</p><p>　　2.5管理信息系統(tǒng)面向的對象</p><p>　　管理信息系

74、統(tǒng)面向電廠的領導和全廠各職能部門，為決策層和管理層(其中包含事務處理層)兩個層次的管理人員和部分基層專業(yè)管理人員服務。其中，決策層由廠領導和各專業(yè)決策人員組成，負責對全廠重大問題進行決策，這是本系統(tǒng)的高級服務對象;管理層指廠級管理機構(科室及直屬單位)，按一定的時間和一定的方式，對日常數(shù)據(jù)進行收集，加工處理和生成報表等。在數(shù)據(jù)處理的同時，定期對業(yè)務范圍的過去、現(xiàn)在和將來情況進行分析和控制，這是本系統(tǒng)服務的直接對象。</p>

75、<p>　　2.6管理信息系統(tǒng)總體結構</p><p>　　主要包括:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和各業(yè)務子系統(tǒng)及與外界接口。如圖2.2</p><p><b>　　圖2.2</b></p><p>　　其中，與外界的接口包括SIS系統(tǒng)、發(fā)電集團企業(yè)MIS系統(tǒng)等。如圖2.3</p><p><b>　　圖2.3<

76、;/b></p><p>　　2.6.1管理信息系統(tǒng)子系統(tǒng)</p><p>　　1、生產(chǎn)運行管理子系統(tǒng)2、設備管理子系統(tǒng)</p><p>　　3、生產(chǎn)技術管理子系統(tǒng)4、計劃統(tǒng)計管理子系統(tǒng)</p><p>　　5、人力資源管理子系統(tǒng)6、財務管理子系統(tǒng)</p><p>　　7、燃料管理子系統(tǒng)8、物資管理子系統(tǒng)<

77、/p><p>　　9、安全監(jiān)察管理子系統(tǒng)10、辦公自動化子系統(tǒng)</p><p>　　11、黨工團管理子系統(tǒng)12、安全保衛(wèi)管理子系統(tǒng)</p><p>　　13、物業(yè)管理子系統(tǒng)14、綜合查詢子系統(tǒng)</p><p>　　15、輔助決策系統(tǒng)16、缺陷管理系統(tǒng)</p><p>　　17、可靠性管理系統(tǒng)</p><

78、p>　　2.6.2各子系統(tǒng)的功能簡介</p><p>　　1、生產(chǎn)運行管理子系統(tǒng)</p><p>　　實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時、順暢的傳送;能夠使有關人員和廠領導及時了解、掌握生產(chǎn)各項經(jīng)濟指標完成情況和設備運行狀況;促使管理科學化，實現(xiàn)生產(chǎn)運行的科學、低耗。</p><p><b>　　2、設備管理子系統(tǒng)</b></p><p

79、>　　運行、檢修人員及時、準確、方便、快捷地了解電廠設備的靜態(tài)及動態(tài)信息，設備運行狀況，以便根據(jù)實際生產(chǎn)需要，對設備現(xiàn)狀及工作計劃做出必要的調(diào)整，為電廠安全經(jīng)濟運行提供健康設備。</p><p>　　3、生產(chǎn)技術管理子系統(tǒng)</p><p>　　實現(xiàn)對電廠基礎工作管理，完成各項技術指標，安全經(jīng)濟發(fā)電，對各項生產(chǎn)技術進行管理，提高科技管理水平，提高電廠運行質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。</p&

80、gt;<p>　　4、計劃統(tǒng)計管理子系統(tǒng)</p><p>　　實現(xiàn)規(guī)劃、計劃制定的科學化，加強經(jīng)濟指標考核，做好統(tǒng)計分析，使各部門責任明確，做到安全、經(jīng)濟，不斷提高經(jīng)濟效益。</p><p>　　5、人力資源管理子系統(tǒng)</p><p>　　做好定崗定員管理，精簡機構，提高效率;加強人員業(yè)績考核管理，提高勞動生產(chǎn)率;做好人員崗位培訓，提高人員技能;做好保

81、險管理，保證社會安定。</p><p>　　6、安全監(jiān)察管理子系統(tǒng)</p><p>　　以預防為主，保證安全生產(chǎn)，為安全監(jiān)察提供先進的管理手段，提前發(fā)現(xiàn)事故隱患，總結事故發(fā)生規(guī)律，從而杜絕事故，保證安全生產(chǎn)。</p><p><b>　　7、燃料管理子系統(tǒng)</b></p><p>　　科學高效地從燃料進廠、驗收、耗用、化

82、驗到統(tǒng)計核算進行管理，明確各部門職責，做到增收節(jié)支，減少浪費，提高效益。</p><p><b>　　8、財務管理子系統(tǒng)</b></p><p>　　及時、準確、方便、快捷地了解電廠各項經(jīng)濟指標，以便根據(jù)實際生產(chǎn)需要，對工作計劃安排做出必要的調(diào)整，實現(xiàn)資金的優(yōu)化管理。</p><p><b>　　9、物資管理子系統(tǒng)</b>

83、</p><p>　　有關人員及時、準確、方便、快捷地了解電廠庫存物資及物資領用情況，保證物資供應，降低資金占用。</p><p>　　10、辦公自動化子系統(tǒng)</p><p>　　支持企業(yè)無紙化辦公，促進廠內(nèi)、外的信息交流，更好地提高工作效率。</p><p>　　11、黨工團管理子系統(tǒng)</p><p>　　加強黨團管

84、理，做好基層黨團組織建設和政治思想宣傳工作;做好工會工作，實現(xiàn)民主生活制度化、關心群眾生活，鼓勵先進。</p><p>　　12、安全保衛(wèi)管理子系統(tǒng)</p><p>　　加強安全保衛(wèi)工作，確保生產(chǎn)、生活的安全。</p><p>　　13、物業(yè)管理子系統(tǒng)</p><p>　　做好住房管理，保證職工安居樂業(yè)。</p><p&g

85、t;　　14、綜合查詢子系統(tǒng)</p><p>　　采用WEB和數(shù)據(jù)庫技術，以多種方式(圖形、參數(shù)列表等)為廠領導和各級管理人員提供綜合信息服務</p><p><b>　　15、輔助決策系統(tǒng)</b></p><p>　　實時電廠成本核算，根據(jù)核算信息實時控制成本;根據(jù)成本計算模型可以預測成本，為電力報價提供科學依據(jù)。</p>&l

86、t;p><b>　　16、缺陷管理系統(tǒng)</b></p><p>　　這是一個多用戶的管理系統(tǒng)，系統(tǒng)主要實現(xiàn)運行設備缺陷的計算機管理。</p><p>　　17、可靠性管理系統(tǒng)</p><p>　　通過對可靠性的分析評價，確定設備或系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)、關鍵部位，以及應采取的相應處理措施。</p><p>　　3 電廠廠級

87、監(jiān)控信息系統(tǒng)</p><p>　　3.1發(fā)展廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的原因</p><p>　　近年來，許多電廠相繼建設了管理信息系統(tǒng)（MIS），為電廠的現(xiàn)代化管理與節(jié)能增效提供了良好的基礎。MIS系統(tǒng)主要服務于事務管理，對象是辦公自動化領域，以組織、交換和共享管理信息和數(shù)據(jù)為目的，數(shù)據(jù)通信負荷一般具有大小不可預計和突發(fā)性的特點（如上班高峰），且其安全可靠性要求也并不很高，而生產(chǎn)過程通信網(wǎng)絡如DC

88、S網(wǎng)絡則有很高的安全可靠性要求，并且生產(chǎn)過程信息及通信負荷均具有相對連續(xù)穩(wěn)定的特點，在這種情況下，倘若由于MIS系統(tǒng)大量突發(fā)的數(shù)據(jù)請求，對生產(chǎn)過程通信網(wǎng)絡帶來大量突發(fā)性傳輸負荷的影響，從而也就無法有效保證生產(chǎn)過程信息的傳輸帶寬。為此，從保障安全生產(chǎn)角度出發(fā)必須將MIS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)進行隔離。</p><p>　　現(xiàn)在我國電廠基本實現(xiàn)了各單元發(fā)電機組的自動化控制，但一臺機組的DCS與另一臺機組的DCS間彼此隔離，

89、形成機組間的“控制（信息）孤島”，使生產(chǎn)管理者不能實時、全面、準確地掌握各機組的運行狀況，更無法實現(xiàn)各單元機組間負荷的經(jīng)濟分配。如果將多臺機組DCS的操作管理層網(wǎng)絡連接在一起，就會導致多個DCS 通信系統(tǒng)的直接耦合，形成一個非常復雜的直接耦合系統(tǒng)同時，為優(yōu)化和管理的目的還要在該耦合系統(tǒng)中運行大量的應用軟件，降低了單元機組的監(jiān)控可靠性和傳輸實時性。</p><p>　　3.2廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的概念及作用</p

90、><p>　　廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)是集過程實時監(jiān)測、優(yōu)化控制及生產(chǎn)過程管理為一體的廠級自動化信息系統(tǒng)。其目的是為了提高機組運行的經(jīng)濟性和安全性，提供在線分析和指導，為生產(chǎn)管理決策服務。同時，在電廠控制層和管理層之間起到數(shù)據(jù)信息橋梁的作用。</p><p>　　該系統(tǒng)通過對火電廠生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測和分析，實現(xiàn)對全廠生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制和負荷優(yōu)化調(diào)度，在整個電廠范圍內(nèi)充分發(fā)揮主輔機設備的潛力，達到整個電

91、廠生產(chǎn)系統(tǒng)運行在最佳工況的目的；同時該系統(tǒng)提供全廠完整的生產(chǎn)過程歷史／實時數(shù)據(jù)信息，可作為電力集團公司信息化網(wǎng)絡的可靠生產(chǎn)信息資源，使集團公司管理人員能夠?qū)崟r掌握各發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)信息及輔助決策信息，充分利用和共享信息資源，提高決策科學性。</p><p>　　3.3廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)與機組(車間)級監(jiān)控系統(tǒng)(單元機組DCS)的區(qū)別</p><p><b>　　服務對象不同&

92、lt;/b></p><p>　　SIS主要為全廠綜合優(yōu)化服務,而DCS等是為機組(車間)級自動化服務。</p><p><b>　　主要功能不同</b></p><p>　　SIS功能大量用于對實時生產(chǎn)過程的管理目的,只有少量用于監(jiān)控目的(例如負荷優(yōu)化調(diào)度),而DCS等則相反,主要是監(jiān)控功能,但也同樣包括少量管理信息(歷史數(shù)據(jù)存檔)。&

93、lt;/p><p>　　3.4廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)與管理信息系統(tǒng)(MIS)的區(qū)別</p><p><b>　　服務范疇不同</b></p><p>　　SIS屬于實時生產(chǎn)過程管理和監(jiān)控范疇,而MIS屬于企業(yè)管理現(xiàn)代化的范疇。</p><p><b>　　實時性要求不同</b></p>

94、<p>　　SIS實時性強,且不說全廠生產(chǎn)過程的綜合監(jiān)控需要連續(xù)進行(負荷優(yōu)化調(diào)度),就是生產(chǎn)過程的管理,也屬于實時性管理,許多問題也必須不間斷地處理(例如設備狀態(tài)監(jiān)測和分析);相對而言,MIS實時性要求就低一些,屬于離線分析和管理,一般也無需值班</p><p>　　3.5廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)網(wǎng)絡架構</p><p>　　網(wǎng)絡主要采用了分層分布式設計，整個SIS系統(tǒng)分為上下兩層，

95、下層為SIS接口層網(wǎng)絡，采用獨立接口機連接各個獨立控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，上層為SIS應用層網(wǎng)絡，連接SIS系統(tǒng)的各應用服務器。通過分層式設計，一方面便于分散通信負荷，提高各層通信效率和網(wǎng)絡可靠性;另一方面也可以通過數(shù)據(jù)服務器進行技術和通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，上層技術選擇強調(diào)開放性，而下層則更強調(diào)與各控制網(wǎng)絡的互通性，而實時/歷史數(shù)據(jù)服務器采用冗余配置，增強網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的安全性。如圖3.1</p><p><b>　

96、　圖3.1</b></p><p>　　實時/歷史數(shù)據(jù)庫不僅作為各應用軟件的數(shù)據(jù)來源，而且還可以作為各應用軟件的數(shù)據(jù)存儲備份工具。</p><p>　　3.6廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)功能簡介</p><p><b>　　如圖3.2</b></p><p><b>　　圖3.2</b></p

97、><p>　　1、全廠生產(chǎn)系統(tǒng)實時信息顯示</p><p>　　該功能以畫面、曲線、棒狀圖等形式顯示機組及其輔助設備的運行狀態(tài)、參數(shù)、系統(tǒng)圖，為廠級生產(chǎn)管理人員提供實時信息。同時記錄生產(chǎn)過程的主要數(shù)據(jù)，生成各職能部門需要的全廠各類生產(chǎn)、經(jīng)濟指標的統(tǒng)計報表。包括：</p><p><b>　?、俟に嚵鞒虉D</b></p><p&g

98、t;　　在SIS上可直觀的顯示DCS、ECS、水網(wǎng)、灰網(wǎng)等系統(tǒng)的監(jiān)控畫面，各系統(tǒng)的設備狀態(tài)、運行狀況、相關數(shù)據(jù)直觀的實時顯示。</p><p><b>　　考核指標查詢</b></p><p>　　對電廠運行的安全性、經(jīng)濟性具有特殊意義的現(xiàn)場實時參數(shù)可以用各種方式顯示，對模擬量或開關量可以曲線顯示，動態(tài)顯示其變化趨勢，可直觀對各數(shù)據(jù)點進行比較。</p>

99、<p><b>　　趨勢查詢</b></p><p>　　對實時/歷史數(shù)據(jù)庫中的記錄的模擬量及開關量數(shù)據(jù)可以曲線形式顯示，供參考和分析。</p><p><b>　　歷史數(shù)據(jù)查詢</b></p><p>　　可根據(jù)用戶需求對歷史數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)進行查詢，通過選擇適當?shù)臄?shù)據(jù)點并給出相關的查詢條件，可查詢數(shù)據(jù)點在某

100、段時期內(nèi)的所有歷史數(shù)據(jù)。</p><p>　　2、性能計算和經(jīng)濟性分析</p><p>　　該功能用于計算單元機組各主輔設備的效率等性能參數(shù)，主要有鍋爐、汽輪機、凝汽器、給水加熱器、鍋爐給水泵及給水泵汽輪機、空氣預熱器、過熱器、再熱器、泵與風機等性能計算，它以獲得最佳發(fā)電成本為目標，將機組和輔助設備的當前各性能參數(shù)與理想值進行計算比較，將偏差以百分數(shù)形式顯示于屏幕，以便于運行人員矯正偏差。

101、</p><p>　　3、 在線性能監(jiān)測與分析</p><p>　　該功能的主要目的是通過收集和分析有用、實時的運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電廠運行條件的優(yōu)化，以改善電廠的性能和經(jīng)濟性。系統(tǒng)能計算實際系統(tǒng)性能參數(shù)與性能參數(shù)的應達值之差，指出造成參數(shù)偏差的原因。還要計算這些偏差將造成的設備異?；驌p耗，并發(fā)出警報，且能提供長期記錄。系統(tǒng)根據(jù)性能參數(shù)的偏差值，在CRT上顯示運行人員可控參數(shù)，使運行人員通過調(diào)

102、整設備減小偏差。運行人員的可控參數(shù)分為兩類。第一類與運行人員的控制操作有直接關系，如主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、再熱器噴水量、鍋爐排煙溫度、鍋爐過剩含氧量、空氣預熱器風溫等。第二類除與運行人員的控制操作水平有關外，還與設備的運行工況等有關，如凝汽器背壓、過熱器噴水量、凝結水過冷度、鍋爐給水溫度、廠用電量、凝結水補水量、連續(xù)排污流量等。</p><p>　　4、預測與預防性維護</p>&l

103、t;p>　　以工況為基礎的預防性維護，這是目前最高層次的設備維護，即在生產(chǎn)過程中對設備的多種性能指標進行實時檢測和評估，再根據(jù)預先確定的數(shù)學模型進行分析、計算和預測，確定設備維修時間。</p><p><b>　?、贆C組壽命管理</b></p><p>　　壽命監(jiān)測和管理 （包括給水泵）是通過啟動曲線、運行曲線、壽命曲線和廠家提供的各種數(shù)據(jù)、圖表來配置設備的預測

104、與預防性維護方案，為分析和比較，系統(tǒng)能根據(jù)每次啟停計算壽命損耗且累積最終壽命損耗，儲存每次啟停的壽命損耗率，同時系統(tǒng)根據(jù)各種運行參數(shù)和設備的運行時間，在CRT上為運行操作人員顯示出對維護的預測和指令</p><p>　　②狀態(tài)監(jiān)視和故障診斷</p><p>　　通過對過程各部分的變量進行邏輯評估來監(jiān)視過程，并將過程的實際狀態(tài)與動態(tài)過程模型進行比較，面向狀態(tài)進行診斷和早期報警，使運行人員能在

105、故障發(fā)生前對這一問題進行糾正，并將診斷出的問題以因果圖的方式顯示出來。并可自動提供高精度實時設備性能數(shù)據(jù)，供管理人員分析和編寫報告時使用。通過對所采集的測點數(shù)據(jù)進行分析，并與標準模型進行比較，對診斷出錯誤的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，調(diào)整后的數(shù)據(jù)發(fā)往管理信息系統(tǒng)或過程控制系統(tǒng)，參與生產(chǎn)過程的控制。</p><p>　　5、全廠負荷優(yōu)化調(diào)度</p><p>　　在出現(xiàn)電力市場交易中心后，傳統(tǒng)的計劃經(jīng)濟模式

106、改為通過電廠或機組的電量競價模式分配負荷，調(diào)度中心把實時負荷指令直接下達到電廠的監(jiān)控系統(tǒng)。如圖3.3</p><p><b>　　圖3.3</b></p><p>　　此時利用SIS可改變電網(wǎng)總調(diào)對電廠負荷控制方式，總調(diào)不再直接控制機組，而改為對全廠監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出負荷指令。根據(jù)總調(diào)來的預測負荷曲線，結合機組負荷響應性能，實現(xiàn)各機組的負荷最優(yōu)分配，以獲取全廠最大的經(jīng)濟效益

107、，并可根據(jù)需要分別制定出實時優(yōu)化、短期優(yōu)化和中期優(yōu)化，有利于電廠的經(jīng)濟運行，也有利于廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)的商業(yè)化運行方式的實現(xiàn)。</p><p>　　4 廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)</p><p>　　4.1廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)技術的發(fā)展階段</p><p>　　1、第一個階段：是一對一的控制方式。</p><p>　　設置發(fā)電機廠用電控制屏, 通過測量儀表

108、、光字牌和指示燈進行監(jiān)測, 控制開關采用一對一的強電控制方式, 也是發(fā)電廠設計原始的控制系統(tǒng), 此方式的控制系統(tǒng)特點是設備監(jiān)控簡捷明了, 自動化程度低。</p><p>　　2、第二個階段：是電氣監(jiān)控納入集散控制系統(tǒng)(DCS)。</p><p>　　在這個階段, 廠用電氣監(jiān)控納入DCS 主要是指發(fā)電機變壓器組由DCS進行測量與控制; 直流系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)(UPS) 、廠用電快切等由DC

109、S 實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集; 6 kV 廠用電保護、380 V 電動機控制裝置、380 V 配電控制裝置等各自獨立, 測控功能由DCS 直接進行。</p><p>　　主要存在以下問題: 通信能力比較弱、可靠性不高對DCS 下發(fā)的控制命令無法快速響應, 也無法快速地把相關電氣量傳給DCS, 不能滿足DCS 對參與順序控制的電氣量進行快速數(shù)據(jù)采集的要求。所以常規(guī)做法是對這些要參與DCS 順序控制的電氣量專門鋪設二次電纜和加裝

110、變送器,由DCS 直接進行數(shù)據(jù)采集和控制操作, 鋪設電纜的工作量很大, 投資也很高。</p><p>　　3、第三個階段是全數(shù)字化的電氣監(jiān)控系統(tǒng)，并為DCS 提供所需信息接口和控制接口。</p><p>　　廠用電保護裝置能滿足保護、測控和高速通信一體化的要求, 通過工業(yè)現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)將廠用電氣系統(tǒng)組成局域網(wǎng), 構建成專用的ECS, 實現(xiàn)完全數(shù)字化的電氣信息量監(jiān)控, 同時為DCS 提供高

111、速實時的數(shù)字化通信接口。這時DCS 對參與順序控制的電氣量的采集和控制完全是以通信軟報文的方式進行, 不需要二次電纜硬接線。</p><p>　　4.2廠用電氣監(jiān)控系統(tǒng)的特點</p><p>　　1、電氣設備相對熱工設備而言控制對象少，操作頻率低，有的系統(tǒng)或設備運行正常時，時常幾個月或更長時間才操作一次。</p><p>　　2、電氣設備保護自動裝置要求可靠性高，動

112、作速度快。發(fā)變組保護動作速度要求在40 ms以內(nèi)；自動準同期采用同步電壓方式，轉(zhuǎn)速、電壓調(diào)整和滑壓控制要求在5 ms以內(nèi)；電壓自動調(diào)整裝置快速勵磁要求時間極短，廠用電快切裝置快速切換時間一般小于60～80 ms。</p><p>　　3、300 MW及以上機組一般每2臺機組共用1臺起/備變，任一機組檢修都不能影響另1臺機組的正常運行，因此DCS控制應考慮其控制方式，確保只能有1臺機組的DCS實現(xiàn)對共用部分的控制，