CN105467966A - 基于服务器结构的电厂一体化控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于服务器结构的电厂一体化控制系统，包括单元机组DCS操作员站、单元机组DCS服务器、单元机组DCS控制系统、交换机、辅助车间操作员站、辅助车间服务器以及与所述单元机组DCS控制系统具有相同组态和监控系统的辅助车间PLC控制系统；所述单元机组DCS操作员站、所述单元机组DCS服务器、所述辅助车间操作员站以及所述辅助车间服务器均与所述交换机连接；所述单元机组DCS控制系统与所述单元机组DCS服务器连接；所述辅助车间PLC控制系统与所述辅助车间服务器连接。本发明降低了电厂一体化控制系统的成本，缩短了工程周期且实现了控制信息的共享。

Description

基于服务器结构的电厂一体化控制系统
技术领域
本发明涉及控制系统一体化技术领域，特别是涉及一种基于服务器结构的电厂一体化控制系统。
背景技术
电厂控制系统一体化是目前的发展趋势，但是在实施的过程中遇到了很多问题，对设计和施工造成了一定的困难。目前主要有两种方案实现电厂控制系统一体化：
方案一：单元机组设备采用独立的DCS(DistributeControlSystem，分散控制系统)进行控制，辅助车间采用独立的PLC(ProgrammableLogicController，可编程序逻辑控制器)控制系统进行控制，辅助车间PLC设备随工艺设备打包采购。这种方式的缺点是多个控制系统协议不同，相互之间的信息共享度不高，而且在操作员站操作界面不统一，操作方式迥异。
方案二：单元机组设备采用DCS控制系统进行控制，辅助车间采用与单元机组DCS控制系统相同的硬件进行控制。这种方案虽然能实现电厂一体化控制，但是成本太高，主要原因如下：由于DCS设备供货的单一性，辅助车间控制系统中的DCS设备如由辅助车间设备供应商随设备配供，则会造成控制系统设备的价格过高。如辅助车间控制系统DCS设备与单元机组控制系统DCS设备一并采购，价格相对会低一些，但是由于各控制系统的设计和施工进度不一致，DCS设备必须按最早投用的系统的进度进行采购。一般电厂中锅炉补给水系统需最早投用，因此必须按照锅炉补给水系统的进度进行DCS设备的采购，这样会导致很多系统的I/O点数估计不准，很可能导致与最终的施工图不一致，造成浪费或增加设备采购的费用。此外，由于DCS设备的供货的单一性，造成电厂投产后，备品备件的采购价格也极高。由此可见，如采用方案二进行电厂一体化控制，需要较高成本且极易产生浪费。
发明内容
基于此，为解决现有技术中的问题，本发明提供一种基于服务器结构的电厂一体化控制系统，实现全厂控制系统信息的共享，统一操作方式，方便运行人员操作，且有效降低成本。
为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：
一种基于服务器结构的电厂一体化控制系统，包括单元机组DCS操作员站、单元机组DCS服务器、单元机组DCS控制系统、交换机、辅助车间操作员站、辅助车间服务器以及与所述单元机组DCS控制系统具有相同组态和监控系统的辅助车间PLC控制系统；
所述单元机组DCS操作员站、所述单元机组DCS服务器、所述辅助车间操作员站以及所述辅助车间服务器均与所述交换机连接；
所述单元机组DCS控制系统与所述单元机组DCS服务器连接；所述辅助车间PLC控制系统与所述辅助车间服务器连接。
采用本发明的技术方案，辅助车间PLC控制系统与单元机组DCS控制系统具有相同组态和监控系统，即辅助车间PLC控制网络采用与单元机组DCS控制网络相同的组态编程和监控软件，单元机组DCS操作员站可以通过交换机获得辅助车间服务器中存储的数据，辅助车间操作员站也可以通过交换机获得单元机组DCS服务器中存储的数据，实现全厂控制信息的共享。而且由于控制信息的共享，不论是单元机组DCS操作员站，还是辅助车间操作员站，其操作界面和功能都是统一的，方便运行人员操作，可减少运行人员数量，降低人力成本。另外，本发明中辅助车间采用PLC控制系统，可随工艺设备打包采购PLC设备，不会影响工程进度。而且，PLC设备比DCS设备更适合辅助车间现场较为恶劣的环境，且其备品备件采购渠道多，采购成本较低，进一步降低了电厂一体化控制系统的成本。
附图说明
图1为本发明的基于服务器结构的电厂一体化控制系统在实施例一中的结构示意图；
图2是本发明的基于服务器结构的电厂一体化控制系统在实施例二中的结构示意图；
图3为本发明实施例二中基于服务器结构的电厂一体化控制系统的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应当理解的是，尽管在下文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
图1是本发明的基于服务器结构的电厂一体化控制系统在实施例一中的结构示意图，在该实施例一中，基于服务器结构的电厂一体化控制系统包括单元机组DCS操作员站11、单元机组DCS服务器12、单元机组DCS控制系统13、辅助车间操作员站21(BOP操作员站)、辅助车间服务器22、辅助车间PLC控制系统23以及交换机3。操作员站是指作为操作员操作台使用的人机接口设备，包括显示器、主机、键盘、鼠标或光笔等等。辅助车间PLC控制系统23与单元机组DCS控制系统具有相同组态和监控系统，即辅助车间PLC控制网络采用与单元机组DCS控制网络相同的组态编程和监控软件。
单元机组DCS操作员站11、单元机组DCS服务器12、辅助车间操作员站21以及辅助车间服务器22均与交换机3连接，单元机组DCS控制系统13与单元机组DCS服务器12连接，辅助车间PLC控制系统23与辅助车间服务器22连接。
在本实施例中，单元机组采用DCS控制系统，而辅助车间采用PLC控制系统，这是因为PLC设备更适合辅助车间现场较为恶劣的环境，且备品备件采购渠道多，采购成本较低。
单元机组DCS服务器12中存储了单元机组DCS操作员站11与单元机组DCS控制系统13交互的信息，辅助车间服务器22中存储了辅助车间操作员站21与辅助车间PLC控制系统13交互的信息，并且辅助车间PLC控制网络采用与单元机组DCS控制网络相同的组态编程和监控软件，因此不存在通信协议不同的问题。单元机组DCS操作员站11可以通过交换机3获得辅助车间服务器22中存储的数据，辅助车间操作员站21也可以通过交换机3获得单元机组服务器12中存储的数据，可以实现全厂控制信息的共享。单元机组DCS操作员站11和辅助车间操作员站21可共享控制信息，两者操作界面和功能都是统一的，方便运行人员操作，并且可减少运行人员数量，降低人力成本。
图2是本发明的基于服务器结构的电厂一体化控制系统在实施例二中的结构示意图，图3为本实施例二中基于服务器结构的电厂一体化控制系统的另一结构示意图，参照图2、图3所示，在该实施例二中，基于服务器结构的电厂一体化控制系统包括单元机组DCS操作员站11、单元机组DCS服务器12、单元机组DCS控制系统13、辅助车间操作员站21、辅助车间服务器22、辅助车间PLC控制系统23、交换机3，进一步的，还包括单元机组DCS工程师站14、单元机组DCS历史站15。其中，工程师站是指供工业过程控制工程师使用的，对计算机系统进行组态、编程、修改等的工作站；历史站是指存放历史数据的工作站。在该实施例二中单元机组DCS工程师站14和单元机组DCS历史站15均与交换机3连接。
在一种可选的实施方式中，如图2所示，该实施例二中的基于服务器结构的电厂一体化控制系统还包括辅助车间工程师站24、辅助车间历史站25。辅助车间工程师站24和辅助车间历史站25均与交换机3连接。
基于上述结构，单元机组DCS工程师站14通过交换机3可以访问辅助车间服务器22中存储的数据以及辅助车间历史站25中存储的历史数据，辅助车间工程师站24也可以访问单元机组DCS服务器12中存储的数据以及单元机组DCS历史站15中存储的历史数据，进一步实现了电厂控制系统的信息共享。
较佳的，本实施例二中的单元机组DCS服务器12包括第一单元机组DCS服务器121和第二单元机组DCS服务器122；第一单元机组DCS服务器121和第二单元机组DCS服务器122均与交换机3和单元机组DCS控制系统13连接。
较佳的，本实施例二中的辅助车间服务器22包括第一辅助车间服务器221和第二辅助车间服务器222，第一辅助车间服务器221和第二辅助车间服务器222均与交换机3和辅助车间PLC控制系统23连接。
通过服务器冗余，当第一单元机组DCS服务器121出现故障时，可以投入第二单元机组DCS服务器122进行工作，同理，当第一辅助车间服务器221出现故障时，可以投入第二辅助车间服务器222进行工作，有效保障了控制系统的稳定性。
在一种可选的实施方式中，本实施例二中的基于服务器结构的电厂一体化控制系统还包括厂级监控信息系统4(SupervisoryInformationSysteminplantlevel，SIS)，厂级监控信息系统4与交换机3连接。这样SIS可以在电厂生产过程中进行实时地信息采集、处理和监视，运行经济性能计算分析和操作指导，实时运行调度，优化运行和操作指导、优化控制，设备状态监测及故障诊断等，从而降低电厂的火电煤耗、实现科学分配机组负荷、延长设备使用寿命，减少重大事故的发生。
在一种可选的实施方式中，本实施例二中的单元机组DCS控制系统13包括单元机组交换机131、DCS子控制系统132；DCS子控制系统132分别连接单元机组现场设备和单元机组交换机131，单元机组交换机131连接单元机组DCS服务器12。基于多个DCS子控制系统132构建造单元机组DCS控制系统实现对单元机组的各种现场设备的控制，并通过单元机组交换机131与单元机组DCS服务器12进行通信。图3中示出了用于对单元机组现场设备进行控制的各种DCS子控制系统，包括烟气系统、吹灰系统、汽水系统、旁路系统、凝结水系统、给水系统、真空系统、疏水系统、轴封系统、DEH(DigitalElectricHydraulicControlSystem，汽轮机数字电液控制系统)、ETS(Emergencytripsystem，跳闸保护系统)、循环冷却水、循环冷却水加药、电气厂用电等DCS控制系统。
在一种可选的实施方式中，本实施例二中的辅助车间PLC控制系统23包括辅助车间交换机231、PLC子控制系统232；PLC子控制系统232分别连接辅助车间现场设备和辅助车间交换机231，辅助车间交换机231连接辅助车间服务器22。基于多个PLC子控制系统232构建辅助车间PLC控制系统实现对辅助车间的各种现场设备的控制，并通过辅助车间交换机231与辅助车间服务器22进行通信。图3中示出了用于控制辅助车间各种现场设备的PLC子控制系统，包括空调系统、取水泵房系统、净水站系统、锅炉补给水处理系统、废水处理站、输煤系统、启动锅炉系统、制氢站等PLC控制系统。特别的，对于辅助车间的电除尘系统，采用专用控制系统进行控制。
综上所述，本发明的辅助车间PLC控制系统与单元机组DCS控制系统具有相同组态和监控系统，即辅助车间PLC控制网络采用与单元机组DCS控制网络相同的组态编程和监控软件，单元机组DCS操作员站、工程师站可以通过交换机获得辅助车间服务器中存储的数据，辅助车间操作员站、工程师站也可以通过交换机获得单元机组DCS服务器中存储的数据，实现全厂控制信息的共享。而且，由于控制信息的共享，不论是单元机组DCS操作员站，还是辅助车间操作员站，其操作界面和功能都是统一的，方便运行人员操作，可减少运行人员数量，降低人力成本。另外，本发明中辅助车间采用PLC控制系统，可随工艺设备打包采购PLC设备，不会影响工程进度，缩短工程周期。而且，PLC设备比DCS设备更适合辅助车间现场较为恶劣的环境，且其备品备件采购渠道多，采购成本较低，进一步降低了电厂一体化控制系统的成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于服务器结构的电厂一体化控制系统，其特征在于，包括单元机组DCS操作员站、单元机组DCS服务器、单元机组DCS控制系统、交换机、辅助车间操作员站、辅助车间服务器以及与所述单元机组DCS控制系统具有相同组态和监控系统的辅助车间PLC控制系统；
所述单元机组DCS操作员站、所述单元机组DCS服务器、所述辅助车间操作员站以及所述辅助车间服务器均与所述交换机连接；
所述单元机组DCS控制系统与所述单元机组DCS服务器连接；所述辅助车间PLC控制系统与所述辅助车间服务器连接。
2.根据权利要求1所述的基于服务器结构的电厂一体化控制系统，其特征在于，还包括单元机组DCS工程师站、单元机组DCS历史站；所述单元机组DCS工程师站和所述单元机组DCS历史站均与所述交换机连接。
3.根据权利要求2所述的基于服务器结构的电厂一体化控制系统，其特征在于，还包括辅助车间工程师站、辅助车间历史站，所述辅助车间工程师站和所述辅助车间历史站均与所述交换机连接。
4.根据权利要求1所述的基于服务器结构的电厂一体化控制系统，其特征在于，所述单元机组DCS服务器包括第一单元机组DCS服务器和第二单元机组DCS服务器；所述第一单元机组DCS服务器和所述第二单元机组DCS服务器均与所述交换机和所述单元机组DCS控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的基于服务器结构的电厂一体化控制系统，其特征在于，所述辅助车间服务器包括第一辅助车间控制系统服务器和第二辅助车间控制系统服务器，所述第一辅助车间控制系统服务器和所述第二辅助车间控制系统服务器均与所述交换机和所述辅助车间PLC控制系统连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基于服务器结构的电厂一体化控制系统，其特征在于，还包括厂级监控信息系统，所述厂级监控信息系统与所述交换机连接。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的基于服务器结构的电厂一体化控制系统，其特征在于，所述单元机组DCS控制系统包括单元机组交换机、DCS子控制系统；所述DCS子控制系统分别连接单元机组现场设备和所述单元机组交换机，所述单元机组交换机连接所述单元机组DCS服务器。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的基于服务器结构的电厂一体化控制系统，其特征在于，所述辅助车间PLC控制系统包括辅助车间交换机、PLC子控制系统；所述PLC子控制系统分别连接辅助车间现场设备和所述辅助车间交换机，所述辅助车间交换机连接所述辅助车间服务器。
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