CN109521746A - 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统及方法 - Google Patents

一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109521746A
CN109521746A CN201811627451.2A CN201811627451A CN109521746A CN 109521746 A CN109521746 A CN 109521746A CN 201811627451 A CN201811627451 A CN 201811627451A CN 109521746 A CN109521746 A CN 109521746A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
plug
dcs
control
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811627451.2A
Other languages
English (en)
Inventor
武宝会
薛大禹
李刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd, Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN201811627451.2A priority Critical patent/CN109521746A/zh
Publication of CN109521746A publication Critical patent/CN109521746A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4184—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by fault tolerance, reliability of production system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31088—Network communication between supervisor and cell, machine group
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于容错设计的DCS外挂智能控制系统及方法，信号输入模块、信号处理模块及DCS自动控制模块依次相连接；DCS自动控制模块、自动跟踪无扰切换模块及信号输出模块依次连接；信号处理模块、DCS Modbus通讯模块、外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块依次相连接，容错控制模块与DCS自动控制模块及自动跟踪无扰切换模块相连接，通讯校验及容错模块与外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块相连接，该系统及方法能够有效解决DCS外挂控制系统可靠性较差的问题。

Description

一种基于容错设计的DCS外挂智能控制系统及方法
技术领域
本发明属于过程控制及自动化技术领域，涉及一种基于容错设计的DCS外挂智能控制系统及方法。
背景技术
随着火电厂脱硝超低排放改造的实施，不少火电机组的实际NOx控制效果并不理想，甚至还有一些火电机组，其脱硝喷氨自动控制不能正常投入，造成SCR出口NOx波动大及氨逃逸量超标等严重问题。造成这一问题的根本原因是采用DCS常规的控制算法，无法实现具有非线性、时变性及大扰动特性的脱硝系统的优化控制。而采用常规DCS外挂控制系统，又不具有DCS自身所具备的高可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于容错设计的DCS外挂智能控制系统及方法，该系统及方法能够有效解决DCS外挂控制系统可靠性较差的问题。
为达到上述目的，本发明所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制系统包括DCS控制器、外挂控制系统、信号输入模块及信号输出模块，其中，DCS控制器包括DCS自动控制模块、DCS Modbus通讯模块、容错控制模块、自动跟踪无扰切换模块及信号处理模块，外挂控制系统包括外挂Modbus通讯模块、外挂控制模块及通讯校验及容错模块；
信号输入模块、信号处理模块及DCS自动控制模块依次相连接；DCS自动控制模块、自动跟踪无扰切换模块及信号输出模块依次连接；信号处理模块、DCS Modbus通讯模块、外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块依次相连接，容错控制模块与DCS自动控制模块及自动跟踪无扰切换模块相连接，通讯校验及容错模块与外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块相连接。
信号输入模块、信号处理模块及DCS自动控制模块通过数据线依次相连接。
DCS自动控制模块、自动跟踪无扰切换模块及信号输出模块通过数据线依次相连接。
信号处理模块、DCS Modbus通讯模块、外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块通过数据线依次相连接。
所述外挂控制模块为PLC控制器或工控计算机。
本发明所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制方法包括以下步骤：
通讯校验及容错模块校验外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块是否正常工作，当外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块正常工作时，则开启外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块，同时容错控制模块控制自动跟踪无扰切换模块开通DCS Modbus通讯模块与信号输出模块之间的联系，切断DCS自动控制模块与信号输出模块之间的联系，信号输入模块获取外部数据，再将外部数据经信号处理模块进行处理，然后经DCS Modbus通讯模块及外挂Modbus通讯模块输入到外挂控制模块中，外挂控制模块对接收到的信号利用预设算法进行处理，得第一控制指令，再将第一控制指令依次经外挂Modbus通讯模块、DCS Modbus通讯模块及自动跟踪无扰切换模块输入到信号输出模块中，最后经信号输出模块输出；
当外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块出现故障时，通讯校验及容错模块关闭外挂Modbus通讯模块及外挂控制模块，同时容错控制模块控制自动跟踪无扰切换模块开通DCS自动控制模块与信号输出模块之间的联系，并切断DCS Modbus通讯模块与信号输出模块之间的联系，信号输入模块获取外部数据，再将所述外部数据经信号处理模块处理后输入到DCS自动控制模块中，DCS自动控制模块利用预设算法对接收到的数据进行处理，得第二控制指令，再将第二控制指令经自动跟踪无扰切换模块输入至信号输出模块中，最后经信号输出模块输出。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制系统及方法在具体操作时，通过通讯校验及容错模块实现外挂控制系统的校验，利用自动跟踪无扰切换模块根据容错控制模块的指令，在DCS自动控制模块和外挂控制模块之间实现自动跟踪无扰切换，从而在外挂控制系统可靠情况下，利用外挂控制系统实现高品质智能控制，以达到节能经济环保的高水平要求；当外挂控制系统的可靠性较差时，则通过DCS自动控制模块实现自动控制，最终实现高可靠安全和高品质智能控制的有机融合，解决复杂控制对象的高可靠与高品质融合的难题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为DCS自动控制模块、2为DCS Modbus通讯模块、3为容错控制模块、4为自动跟踪无扰切换模块、5为信号处理模块、6为信号输入模块、7为信号输出模块、8为外挂Modbus通讯模块、9为外挂控制模块、10为通讯校验及容错模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制系统包括DCS控制器、外挂控制系统、信号输入模块6及信号输出模块7，其中，DCS控制器包括DCS自动控制模块1、DCS Modbus通讯模块2、容错控制模块3、自动跟踪无扰切换模块4及信号处理模块5，外挂控制系统包括外挂Modbus通讯模块8、外挂控制模块9及通讯校验及容错模块10；信号输入模块6、信号处理模块5及DCS自动控制模块1依次相连接；DCS自动控制模块1、自动跟踪无扰切换模块4及信号输出模块7依次连接；信号处理模块5、DCS Modbus通讯模块2、外挂Modbus通讯模块8及外挂控制模块9依次相连接，容错控制模块3与DCS自动控制模块1及自动跟踪无扰切换模块4相连接，通讯校验及容错模块10与外挂Modbus通讯模块8及外挂控制模块9相连接。
信号输入模块6、信号处理模块5及DCS自动控制模块1通过数据线依次相连接；DCS自动控制模块1、自动跟踪无扰切换模块4及信号输出模块7通过数据线依次相连接；信号处理模块5、DCS Modbus通讯模块2、外挂Modbus通讯模块8及外挂控制模块9通过数据线依次相连接；所述外挂控制模块9为PLC控制器或工控计算机。
本发明所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制方法包括以下步骤：
通讯校验及容错模块10校验外挂Modbus通讯模块8及外挂控制模块9是否正常工作，当外挂Modbus通讯模块8及外挂控制模块9正常工作时，则开启外挂Modbus通讯模块8及外挂控制模块9，同时容错控制模块3控制自动跟踪无扰切换模块4开通DCS Modbus通讯模块2与信号输出模块7之间的联系，切断DCS自动控制模块1与信号输出模块7之间的联系，信号输入模块6获取外部数据，再将外部数据经信号处理模块5进行处理，然后经DCS Modbus通讯模块2及外挂Modbus通讯模块8输入到外挂控制模块9中，外挂控制模块9对接收到的信号利用预设算法进行处理，得第一控制指令，再将第一控制指令依次经外挂Modbus通讯模块8、DCS Modbus通讯模块2及自动跟踪无扰切换模块4输入到信号输出模块7中，最后经信号输出模块7输出；
当外挂Modbus通讯模块8及外挂控制模块9出现故障时，通讯校验及容错模块10关闭外挂Modbus通讯模块8及外挂控制模块9，同时容错控制模块3控制自动跟踪无扰切换模块4开通DCS自动控制模块1与信号输出模块7之间的联系，并切断DCS Modbus通讯模块2与信号输出模块7之间的联系，信号输入模块6获取外部数据，再将所述外部数据经信号处理模块5处理后输入到DCS自动控制模块1中，DCS自动控制模块1利用预设算法对接收到的数据进行处理，得第二控制指令，再将第二控制指令经自动跟踪无扰切换模块4输入至信号输出模块7中，最后经信号输出模块7输出。
本发明利用自动跟踪无扰切换模块4根据容错控制模块3的指令，在DCS自动控制模块1和外挂控制模块9之间实现自动跟踪无扰切换。外挂控制模块9中的预设算法可以为采用神经网络控制、模糊控制、预估控制及专家控制等算法。
所述外挂控制系统可实现火电机组的脱硝优化控制、主气压力温度的优化控制及机组协调控制，提高机组运行安全性和经济型，也可广泛用于火电领域以外的其它过程控制领域，如钢铁、化工、煤炭、冶金等行业。
另外，需要说明的是，本发明中外挂控制模块9及DCS自动控制模块1均采用常规技术对数据进行处理，本发明仅涉及校验、通道切换及数据传输，且涉及软件的部分均为常规技术，并本发明的发明点在于集成。

Claims (6)

1.一种基于容错设计的DCS外挂智能控制系统，其特征在于，包括DCS控制器、外挂控制系统、信号输入模块(6)及信号输出模块(7)，其中，DCS控制器包括DCS自动控制模块(1)、DCS Modbus通讯模块(2)、容错控制模块(3)、自动跟踪无扰切换模块(4)及信号处理模块(5)，外挂控制系统包括外挂Modbus通讯模块(8)、外挂控制模块(9)及通讯校验及容错模块(10)；
信号输入模块(6)、信号处理模块(5)及DCS自动控制模块(1)依次相连接；DCS自动控制模块(1)、自动跟踪无扰切换模块(4)及信号输出模块(7)依次连接；信号处理模块(5)、DCSModbus通讯模块(2)、外挂Modbus通讯模块(8)及外挂控制模块(9)依次相连接，容错控制模块(3)与DCS自动控制模块(1)及自动跟踪无扰切换模块(4)相连接，通讯校验及容错模块(10)与外挂Modbus通讯模块(8)及外挂控制模块(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制系统，其特征在于，信号输入模块(6)、信号处理模块(5)及DCS自动控制模块(1)通过数据线依次相连接。
3.根据权利要求1所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制系统，其特征在于，DCS自动控制模块(1)、自动跟踪无扰切换模块(4)及信号输出模块(7)通过数据线依次相连接。
4.根据权利要求1所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制系统，其特征在于，信号处理模块(5)、DCS Modbus通讯模块(2)、外挂Modbus通讯模块(8)及外挂控制模块(9)通过数据线依次相连接。
5.根据权利要求1所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制系统，其特征在于，所述外挂控制模块(9)为PLC控制器或工控计算机。
6.一种基于容错设计的DCS外挂智能控制方法，其特征在于，基于权利要求1所述的基于容错设计的DCS外挂智能控制系统，包括以下步骤：
通讯校验及容错模块(10)校验外挂Modbus通讯模块(8)及外挂控制模块(9)是否正常工作，当外挂Modbus通讯模块(8)及外挂控制模块(9)正常工作时，则开启外挂Modbus通讯模块(8)及外挂控制模块(9)，同时容错控制模块(3)控制自动跟踪无扰切换模块(4)开通DCS Modbus通讯模块(2)与信号输出模块(7)之间的联系，切断DCS自动控制模块(1)与信号输出模块(7)之间的联系，信号输入模块(6)获取外部数据，再将外部数据经信号处理模块(5)进行处理，然后经DCS Modbus通讯模块(2)及外挂Modbus通讯模块(8)输入到外挂控制模块(9)中，外挂控制模块(9)对接收到的信号利用预设算法进行处理，得第一控制指令，再将第一控制指令依次经外挂Modbus通讯模块(8)、DCS Modbus通讯模块(2)及自动跟踪无扰切换模块(4)输入到信号输出模块(7)中，最后经信号输出模块(7)输出；
当外挂Modbus通讯模块(8)及外挂控制模块(9)出现故障时，通讯校验及容错模块(10)关闭外挂Modbus通讯模块(8)及外挂控制模块(9)，同时容错控制模块(3)控制自动跟踪无扰切换模块(4)开通DCS自动控制模块(1)与信号输出模块(7)之间的联系，并切断DCSModbus通讯模块(2)与信号输出模块(7)之间的联系，信号输入模块(6)获取外部数据，再将所述外部数据经信号处理模块(5)处理后输入到DCS自动控制模块(1)中，DCS自动控制模块(1)利用预设算法对接收到的数据进行处理，得第二控制指令，再将第二控制指令经自动跟踪无扰切换模块(4)输入至信号输出模块(7)中，最后经信号输出模块(7)输出。
CN201811627451.2A 2018-12-28 2018-12-28 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统及方法 Pending CN109521746A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811627451.2A CN109521746A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811627451.2A CN109521746A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109521746A true CN109521746A (zh) 2019-03-26

Family

ID=65798471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811627451.2A Pending CN109521746A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109521746A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110320799A (zh) * 2019-06-13 2019-10-11 大连理工大学 一种面向航空发动机执行器故障的无扰切入容错控制方法
CN111506031A (zh) * 2020-04-21 2020-08-07 大唐环境产业集团股份有限公司 基于WinCC与PLC的脱硝喷氨优化辅助调试系统
CN115047837A (zh) * 2022-06-27 2022-09-13 西安热工研究院有限公司 基于电站主流dcs系统外挂控制装置的通讯接口方法
CN115061442A (zh) * 2022-07-26 2022-09-16 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种基于分室终端的清灰控制系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110178611A1 (en) * 2008-09-30 2011-07-21 Abdelghani Daraiseh System and method for improved coordination between control and safety systems
CN202331128U (zh) * 2011-09-28 2012-07-11 高强 适于无扰切换远程、现场控制方式的水利枢纽控制系统
CN104483930A (zh) * 2014-11-21 2015-04-01 大唐淮南洛河发电厂 一种火电机组的先进过程控制优化系统
CN106054703A (zh) * 2016-06-07 2016-10-26 河北省电力建设调整试验所 一种虚拟仪器外挂式dcs优化的无扰切换控制方法
US20180321662A1 (en) * 2017-05-01 2018-11-08 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Open architecture industrial control system
CN208092520U (zh) * 2018-04-25 2018-11-13 山东日照发电有限公司 一种外挂式脱硝控制装置
CN209118129U (zh) * 2018-12-28 2019-07-16 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110178611A1 (en) * 2008-09-30 2011-07-21 Abdelghani Daraiseh System and method for improved coordination between control and safety systems
CN202331128U (zh) * 2011-09-28 2012-07-11 高强 适于无扰切换远程、现场控制方式的水利枢纽控制系统
CN104483930A (zh) * 2014-11-21 2015-04-01 大唐淮南洛河发电厂 一种火电机组的先进过程控制优化系统
CN106054703A (zh) * 2016-06-07 2016-10-26 河北省电力建设调整试验所 一种虚拟仪器外挂式dcs优化的无扰切换控制方法
US20180321662A1 (en) * 2017-05-01 2018-11-08 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Open architecture industrial control system
CN208092520U (zh) * 2018-04-25 2018-11-13 山东日照发电有限公司 一种外挂式脱硝控制装置
CN209118129U (zh) * 2018-12-28 2019-07-16 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王福珍;刘锁清;: "电站锅炉采用选择性催化还原脱硝装置控制策略优化及应用分析", 山西电力, no. 03 *
苗;: "燃煤电厂SCR脱硝喷氨自动控制优化方式研究及应用", 工业控制计算机, no. 11 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110320799A (zh) * 2019-06-13 2019-10-11 大连理工大学 一种面向航空发动机执行器故障的无扰切入容错控制方法
CN110320799B (zh) * 2019-06-13 2021-05-07 大连理工大学 一种面向航空发动机执行器故障的无扰切入容错控制方法
CN111506031A (zh) * 2020-04-21 2020-08-07 大唐环境产业集团股份有限公司 基于WinCC与PLC的脱硝喷氨优化辅助调试系统
CN115047837A (zh) * 2022-06-27 2022-09-13 西安热工研究院有限公司 基于电站主流dcs系统外挂控制装置的通讯接口方法
CN115061442A (zh) * 2022-07-26 2022-09-16 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种基于分室终端的清灰控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109521746A (zh) 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统及方法
CN106640293B (zh) 一种船用柴油机scr控制系统
CN204922167U (zh) 物联网智能阀门系统
CN207614636U (zh) 烟气脱硫自动控制装置
CN103933844B (zh) 一种碱性废水的烟气处理系统及控制方法
CN209118129U (zh) 一种基于容错设计的dcs外挂智能控制系统
CN201943928U (zh) 一种污水泵站自动控制装置
CN202598125U (zh) 一种采用plc软冗余控制的氮气供应系统
CN106026397A (zh) 一种基于iec61850的配网终端实现即插即用的方法
CN204667077U (zh) 一种基于可编程控制器的气体回收系统
CN105763408B (zh) 一种改进的基于plc网络通信的长距离皮带输送系统
Yin et al. Design of ship exhaust gas desulfurization control system based on S7-1500 PLC
CN203702611U (zh) 一种除尘风机的变频调速装置
CN204695030U (zh) 一种具有钻头降温装置的精密钻孔取芯机
CN204284936U (zh) 一种煤气放散自动回收装置
CN208334957U (zh) 一种废气浓缩处理控制系统
Li et al. The application and research of the liquid level control technology used in mineral flotation process which based on the modbus communication protocol
CN203402990U (zh) 一种智能物联网污水处理设备
CN110161864A (zh) 一种大时滞模糊控制系统
CN104133788A (zh) 一种有源滤波系统中can总线数据传输的方法
CN204536849U (zh) 一种电液动煤塔放料装置的控制系统
CN211857271U (zh) 一种生产线智能化控制系统
CN204502797U (zh) 一种补热式钢铁烧结烟气低温脱硝智能温控系统
CN204965172U (zh) 一种plc及io扩展模块检测平台
CN202018594U (zh) 粘胶短纤维生产过程控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190326