本實用新型涉及一種DCS控制設(shè)備培訓(xùn)系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于多路切換裝置的多種DCS控制設(shè)備培訓(xùn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，發(fā)電機組已由過去的中小容量向大容量、高參數(shù)的單元機組發(fā)展，電力工業(yè)進入了大電網(wǎng)、大機組、高度自動化的時代。為了適應(yīng)調(diào)峰的需要，大型單元機組對熱工自動控制系統(tǒng)提出了新的、更高的要求。目前，熱工自動化裝置已成為大型發(fā)電機組中不可分割的重要組成部分，自動化程度已成為衡量企業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。

盡管風(fēng)電、光電、核電等清潔能源發(fā)電的比重不斷上升，但在我國的能源結(jié)構(gòu)中，火力發(fā)電依然占據(jù)了主導(dǎo)地位，占整個裝機容量的70％左右。隨著發(fā)電機組容量的不斷增大和復(fù)雜程度的日益提高，電廠設(shè)備和運行的自動化程度不斷提高，對熱工運行和檢修人員的水平提出了更高的要求；尤其是集散控制系統(tǒng)(DCS)作為電廠熱工控制的核心設(shè)備，取得了越來越廣泛的應(yīng)用，300MW以上的主流機組上得到了普遍應(yīng)用。如何使熱工人員較快地掌握DCS應(yīng)用技能，適應(yīng)電廠運行和檢修維護的需要，切實保障火電機組的安全、可靠、穩(wěn)定運行，成為電廠在員工培養(yǎng)方面比較關(guān)注的問題之一。

由于自動化設(shè)備的培訓(xùn)是一項專業(yè)性、實踐性極強的內(nèi)容，要求配置被控設(shè)備、控制設(shè)備等實物供參加培訓(xùn)的學(xué)員動手實踐，才能達到良好的培訓(xùn)效果，同時，各電廠選用設(shè)備廠家千差萬別，如果針對各類設(shè)備都投資一套教學(xué)實驗平臺，不僅投資巨大，而且占地面積較大，不切合實際。因此，設(shè)計教學(xué)平臺以適應(yīng)不同電廠的培訓(xùn)需要，增強對熱工人員教學(xué)培訓(xùn)的能力，具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于多路切換裝置的多種DCS控制設(shè)備培訓(xùn)系統(tǒng)。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于多路切換裝置的多種DCS控制設(shè)備培訓(xùn)系統(tǒng)，包括DCS控制設(shè)備和多臺培訓(xùn)學(xué)習(xí)機，該培訓(xùn)平臺還包括多路切換裝置，所述的DCS控制設(shè)備包括多個不同廠家的DCS控制設(shè)備，所述的培訓(xùn)學(xué)習(xí)機通過總線型通信網(wǎng)絡(luò)連接所述的DCS控制設(shè)備，所述的DCS控制設(shè)備通過所述的多路切換裝置連接所述的被控設(shè)備，所述的多路切換裝置包括用于總控開關(guān)和分控制線路，所述的總控開關(guān)包括用于將某一個DCS控制設(shè)備與被控設(shè)備接通的開關(guān)設(shè)備，所述的分控制線路設(shè)置在每個DCS控制設(shè)備和被控設(shè)備之間。

所述的多路切換裝置包括機柜，所述的總控開關(guān)和分控制線路設(shè)置在機柜內(nèi)，所述的機柜上設(shè)有連接DCS控制設(shè)備的接口以及被控設(shè)備輸入輸出測點接口。

所述的總控開關(guān)還包括電源和繼電器，所述的開關(guān)設(shè)備為單刀多擲開關(guān)，所述的繼電器設(shè)置多個，每個DCS控制設(shè)備對應(yīng)配置一個所述的繼電器，繼電器線圈并聯(lián)設(shè)置，繼電器線圈的一端分別連接單刀多擲開關(guān)的一個靜觸點，單刀多擲開關(guān)動觸點連接電源正極，繼電器線圈另一端均連接電源負極，繼電器開關(guān)設(shè)置于分控制線路中。

所述的分控制線路設(shè)置條數(shù)與被控設(shè)備的輸入輸出測點個數(shù)一致，每個分控制線路包含被控設(shè)備的某一個輸入輸出測點與所有DCS控制設(shè)備之間的通信線路，每個分控制線路包括多個用于將某個DCS控制設(shè)備和被控設(shè)備對應(yīng)的輸入輸出測點接通的接通單元，所述的繼電器開關(guān)構(gòu)成所述的接通單元，繼電器開關(guān)動觸點連接被控設(shè)備的輸入輸出測點，繼電器開關(guān)靜觸點連接對應(yīng)的DCS控制設(shè)備。

所述的機柜為立體式機柜，其至少設(shè)有一個可以打開的柜門。

所述的柜門為玻璃門。

所述的培訓(xùn)學(xué)習(xí)機為PC機，所述的PC機通過總線型工業(yè)以太網(wǎng)與所述的DCS控制設(shè)備連接形成通信網(wǎng)絡(luò)。

該系統(tǒng)還包括服務(wù)器，所述的服務(wù)器連接至總線型通信網(wǎng)絡(luò)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

(1)本實用新型通過多路切換裝置將不同廠家的DCS控制設(shè)備和被控設(shè)備連接，所有DCS控制設(shè)備通信連接培訓(xùn)學(xué)習(xí)機，當(dāng)需要對某一廠家的DCS控制設(shè)備進行培訓(xùn)學(xué)習(xí)時，只需通過多路切換轉(zhuǎn)進行切換使得該廠家的DCS控制設(shè)備與被控設(shè)備建立連接即可，從而只需一套教學(xué)實驗平臺就可以對不同廠家的DCS控制設(shè)備進行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，節(jié)省大量的設(shè)備成本和場地建設(shè)，大大降低了培訓(xùn)成本，極其方便；

(2)本實用新型多路切換裝置通過總控制開關(guān)控制某一DCS控制設(shè)備與被控設(shè)備的接通，然后通過分控制線路控制控制每個被控設(shè)備輸入輸出測點與DCS控制設(shè)備之間的接通，只需操作總控制開關(guān)，即可進行對應(yīng)DCS控制設(shè)備的獨立控制，無干擾地對被控設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集和控制，操作簡單、成本低、實用性高；

(3)本實用新型所有線路、總控制開關(guān)均設(shè)置在機柜內(nèi)，在機柜上留有DCS控制設(shè)備的接口以及被控設(shè)備輸入輸出測點接口，接線方便，且不易發(fā)生錯亂；

(4)本實用新型機柜上的柜門設(shè)置為玻璃門，從而方便進行觀察機柜內(nèi)總控制開關(guān)的狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本實用新型基于多路切換裝置的多種DCS系統(tǒng)培訓(xùn)平臺的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實用新型機柜的主視圖；

圖3為本實用新型機柜的后視圖；

圖4為本實用新型總控開關(guān)部分電路結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本實用新型分控制線路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為培訓(xùn)學(xué)習(xí)機，2為DCS控制設(shè)備，3為多路切換裝置，4為被控設(shè)備，5為服務(wù)器，6為機柜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例

如圖1所示，一種基于多路切換裝置的多種DCS控制設(shè)備培訓(xùn)系統(tǒng)，包括DCS控制設(shè)備2和多臺培訓(xùn)學(xué)習(xí)機1，該培訓(xùn)平臺還包括多路切換裝置3，DCS控制設(shè)備2包括多個不同廠家的DCS控制設(shè)備2，本實施例培訓(xùn)平臺整合了Emerson(艾默生)OVATION、ABB symphony、新華XDC800、浙江中控Web-Field ECS 700、西門子SPPA-T3000以及GE(通用電氣)Mark Vie 6種DCS控制設(shè)備2，分別為圖中的1#～6#DCS控制設(shè)備。培訓(xùn)學(xué)習(xí)機1通過總線型通信網(wǎng)絡(luò)連接DCS控制設(shè)備2，培訓(xùn)學(xué)習(xí)機1為PC機，PC機通過總線型工業(yè)以太網(wǎng)與DCS控制設(shè)備2連接形成通信網(wǎng)絡(luò)。DCS控制設(shè)備2通過多路切換裝置3連接被控設(shè)備，多路切換裝置3包括用于總控開關(guān)和分控制線路，總控開關(guān)包括用于將某一個DCS控制設(shè)備2與被控設(shè)備4接通的開關(guān)設(shè)備，所述的分控制線路設(shè)置在每個DCS控制設(shè)備2和被控設(shè)備4之間。該系統(tǒng)還包括服務(wù)器5，服務(wù)器5連接至總線型通信網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示基于TCP/IP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)，采用交換機連接的方案，將各類DCS控制設(shè)備2、培訓(xùn)學(xué)習(xí)機1和服務(wù)器5等接入同一個通信網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)培訓(xùn)學(xué)習(xí)機1和各種DCS控制設(shè)備2的通信。只需操作多路切換裝置3中的總控開關(guān)，即可進行對應(yīng)DCS控制設(shè)備2的獨立控制，無干擾地對被控設(shè)備4進行數(shù)據(jù)采集和控制，操作簡單、成本低、實用性高；培訓(xùn)學(xué)習(xí)機1包括6套獨立的操作系統(tǒng)及DCS系統(tǒng)，分區(qū)明確、操作簡單。培訓(xùn)平臺共用一套過程對象，過程對象包括有21個AI測點、6個AO測點、5個DI測點、21個DO測點以及1個PI測點，涵蓋18種過程控制邏輯，可節(jié)省大量的設(shè)備成本和場地建設(shè)。

其中，多路切換裝置3包括機柜6，總控開關(guān)和分控制線路設(shè)置在機柜6內(nèi)，機柜6上設(shè)有連接DCS控制設(shè)備2的接口以及被控設(shè)備輸入輸出測點接口。如圖2、圖3所示，機柜6為立體式機柜，其至少設(shè)有一個可以打開的柜門，本實施例機柜6正面和背面均設(shè)置可以打開的柜門，前面的咖啡色玻璃門，可看到機柜6中的總控開關(guān)及其他設(shè)備狀態(tài)。圖3中JJ1～JJ6分別為1#～6#DCS控制設(shè)備的接口，對應(yīng)連接至1#～6#DCS控制設(shè)備，JX1為被控設(shè)備輸入輸出測點接口，連接至被控設(shè)備。

如圖4所示為總控開關(guān)部分電路結(jié)構(gòu)示意圖，總控開關(guān)包括電源、繼電器和單刀多擲開關(guān)ZK1，單刀多擲開關(guān)ZK1即為上述的開關(guān)設(shè)備，電源采用24V電源，繼電器設(shè)置多個，每個DCS控制設(shè)備2對應(yīng)配置一個所述的繼電器，分別為K1-XX～K6-XX，繼電器線圈并聯(lián)設(shè)置，繼電器線圈的一端分別連接單刀多擲開關(guān)ZK1的一個靜觸點，單刀多擲開關(guān)動觸連接電源正極，繼電器線圈另一端均連接電源負極，繼電器開關(guān)設(shè)置于分控制線路中。

如圖5所示為分控制線路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，分控制線路設(shè)置條數(shù)與被控設(shè)備的輸入輸出測點個數(shù)一致，每個分控制線路包含被控設(shè)備的某一個輸入輸出測點與所有DCS控制設(shè)備2之間的通信線路，每個分控制線路包括多個用于將某個DCS控制設(shè)備2和被控設(shè)備4對應(yīng)的輸入輸出測點接通的接通單元，該實施例中，一個分控制線路中包括6個接通單元，對應(yīng)接通6個DCS控制設(shè)備2，上述繼電器開關(guān)構(gòu)成所述的接通單元，繼電器開關(guān)動觸點連接被控設(shè)備的輸入輸出測點，繼電器開關(guān)靜觸點連接對應(yīng)的DCS控制設(shè)備2。如圖5中，IN連接的是被控設(shè)備的輸入輸出測點，連接至機柜6JX1上對應(yīng)的接口，OUT1～OUT6分別連接6個DCS控制設(shè)備2。

本實用新型的工作原理：在每臺培訓(xùn)學(xué)習(xí)機1硬盤上劃分6個分區(qū)，在分區(qū)1安裝了Windows Boot Manager引導(dǎo)軟件，并配置了開機時的DCS控制設(shè)備2選擇界面面。每個分區(qū)分別安裝windows操作系統(tǒng)和不同DCS軟件，使每種DCS應(yīng)用軟件對應(yīng)一個操作系統(tǒng)。當(dāng)需要對某一個DCS控制設(shè)備2進行控制學(xué)習(xí)時，如1#DCS控制設(shè)備，此時需要將圖4中單刀多擲開關(guān)ZK1的動觸點打至第一個靜觸點，此時繼電器K1-XX線圈得電，圖5中繼電器K1-XX的繼電器開關(guān)閉合，將被控設(shè)備的一個輸入輸出測點和1#DCS控制設(shè)備連通，同理其他輸入輸出測點和1#DCS控制設(shè)備均連通，學(xué)院可以對1#DCS控制設(shè)備進行學(xué)習(xí)。同理對于其他DCS控制設(shè)備2也是如此，需要對其進行學(xué)習(xí)時只需撥動單刀多擲開關(guān)ZK1使得DCS控制設(shè)備2對應(yīng)的繼電器得到工作即可。

根據(jù)被控設(shè)備4的特性，結(jié)合電廠熱工調(diào)節(jié)中常用的控制方案，精選了18個教學(xué)實驗，實驗內(nèi)容涵蓋了單回路、串級、前饋、比值等典型熱工控制方案，在每種DCS平臺上進行了邏輯組態(tài)設(shè)計。

綜上所述，本實用新型不但可以為電廠熱工自動化人員提供綜合性強、使用方便的多種DCS系統(tǒng)培訓(xùn)平臺，更節(jié)省了教學(xué)場地、設(shè)施成本，便于培訓(xùn)平臺的管理和擴展。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用于本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照最佳實施例對本實用新型做了詳細的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對實用新型的技術(shù)方案進行修改或者同等的替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。