一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)，該信息采集系統(tǒng)主要由通過工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)接形成廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)的單元機(jī)組控制子系統(tǒng)、輔助控制子系統(tǒng)、具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、物理隔離裝置和信息系統(tǒng)功能站組成，所述的信息系統(tǒng)功能站通過物理隔離裝置連接具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下掛單元機(jī)組控制子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)。通過在機(jī)組DCS及輔控DCS之上建立基于廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一信息采集平臺(tái)，通過廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息采集；同時(shí)，并將火電廠系統(tǒng)中的監(jiān)控功能和信息采集功能分離開來，使火電廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)信息安全防護(hù)體系的安全分區(qū)邊界更加清晰，可更好地確保通信安全。
【專利說明】一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及火力發(fā)電廠信息采集領(lǐng)域，尤其是涉及一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電是利用燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式?，F(xiàn)存的火力發(fā)電廠采用的控制技術(shù)是由分布式控制系統(tǒng)DCS實(shí)現(xiàn)單元機(jī)組主控，由DCS或可編程邏輯控制器PLC實(shí)現(xiàn)輔助系統(tǒng)控制?，F(xiàn)存的火力發(fā)電廠采用的信息采集系統(tǒng)是由監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS分別對(duì)各單元機(jī)組控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)進(jìn)行信息采集，且監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS中還包含了一部分控制系統(tǒng)的功能，從而造成本該是單向傳輸?shù)男畔⑾到y(tǒng)變成了雙向傳輸，這樣便會(huì)存在因?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化控制功能而影響網(wǎng)絡(luò)通信安全的問題，相關(guān)專業(yè)部分的管理職能和責(zé)任難以劃分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種使火電廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)信息安全防護(hù)體系的安全分區(qū)邊界更加清晰，可更好地確保通信安全的火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)，其特征在于，該信息采集系統(tǒng)主要由通過工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)接形成廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)的單元機(jī)組控制子系統(tǒng)、輔助控制子系統(tǒng)、具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、物理隔離裝置和信息系統(tǒng)功能站組成，所述的信息系統(tǒng)功能站通過物理隔離裝置連接具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下掛單元機(jī)組控制子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)。
[0006]優(yōu)選的，該信息采集系統(tǒng)包括用于進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，該數(shù)據(jù)服務(wù)器與具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。
[0007]優(yōu)選的，所述的具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為帶路由功能的交換機(jī)或防火墻設(shè)備。
[0008]優(yōu)選的，所述的具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)有兩個(gè)，兩者之間為冗余設(shè)置。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的主輔控一體化信息采集系統(tǒng)，通過在機(jī)組DCS及輔控DCS之上建立基于廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一信息采集平臺(tái)，通過廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息采集；同時(shí)，并將火電廠系統(tǒng)中的監(jiān)控功能和信息采集功能分離開來，使火電廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)信息安全防護(hù)體系的安全分區(qū)邊界更加清晰，可更好地確保通信安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為單元機(jī)組控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖3為輔助控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]實(shí)施例
[0015]如圖1所示，一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)，該信息采集系統(tǒng)主要由通過工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)接形成廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)的單元機(jī)組控制子系統(tǒng)8、輔助控制子系統(tǒng)9、具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備1、物理隔離裝置7和信息系統(tǒng)功能站10組成。信息系統(tǒng)功能站10通過物理隔離裝置7連接具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備I，具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備I下掛單元機(jī)組控制子系統(tǒng)8和輔助控制子系統(tǒng)9。單元機(jī)組控制子系統(tǒng)8、輔助控制子系統(tǒng)9的信息均傳遞到廠級(jí)DCS的網(wǎng)絡(luò)中，信息系統(tǒng)功能站10直接從廠級(jí)DCS的網(wǎng)絡(luò)中采集系統(tǒng)信息。信息系統(tǒng)功能站10 —般為工控機(jī)或者PC機(jī)。物理隔離裝置7主要起隔離作用，使得信息系統(tǒng)功能站10只能采集信息，不能向DCS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息。
[0016]該信息采集系統(tǒng)包括用于進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)服務(wù)器4，該數(shù)據(jù)服務(wù)器4與具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備I連接。數(shù)據(jù)服務(wù)器4也存儲(chǔ)各系統(tǒng)的信息，同時(shí)，信息系統(tǒng)功能站10也可以通過提取數(shù)據(jù)服務(wù)器4上的信息來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息采集。
[0017]具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為帶路由功能的交換機(jī)或防火墻設(shè)備。本實(shí)施例選用兩個(gè)交換機(jī)(廠級(jí)交換機(jī)A和B )，兩者之間為冗余設(shè)置。
[0018]如圖2、圖3所述，火力發(fā)電廠主控(單元機(jī)組控制子系統(tǒng)8)包括單元機(jī)組DCS及其內(nèi)部集成的控制功能，如汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)、汽機(jī)旁路控制、吹灰控制、煙氣脫硝、脫硫控制等；火力發(fā)電廠輔助控制子系統(tǒng)9 (公用及輔助車間控制子系統(tǒng))包括公用及輔控網(wǎng)絡(luò)及其所聯(lián)的控制功能，如輸煤控制、除灰控制、水系統(tǒng)控制、空壓站控制、脫硝/脫硫公用系統(tǒng)控制等。
[0019]另外，本實(shí)用新型還可以包括廠級(jí)DCS的控制部分，廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)及其所聯(lián)主控、輔控系統(tǒng)共同構(gòu)成監(jiān)控范圍覆蓋整個(gè)火力發(fā)電廠的分布式控制系統(tǒng)，基本的過程控制功能均在DCS控制器中完成，與現(xiàn)有技術(shù)相同；廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)則作為全廠統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，通過設(shè)置各種功能站集中完成上層的監(jiān)視、操作、系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試等功能?？刂撇糠謨?nèi)容包括:
[0020]1、設(shè)置廠級(jí)工程師站2，通過廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)完成全廠主控和輔控系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試工作；
[0021]廠級(jí)工程師站是設(shè)置在廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)上、用于完成整個(gè)火力發(fā)電廠主輔控一體化監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件組態(tài)的操作平臺(tái)，具備火力發(fā)電廠主控及輔控系統(tǒng)工程師站全部功能，能通過廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)對(duì)主控及輔控系統(tǒng)進(jìn)行配置和組態(tài)調(diào)試等。
[0022]2、設(shè)置全功能操作員站3，通過廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)單元機(jī)組及公用系統(tǒng)中任一設(shè)備或子系統(tǒng)的監(jiān)視和操作；
[0023]全功能操作員站是設(shè)置在廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)上、供值班操作員用于完成整個(gè)火力發(fā)電廠主輔控狀態(tài)及參數(shù)監(jiān)視和干預(yù)操作的平臺(tái)，具備火力發(fā)電廠主控及輔控系統(tǒng)操作員站全部功能。
[0024]3、設(shè)置數(shù)據(jù)服務(wù)器，通過廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)單元機(jī)組及公用系統(tǒng)中特定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，并利用共享的主輔控系統(tǒng)監(jiān)控信息提供數(shù)據(jù)服務(wù)；[0025]數(shù)據(jù)服務(wù)器是設(shè)置在廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)上、用于廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)、根據(jù)需要完成數(shù)據(jù)格式或協(xié)議轉(zhuǎn)換等；有必要時(shí)，可由廠級(jí)工程師站兼任數(shù)據(jù)服務(wù)器的功能。
[0026]廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)為各類廠級(jí)優(yōu)化控制功能站的設(shè)置提供了基礎(chǔ)；這些功能站包括:
[0027]智能設(shè)備管理功能站5 (根據(jù)需要配置)，安裝有智能設(shè)備信息采集及管理功能軟件的工作站。主輔控系統(tǒng)中采用了現(xiàn)場(chǎng)總線智能設(shè)備(包括HART設(shè)備)時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)基于全廠控制系統(tǒng)底層設(shè)備數(shù)字化信息的高級(jí)智能監(jiān)控、智能保護(hù)和智能管理任務(wù)。
[0028]優(yōu)化控制功能站6 (根據(jù)需要配置)，安裝有機(jī)組優(yōu)化控制功能軟件的工作站(也為現(xiàn)有技術(shù))。用于完成廠級(jí)性能計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)組優(yōu)化控制功能，例如針對(duì)全廠最大出力、全廠最高效率、全廠最低排放、全廠最佳經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)化目標(biāo)選擇并實(shí)施優(yōu)化控制策略。所述廠級(jí)優(yōu)化控制功能站運(yùn)行的優(yōu)化控制功能軟件可以是由多個(gè)優(yōu)化控制專家系統(tǒng)供應(yīng)商提供的。
[0029]上述控制部分和信息采集部分適用與通過建立廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)對(duì)火力發(fā)電廠主輔控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化監(jiān)控，完成控制平臺(tái)整合及實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)交互操作。為了更好地對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行說明，針對(duì)基于廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)的火力發(fā)電廠智能設(shè)備管理進(jìn)行實(shí)施例描述:
[0030]主輔控系統(tǒng)中采用了現(xiàn)場(chǎng)總線智能設(shè)備(包括HART設(shè)備)時(shí)，廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)上的智能設(shè)備管理功能站采集各控制系統(tǒng)底層設(shè)備的數(shù)字化信息；智能設(shè)備管理功能站對(duì)智能設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行匯總、比較、分析等處理；將設(shè)備狀態(tài)異常及報(bào)警信息發(fā)送到對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)事故預(yù)判及對(duì)異常設(shè)備的重點(diǎn)監(jiān)視，完成高級(jí)智能監(jiān)控、智能保護(hù)任務(wù)；將設(shè)備故障信息發(fā)送到電廠管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故障處理及設(shè)備更換、備品備件采購(gòu)及管理等智能管理任務(wù)。
[0031]所述火力發(fā)電廠系統(tǒng)中設(shè)置有多臺(tái)單元機(jī)組時(shí)進(jìn)行基于廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)的火力發(fā)電廠主輔控一體化監(jiān)控:
[0032]本系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組群優(yōu)化或集群優(yōu)化控制，包括:各單元機(jī)組主控系統(tǒng)、輔控系統(tǒng)過程參數(shù)及主輔機(jī)設(shè)備狀態(tài)信息通過廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)匯集到優(yōu)化控制功能站；
[0033]完成廠級(jí)性能計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)全廠最大出力、全廠最低排放、全廠最佳經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)化目標(biāo)選擇并實(shí)施優(yōu)化控制策略；
[0034]將所述控制優(yōu)化結(jié)果下發(fā)到相應(yīng)單元機(jī)組DCS控制器中，改變相關(guān)設(shè)定值和設(shè)備狀態(tài)，從而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制目標(biāo)。
[0035]在所述火力發(fā)電廠系統(tǒng)中設(shè)置有多臺(tái)單元機(jī)組時(shí)，廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)上任一全功能操作員站在關(guān)閉發(fā)操作指令功能后，保留顯示、報(bào)警等功能，能顯示所有相關(guān)單元機(jī)組及公用輔助系統(tǒng)的過程參數(shù)、趨勢(shì)曲線、設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警信息等，可作為值長(zhǎng)站使用。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)，其特征在于，該信息采集系統(tǒng)主要由通過工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)接形成廠級(jí)DCS網(wǎng)絡(luò)的單元機(jī)組控制子系統(tǒng)、輔助控制子系統(tǒng)、具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、物理隔離裝置和信息系統(tǒng)功能站組成，所述的信息系統(tǒng)功能站通過物理隔離裝置連接具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下掛單元機(jī)組控制子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)，其特征在于，該信息采集系統(tǒng)包括用于進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，該數(shù)據(jù)服務(wù)器與具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為帶路由功能的交換機(jī)或防火墻設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種火力發(fā)電廠主輔控一體化信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的具有訪問控制功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)有兩個(gè)，兩者之間為冗余設(shè)置。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203480305SQ201320652977
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】張昱, 鄭強(qiáng), 程曦, 余海平, 李彬, 王兵, 劉旭, 劉林, 宋春, 杜紹茂 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院