集散控製係統具有以下特點:
(1)是先進“四C”技術的綜合產物,體現了技術的先進性。
(2)能實現複雜的運算、程控和複雜的控製規律。
(3)危險性分散、監視、操作、管理集中。
(4)由於用高速通信公路結構,不但減少了係統的布線,提高了經濟性和可靠性,-而且使係統易於擴展、分期投資,機動靈活可逐步擴建。
(5)CRT監控操作站作為集中型“人-控製係統-生產過程”接口;在CRT監視操作站上能以多種畫麵顯示全部過程的變量、控製變量及其它參數;在操作站上可以直接操作遠程基本控製器。實現集中監視和集中操作,這對大型生產過程尤為重要,可大幅度地縮小監控操作盤、台的尺寸,有利於集中運行操作管理。
(6)管理計算機可完成生產計劃、管理、決策、環境保護等方麵的優化問題,為大係統綜合優化提供了可能。
第三節 計算機在火電廠日常運行中的應用
一、安全監視
在火電廠中用控製機進行開環的安全監視,是計算機應用的一種最初級和最基本的方式。實現在線控製時,運行人員即靠計算機的安全監視功能對全廠進行集中監視。在火電廠中控製機的安全監視功能包括I巡回檢測、參數處理、越限報警、參數顯示、製表打印、性能計算等等。其中巡回檢測是最基本的功能,隻有在巡回檢測的基礎上,才能進行各項參數處理與安全監視等工作。
(一)巡回檢測
巡回檢測是指利用計算機對發電機組的各種參數和各類運行設備的狀態進行巡回和周期的測量和檢查,也叫做數據收集。對其中重要的點,還可以按事先計劃或隨機指定進行專門的檢測,即所謂選點檢測。
按照運行工況的不同,巡回檢測可以分成:正常運行時的巡回檢測、異常工況下的巡回檢測、起停過程的巡回檢測、事故狀況下的巡回檢測等。各工況下的巡回檢測由於它們的任務不同,它們的檢測範圍和執行周期也各不相同。例如:對於正常工況,巡測的周期不必過短,但對檢測的範圍要寬一些,以便全麵掌握設備的運行情況,在異常工況下,如機組超負荷運行時,設備處於不利的狀態,必須對機組加強監視,因此,對一些重要參數和異常參數,必須快速巡回檢測,及時報告運行人員,以便掌握設備情況,采取適當措施。在起停過程中,各控製點的參數往往處於變化狀態,此時,應著重監視一些影響安全的參數(如汽壓、氣溫、水位、脹差、振動等)。在事故工況下、控製機應著重檢測對分析和處理事故有關的參數,同時,還應對一些重要的監控參數快速巡測並存貯其數據,以供運行人員當時或事後分析其變化規律。
(二)參數處理
實行計算機開環監控時,其數據處理可以區分為一次參數處理和二次參數處理。
我們首先討論一次參數處理。這裏主要是指對模擬量巡回檢測、開關量巡回檢測以及運行控製台輸入數據的處理。
對於經模擬量輸入通道采集進來的模擬量,一般由於在電廠環境下強大的電磁場幹擾較.多以及參數種類繁多,性質不一等原因,有時離散性很大或帶有不正確的性質。所以采集到計算機之後,必須進行一定的處理,常用的處理如下:
1.進行正確性判斷
由於各種因素均可能造成輸入參數的錯誤,如熱電偶開線、變送器損壞、現場幹擾、采樣開關故障等。對於永久性故障,應該關閉該測點,直至修複為止。如果是偶然性出錯,反應剔出偶然出現的錯誤數據。
判斷數據正確性的方法有下麵一些:
(1)預定最大可能變化範圍的判斷。當發現某項輸入信號(例如,高壓加熱器水位、脫氧器水位等)超過其最大可能的範圍時,則判此數據為“錯”。
(2)相關參數互相校核的判斷。當相關參數的相對關係不符合運行規律時,判數據為“錯”。例如:汽機進口汽壓大於鍋爐出口汽壓,則屬此種情況。
(3)同一參數前後周期測量值比較。對於無法采用上述兩種方法進行判斷,而其變化速度又緩慢的參數(如煙氣含氧量),可將前後兩個周期的數據進行比較,當差值大於某一極限時,判數據為“錯”。
(4)對個別極重要的參數可采用三個變運器,其參數值按“三中取二”的原則處理。
2.參數的修正計算
某些測量元件或係統具有非線性特性,這時對它所測得的參數需要進行修正計算。例如,利用節流孔板或噴阻測量蒸汽流量時,由於工質比重(壓力與溫度)的影響要產生誤差,應當按照壓力與溫度進行修正計算。
當熱電偶測量端與參比端溫差不恒定時,對熱電偶所測量的溫度,要考慮冷端溫度補償的有關計算。熱電偶或熱電阻在不同的測量溫度段內,應采用不同的溫度一電勢換算公式。
3.數字濾波
對於波動較大的參數可以通過一定的算法對輸入數據進行數字濾波計算。
較簡單易行的數字濾波處理是,對某一參數在某一段時間(如30m)內連續采樣,將其中值剔除後,其餘各次采樣值累加求和後,再除以正確采樣次數,以這種多項平均值作為本次的采樣輸入值。
下麵討論二次參數處理。二次參數處理是指在一次參數處理的數據基礎上,按照安全監控的各種功能要求而進行的進一步的計算。如參數的每時、每值(每個值守班)、每日累積值和平均值的計算差值、變化率的計算;專題計算(包括各類工況計算)以及可變報警值計算等等。總之,二次處理的數據是派生的數據。
以上所討論的參數處理隻是從數據處理的角度進行了歸納和分類,但在實際運行軟件中,有的功能可以靠專門的子程序來完成,有的功能則分散在安全監視的其它功能模塊裏。
經過一次和二次處理所得的數據均以統一規定的數據結構和格式存放在實時數據庫裏,以供安全監視的各神功能程序在運行中使用。
(三)越限報警
經控製機巡回檢測收集來的各種參數值,還須進一步與給定的上、下限值進行比較,檢查它們是否偏離規定的範圍,如果發生偏離,則要進行越限報警。
根據機組安全運行的要求,按極限值進行監督(報警),計有三種形式,上限監督、下限監督、上下限監督。在火電廠中,超過上限必須報瞥的參數有:鍋爐煙道各點的溫度、排溫度、煙氣含氧量、汽機速度級壓力、汽機低壓缸排氣溫度、軸瓦溫度……。越下限值必須報警的參數有:爐膛溫度、總風量、給水壓力、給水溫度、汽機調速油壓、凝汽器真空等。另外,一些參數則具有越上、下限報警的要求,如:過熱器壓力、汽包水位、主蒸汽溫度、潤滑油壓、除氧器壓力、除氧器水位、軸封壓力等。