现场总线控制系统在燃气热电厂中的应用

摘要

本文研究了新型DCS在燃气热电厂热工过程控制中的应用方案。
　　文中首先研究了现场总线的应用现状和存在的不足，以及网络和通信系统的结构，分析了现场总线的发展趋势，着重分析了Profibus-DP，Modbus/RTU等在燃气热电厂DCS中的应用情况，并提出了采用此类现场总线技术的现场总线控制系统(FCS)实现DCS控制的设计方法与系统配置。并把这一控制方法用于实际电厂DCS控制系统中，针对现有具体情况提出了详细设计方案。
　　DCS控制系统中通讯设备种类较多，各类通讯设备的通信协议/规约不同（主要有RS232、RS485、MODBUS、PROFIBUS-DP及OPC技术等），造成不同控制系统间的通讯存在一定的困难，导致机组的整体监控数据不全，存在协调性的问题。因此在保证处理好控制性能的同时，解决好系统间的通讯问题是整个设计方案的关键一环，为此本课题中对该系统中的通讯硬/软件设计进行了详细分析，并提出了可靠合理的通讯设计方案，以降低系统的造价，提高系统的自动化水平。
　　文中还对联合循环发电机组中机组负荷控制进行了详尽的分析。燃气轮机发挥着快速响应速度/负荷控制指令的功能，而蒸汽循环系统的响应相对慢的多，如果利用传统的PID控制器进行负荷控制，燃气轮机的出力易出现震荡，给系统带来不稳定的因素，对燃气轮机及其辅助设备不利。因此，本文设计一种新型的负荷控制回路，改善负荷控制功能。此外，本文还对DCS系统与电气误防闭锁系统间的一体化工作进行了分析，并对防误系统进行了改造，使得防误系统获得的现场设备状态信息与DCS系统保持一致，从而达到了防误功能的一致性，使系统的可靠性得到了很好的保证。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 现场总线简介

1．2 自动化技术的发展历程

1．3 以现场总线为基础的企业信息系统

1．4 现场总线的发展现状

1．5 本文的主要工作和意义

2 网络与通信基础

2．1 总线的基本概念与操作

2．2 数据编码

2．3 介质访问控制方式

2．4 数据交换

2．5 差错控制

3 现场总线技术的基本理论

3．1 现场总线的本质含义

3．2 现场总线技术的优点

3．3 现场总线网络的拓扑结构

3．4 现场总线的开放系统互连参考模型

3．5 几种有影响的现场总线

4 DCS系统配置及通讯实现

4．1 燃气电厂DCS控制系统结构

4．2 DCS控制系统中的通讯实现

4．2．1 通讯设备硬件结构

4．2．2 设备间的主要通讯方式

4．3 通讯系统硬件配置与软件设计

4．3．1 MODBUS通讯系统的硬件参数配置

4．3．2 MODBUS通讯系统的软件设计

4．3．3 通讯的主要设备及实现的功能

4．4 小结

5 机组负荷控制分析与防误系统研究

5．1 负荷控制回路分析

5．1．1 控制回路描述

5．1．2 负荷控制回路的调试与投入

5．2 DOS系统与防误系统一体化工作的研究

5．3 小结

结论

致谢

参考文献