燃机三菱控制系统简述.

Diasys Netmation构成
多功能过程站（MPS）:
用于完成自动控制和I/O数据的处理； 存储1小时的短期数据； 采用嵌入式实时操作系统pSos，CPU处理速度最高700MHz，采用 紧凑型133MbpsPCI总线，配备32M一级缓存，256M二级缓存，支
持高速运算；
通过ControlNet控制网络可直接和水处理系统、制氢系统、空压 机等辅助控制系统PLC连接； 通过ControlNet与现场总线相连，支持双冗余配置和光纤通信， 支持远程I/O系统配置。
系统ACPFM（Advanced Combustion Pressure Fluctuation Monitor）
控制系统微处理器为基于数字控制器的双冗余系统，是燃机速度、
负荷和温度的自动控制中心。覆盖燃机从启动到满负荷运行的各 个阶段。 处于控制状态的微处理器发生故障，无扰动地切换至冗余的微处 理器。
Diasys Netmation控制系统概述
7) 灵活的系统构成
不论规模大小，从控制环路少的小规模系统到如工厂控 制的大规模系统，都可广泛灵活对应，而且还便于将来 系统扩展。
Diasys Netmation控制系统概述
• Netmation 控制系统从底层到上层分别使用了 ControlNet 网络和以太网络作为主要网络； • Netmation 控制系统结构分散，主要依赖先进的网络技术 和通信技术实现全场控制系统DCS的统一。 • 系统网络分成两部分，分别是单元网络和公共网络，每种
任何地点获取需要的数据。
通信负荷低，支持远程监控。
通信协议数据传递过程
任何时候客户端OPS发送数据 请求，MHI卡片写入数据请求 指令，通过网络进行广播。
数据请求指令卡片通过机组 网络、Internet或Intranet 被MPS获取（为了安全，数据 请求指令首先被ACS提取）。
MPS生成一个包含所请求数据 的包，并通过网络以广播方 式相应，显示在客户端OPS的 屏幕上。 传输仅仅是请求的数据，网 络上的负荷可以保持很小。
Diasys Netmation控制系统概述
2)采用完善的综合数据库，便于维护
可以利用一个数据库对工厂整个系统和控制设备进行一元 化管理的系统。 由于是利用综合数据库对人机界面的画面，逻辑，系统构 成等与工厂设备有关的数据，使用完善的综合数据库，进 行一元化管理， 不需要其它辅助作业就能进行高效率维护。
主控系统的最小选和高选门
燃机主控系统即燃气轮机的连续调节系统，M701F单轴燃气轮机控制系统设置了
几种自动改变燃气轮机燃料消耗的主控制系统和每个系统对应的输出指令——
CSO（Control Signal Output），作为燃料控制系统的基准。
负荷控制系统(LOAD CONTROL) 转速控制系统（GOVERNOR CONTROL） 负荷控制燃料基准LDCSO 转速控制燃料基准GVCSO
排气温度限制控制系统（ EXHAUST GAS 排气温度限制控制燃料基准EXCSO TEMP. LIMIT CONTROL）
叶片通道温度限制控制系统（BLADE PATH 叶片通道温度限制控制燃料基准BPCSO TEMP. LIMIT CONTROL）
燃料限制控制系统(FUEL LIMIT CONTROL)
MPS主要由CPU、系统I/O卡、以太网卡、ControlNet网络、适配器 和各种I/O模块构成。
包括两种类型通信网络：以太网 和ControlNet网络，采用双冗余 总线系统。 以太网用于MPS和OPS、EMS、ACS 之间的通信；其CPU通过C-PCI总 线与以太网卡相连，再与 OPS 、 EMS和ACS进行数据交换。 ControlNet 用于 MPS 内部网络的 连 接 ， MPS 的 CPU 通 过 和 ControlNet 卡相连，与 I/O 模块 通信。 实时过程控制数据采用双冗余网 络结构，包括 P 通道和 Q 通道， P 、 Q 通道以总线使网络拓扑结构连 接各站，以实现各站间的数据共 享。
• TSI系统：透平监视系统，监视信号包括缸涨、轴向位移、 振动、键相(上述信号由本特利系统监视 )，零转速，单元 机组燃气流量，火焰状态等信号的监视，并转化为 Tcs 及 TPS能够接受的信号形式转送给TCS系统和TPS系统。
Diasys Netmation控制系统概述
• 单元 GWC系统：单元部分各站通过以太网方式通 过单元 GWC 建立通信，包括 HRSG 系统， PCS 系统 ，单元ECS系统，各上位机操作站电脑和工程师站 电脑，单元部分各PLC从站通过MODBUS协议接入 本站，包括单元系统ECS部分信号，各机组的炉水 处理，实现与DCS之间的通信。
能够周期性地实时采集MPS中的数据，并存储、管理大量的历史数
据和外部设备如打印机等；
具备数据服务器作用； 硬件采用DellPower Edget1800服务器，配千兆以太网卡，1.5G内存。
Diasys Netmation系统通信结构
MHI CRAD通信系统 MHI CRAD( Agent- oriented communication architecture )通信 系统是一种通信协议，通过Internet或者Intranet给Diasys Netmation提供高效通信手段。 用于通过单元网络交换过程数据和使用Browser OPS通过Internet 或者Intranet交换数据。 使用微软DCOM组件技术和标准的TCP/UDP/IP通信协议，任何时候从
网络都由多个子系统组成。
Diasys Netmation控制系统概述
单元网络
• 本网络分为TCS系统，HRSG系统，PCS系统，TPS系统，TSI 系统和单元GW C系统。
• TCS 系统：透平控制系统 (TURBINEC0NTR0I SYsTEM) ，控制 对象包括 IGV ，燃烧筒旁路阀 BYPASS ，燃机防喘电磁阀， 燃料量，汽机透平 { 蒸汽阀，负荷，转速等等，主要控制 对象是燃机本体设备，汽机透平本体设备及油路系统。
Diasys Netmation控制系统概述
M701F燃气轮机DCS系统构成
采用三菱重工的Diasys Netmation系列第三代过程控制系统。
燃机控制主要由燃机控制系统TCS（Turbine Control System）、燃 机保护系统(Turbine Protection System)和高级燃烧压力波动监视 组成。
Diasys Netmation控制系统概述
3) 高可靠性
采用冗余化设计的容错设计和严格的质量管理体质，实 现了系统的高可靠性。 凭借和工厂主机设备成为一体的责任体质，对系统进行 综合支持。
4) 高度控制功能
将强大的32位处理器，高速网络以及充实的过程输入输 出模块有机地结合，发挥优越的控制功能。
燃料限制控制燃料基准FLCSO
上述5个CSO量同时进入最小值选择门，选出5个CSO中的最小值作为输出。只有 一个控制系统的输出有可能进入实际燃料控制系统以最安全的原则协调并保证 了上述各控制系统的协同配合。
M701F燃气轮机控制系统
最小值选择门的输出再通过一个高选门进行选高值输出，最后以此 作为该时刻实际执行用的CSO控制信号。
Diasys Netmation控制系统概述
公共网络
• 公共网络部分分为单元ECS系统，COMM-1系统，COMM-2 系统和CGWC系统。 • 单元ECS系统：单元机组的电气方面信号。主要是接受电 压、电流反馈，电气开关的远程控制，单元机组的励磁及 发电机控制。 • COMM一1系统：循环水系统。
Diasys Netmation控制系统概述
操作员站（OPS）
用于监控和操作电厂设备的人机借口； 采用基于Windows系统的WSM（Work Space Manager）软件，使得操
作员监控设备运行很容易。
硬件采用DellPowerEdge 1800服务器，配备3块千兆以太网卡，512兆 内存。 具备生产过程画面及实时数据显示、操作窗口显示及实时操作、实
时及历史趋势显示、报警显示、报表制作及显示和事故追忆等功能。
Diasys Netmation控制系统概述
工程师站（EMS）
用于控制系统组态和维护整个Diasys NetMation系统 所有数据维护采用ORCA（Object Relation Control Architecture）集成 数据库管理，维护人员不许具备复杂的数据库知识。
高选门的限制值将自动根据燃机所处的状态更换。
MDO：点火之前 FIRE：点火时，维持燃料流量以取得可靠点燃。 WUP：在加速期间，维持燃料流量，防止火焰熄灭，并足以预热及加速达到额定 速度。 MIN ：加速后快达到额定速度时，维持最低的燃料流量以防止火焰在瞬变操作 期间熄灭。
高选门的作用是防止CSO过分降低，而导致在过渡过程期间贫油熄 火。例如在最极端的例子，机组突然甩全部负荷，燃气轮机控制系 统回路要把CSO信号迅速压低，而高选门的最小CSO给定值则建立了 避免熄火的最小燃料流量值。最小选及高选的控制框图如下图所示。
• HRSG系统：余热锅炉控制系统，控制包括余热锅炉上的所 有测点，减温水，给水，锅炉疏水等等，控制对象是余热 锅炉炉膛，锅炉侧水一蒸汽系统。
Diasys Netmation控制系统概述
• PCS系统：过程控制系统(PROCESS C0NTR0L SYSTEM)控制包 括汽机旁路，凝汽器，汽机侧疏水，凝结水泵等等，控制 对象包括汽机测除透平主蒸汽外的所有设备。 • TPS系统：透平保护系统(TURBINE PROTECT SYSTEM)包括对 燃机的保护相关信号收集及逻辑分析保护动作条件并判断 是否发出保护动作。
硬件采用DellPowerEdge1800服务器，配千兆以太网卡，1G内存；
软件采用DIASYS IDOL++，包含逻辑组态工具组态工具(CORAL)和操作面板组态工具 (SCALLOP)。