燃机控制系统IO卡件
国产化DCS在燃机—蒸汽联合循环机组的应用
国产化DCS在燃机—蒸汽联合循环机组的应用摘要：对国内外三家电厂公司制造的F型燃油－蒸汽联合循环发电机组展开了详细的探讨，研究和比较了不同类型联合循环发电机组的技术优势。
同时，对已投产的典型联合循环机组的经济效益进行了综合对比。
比较结果显示，在国内投产的联合循环发电机组，对减少煤耗、提升资源效率、降低二氧化碳、硫化物的排放量，具有较明显效果。
关键词：DCS；一体化；公用网；辅控网前言：清洁能源、高效环保，已经成为目前电力行业的首要宗旨。
作为衡量一个国家电力制造业发展水平的燃气轮机，正在受到国内几大发电集团的重视。
自国家发展改革委宣布启动燃气轮机电厂建设打捆招标工作开始，根据各自的开发特点，国内外三家大型电站设备公司的内燃机开发和技术引进工作已经历了八个年头。
经过了多年的开发，在热端设备之外，三大电站设备公司也初步掌握了F型燃气涡轮发电机的核心技术并完成了国产化。
一、实例介绍珠海横琴岛多联供煤气能源站工程将位于横琴岛的科技创新产业园区，首期2×（F级）煤气蒸汽联合系统设备和相应的热网设备已全部建成投产，目前各项工作参数基本完善。
（一）分散布置与集中控制集控办公室位置在集控大楼的10米处，而工程人员办公室、电子实验室则布局在主厂房内。
集控系统房间除设置了本期二台机组的所需监控装置外，还设置了3、4台机组操作员站位和操作盘位，由于220kV网络控制系统全部位于机组的集控系统房间，因此不再设有专用网络控制室。
由于电子设备间接分散的考虑，每台机组还设有一个机岛电子车间、以及一个余电锅炉就的电子设备车间。
机岛电子设备间在主厂区A排外性七点零五米。
余热高温锅炉的电子设备间在主厂区E排外性零点零米，每台飞机主厂区和高压锅炉的辅助房之间[1]。
每套机组设备都配备了一组DCS，经过随机由岛主装置配供的发电机组TCS系统（Turbine Control System，燃机控制或透平系统，简写TCS）经过通信连接和局部硬连接与相应的DCS连接，从而形成了一种对联合系统设备实施集成控制的整体系统，其中，汽水系统、气泵旁路、余热燃煤锅炉、凝结水装置等的管理也都经过发电机组DCS系统完成。
ovation卡件接线图
Ovation I/O 卡件接线方式每一个I/O点的具体端子号填写按如下规则：1．DI卡（开关量输入）1C31234G011C31234G01 provides 48 VDC on-card auxiliary power for 16 contact inputs with common return.9.3 SPECIFICATIONS ELECTRONICS MODULE(1C31234)Table 9-2 describes the specifications of the Compact Contact Input module.Table 9-2. Compact Contact Input Module Specifications9.4 Compact Contact Input Terminal Block Wiring InformationTable 9-2. Compact Contact Input Module Specifications (Cont’d)9.4 COMPACT CONTACT INPUT TERMINAL BLOCK WIRING INFORMATIONThe available foam insert has a simplified wiring diagram label on its top, which appears above the terminal block. This diagramindicates how the wiring from the field is to be connected to the terminal block in the base unit. The diagram for the Compact Contact Input module is illustrated in Figure 9-1. The following table lists and defines the abbreviations used in this diagram.Figure 9-1. Terminal Block Connections for the Compact Contact InputModules9.5 Compact Contact Input Field Wiring Information2．SOE卡（DI卡）1C31233G043．DO卡（带继电器开关量输出，250V AC）5A26457G015A26457G01 contains a Relay Output Electronics module a relay output base assembly, and 16 Form C relays (G2R style).Table 20-3. Relay Output Base Specifications (1C31223G01, G2R Style)Table 20-3. Relay Output Base Specifications (1C31223G01, G2R Style)(Cont’d)4，DO卡（带继电器开关量输出, 150VDC） 5A26458G025A26458G02 contains a Relay Output Electronics module, a relay output base assembly, and 12 Form X relays (KUEP style).Table 20-4. Relay Output Base Assembly Specifications (1C31222G01, KUEPStyle)6，DO卡（开关量输出,250V DC）1C31122G01/1C31125G027， AI卡（4－20mA输入）1C31224G01/1C31227G01DCS对现场供电(内供电)注：P（N）和CI（N），SH（N）和地(E)需短接内供电AIDCS不对现场供电(外供电)备注：外供电的AI8， AI卡（0-10VDC输入）5X00070G03/ 1C31227G02 在DCS侧接地注： -（N）和地(E)需短接在现场侧接地9. AI卡HART Analog Input Module 5X00058G01/ 5X00059G01DCS对现场供电(内供电)DCS不对现场供电(外供电)10， RTD卡（热电阻）8点每卡注：如为3线制接线方式，SRC与+短接,B1与B2,B3与B4………4点每卡注：如为3与A6, A9与A10,A13与A1411．TC卡（热电偶）5X00070G04/1C31116G0412．AO卡（4－20mA输出）1C31129G03/ 1C31132G0113．PI卡（脉冲输入）1C31147G01/ 1C31150G0114．Speed Sensor卡（测速卡）1C31189G01/1C31192G01 + B15- B1615．Servo Driver卡（伺服卡）侍服线圈接法：SERVO V ALVE COIL BASE UNITSTYLE TERMINATION BLOCKCONNECTIONS60 OHM,60 mA A5 & B780 OHM,40 mA A6 & B740 OHM,40 mA A7 & B7LVDT接法输入级：+16V---B3 COM---C4-16V---B4 COM---A4输出级：Maximum DC LVDT Base UnitPosition Feedback V oltage Termination Block(OUT+-OUT-) Connections</=7.4 V dc B2 &C2 (Low Range)</=15 V dc &>7.4 V dc B1 &C1 (High Range)16. LC卡(串口通讯卡) 1C31166G01/ 1C31169G02两线：A15与B15、A16与B16、B14与B15短接。
TPS系统IO卡件介绍
TPS系统I/O卡件介绍发布时间：2009-10-14 作者：樊庆欣Honeywell TPS系统UCN网的PMM成为目前众多企业采用的首选过程管理器，负责PMM与现场信息采集作用的I/O处理器是此系统至关重要的组成部分，它的好坏直接影响控制室对现场信息的了解，以及根据信息对现场设备所进行的调节和控制，因此直接关系到企业生产的安全性和可靠性。
I/O卡件的功能：I/O卡件与现场终端端子相连，对所有现场输入/输出信号进行处理模拟输入：将来自现场变送器、检测元件的信号转换成工程单位信号，完成监视或供其它I/O 单元进行运算控制。
模拟输出：对输出参数提供独立的D/A转换，用于控制现场的调节阀或其它执行机构。
数字输入：将来自现场的数字输入信号经转换，以指示现场过程设备的状态或供其它PM数据点使用。
数字输出：向现场提供数字式输出的驱动切断阀门、机泵等现场设备。
I/O卡件的种类：根据卡件所处理信号的不同，可以分为：AO、DO、DI、HLAI、LLAI、LLMUX、STI、SDI 等多种。
I/O卡件主要硬件组成：A、处理器：采用80C31和80C32处理器。
B、程序存储器：采用27C512—64K存储单元、27C256—32K存储单元C、数据存储器：采用HM62256－10T 32K存储量D、时钟发生器：外接12KHZ晶振，由CPU内部振荡器产生工作时钟。
E、脉冲宽度调节器及电压调节器：SG2524/SG1524产生基准电压和振荡频率，实现DC －DC转换，以提供I/O板卡稳定工作所需的电压。
F、数据输入/输出器件：串行接口：DS75176/3695等；由触发/驱动器件组成的并行输入扩展SCC2697(LLMUX)、HC374(DI)、HC244(HLAI); 并行输出扩展HC374(AO-8)、HC273（DO）等其它标准接口器件.G、外围控制器件：完成逻辑关系运算、控制功能。
I/O卡件的总线：A、数据总线：8位并行数据总线对应CPU的P0.0－P0.7和一对串行收发线RXD/TXD.B、地址总线：ROM地址线为15位，低8位对应CPU的P0.0－P0.7口、高7位对应P2.0－P2.6，剩余一条P2.7作为控制选通端和PSEN、RD一起对ROM的OE端选通。
MARK-VI控制系统介绍说明
一、概述MARK VI控制系统是GE公司于1999年推出的一种新型控制系统，主要用于燃机、汽机的控制，经扩展后也可用于燃机电厂的控制，它是在原MARK V控制系统的基础上发展而成的。
MARK VI控制系统秉承了原MARK V控制系统的一些主要特点，如控制模块(R，S，T)和保护模块(X，Y，Z)的三冗余TMR(Triple Modular Redundant)结构，软件容错功能SIFT(Softwa re Implemented Fault Tolerant)等等，同时也进一步加强了系统的可扩展性和人机界面的友好度，使控制系统具有更好的适应性和可扩展性。
三、控制系统的网络架构MARK VI控制系统的网络架构如图一所示，整个控制系统具有二层网络：即PDH和UDH。
控制系统的控制器通过UDH与HMI服务器连接，在PDH上挂接着操作员站、打印机、历史数据站等各种外界设备，通过有关端口还可与其他控制系统通讯，以组成一个更大更完整的系统。
2.1厂级数据高速公路网络PDH(Plant Data Highway)PDH是一个对外界(如：DCS)开放的网络系统，它将HMI(Hunan Machine Interface)服务器与操作员站、打印机、历史数据站及其他控制系统联网，但是不能与MARK VI的控制器直接连接，只能通过UDH与其通讯。
PDH采用TCP/IP(Transfer Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协义)通讯协议，其通讯方式为广播式，具有载波监听、多路访问/碰撞检测CSMA/CD(Carrier Sence Multiple Access/JCollision Detection)功能，允许共享一条传输线的多个站点随机访问传输线路，各站点平等竞争，使用32位CRC(Cyclic Rendundancy Check，循环冗余校验)的误码校验技术。
燃机Mark Ⅵ控制系统网络构架简析
系统 在信号 传递 方 面融 合 了许 多新 的技 术 ， 者 对 笔
此 进行 分析 。
数字 量信 号 ， 这 些 代 表 现场 工 艺 状 态 的信 息 通 并将 过 预先编 制 的逻 辑 程 序进 行 运 算 ， 随后再 通 过 数 据 总线 输 出到 ＩＯ层 去 驱 动现 场 的 各种 设 备 ， 于 对 ／ 用 工艺 系统 的控制 、 节 和保 护 。为 了提 高 控 制 系统 调 的可 靠性 ， 防止单 一 控 制 器故 障而 导 致 生产 流 程 中
断， 在控制 系统设 计 时 往 往按 照 工 艺 对象 的不 同设 立几个 控制 柜 ， 别 实 现燃 气 轮 机 、 汽 轮 机 、 磁 分 蒸 励 系统 、 电机变频 启动 装置 的控制 ， 发 而且 每个 控制柜
１ Ｍａ Ｉ ｒ Ｖ 控制 系统的基本 工作原理 ｋ
与 其他 用于工 业 控 制 的计 算 机 系 统 一样 ， ｒ Ｍａ ｋ Ｖ 系统通过端子板 卡件接收标准 的电流、 Ｉ 电压 信 号 ， 于代表 温度 、 力 、 械 位置 等模 拟 量 信 号 以 用 压 机 及 高低 电平代 表 的开 关 量信 号 ， 些 信 号 通过 预制 这 电缆送 到各类 ＩＯ卡 件 ， 其转 换 成 数 字 量信 号后 ／ 将 通过 Ｖ ＭＥ机架底 板 总线送 到控 制器 卡件 ， 由其 按照 预 先编制 的逻辑 程 序 进行 运 算 ， 后 将 结果 再 发送 最 到 ＩＯ卡件转 换成 标 准 的模 拟 量 信 号 或接 点 信 号 ， ／
由于 近几 年 工 业 以太 网 技术 的 发 展 ， ｒ Ｉ 制 Ｍａｋ Ｖ 控
提 高 系统 的整体 可靠性 而采 取 了冗 余配 置 ， 因此 ， 在
现场控制站组成及主要卡件
4.2 现场控制站组成及主要卡件
4.2.1 硬件构成
CS3000系统的现场控制站FCS (Field Control Station)有标准型、扩展型和紧凑型。
标准型、增强型FCS可进一步分成两类：一类使用RIO（Remote I/O），由RIO Bus连接；另一类使用FIO（Field Network I/O），由企业服务总线（（Enterprise Service Bus，ESB）/（Enterprise Remote，ER））连接，其机柜外形如图4.3所示。
在图4.3中，左边机柜为RIO总线标准型FCS——LFCS，右边机柜为FIO总线标准型FCS——KFCS。
1、中央控制单元FCU构成
FCU机箱的硬件构成如图4.4所示。
卡件上LED指示灯显示了FCS的工作状态。
（按图解释各指示灯含义）
2、RIO标准型FCS
RIO标准型FCS的硬件配置关系如图4.5所示。
3、FIO标准型FCS
FIO标准型FCS的硬件配置关系如图4.6所示。
4.2.2 卡件介绍
现场控制站的两种卡件RIO和FIO不能相互通用。
RIO型FCS控制站卡件有模拟量I/O卡件、多点模拟量I/O卡件（端子型/连接器型）、继电器I/O卡件、多点控制模拟量I/O卡件（连接器型）、数字量I/O卡件、通信模件、通信卡等7类。
不同的I/O卡件必须安装在不同的插件箱中，安装个数也有要求。
卡、数字量I/O卡、通信卡等3类。
LVDT卡件接线方式
DCS 系统
Ovation I/O 卡件接线方式
每一个 I/O 点的具体端子号填写按如下规则：
1．DI 卡（开关量输入）1C31234G01
POINT
+
-
01
C1
B1
02
C2
B2
03
C3
B3
04
C4
B4
05
C5
B5
06
C6
B6
07
C7
B7
08
C8
B8
09
C9Байду номын сангаас
B9
10
C10 B10
3NC 3NO 3C
4NC 4NO 4C
5NC 5NO 5C
6NC 6NO 6C
7NC 7NO 7C
8NC 8NO 8C
9NC 9NO 9C
10NC 10NO 10C
11NC 11NO 11C
12NC 12NO 12C
13NC 13NO 13C
14NC 14NO 14C
15NC 15NO 15C
16NC 16NO 16C
DO 卡（带继电器开关量输出,150VDC）
POINT
NO
C
01
1NO
1C
02
2NO
2C
03
3NO
3C
04
4NO
4C
05
5NO
5C
06
6NO
6C
07
7NO
7C
08
8NO
8C
09
9NO
9C
10
10NO 10C
11
11NO 11C
化工厂DCS自动控制系统维护与故障处理
自动化控制• Automatic Control126 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】化工厂 DCS 系统 维护 故障处理1 引言集散控制系统（Distributed Control System ）简称DCS ，是一种控制和风险分散、操作和显示集中的分布式控制系统，广泛应用于化工生产过程自动控制领域。
DCS 系统主要由工程师站、操作员站、现场控制站、通信网络等组成，具有控制能力强、界面友好、组态方便等众多优点。
DCS 系统是化工生产过程控制的中枢，更是化工企业安全生产的重要保障。
化工厂DCS 系统一旦发生故障将严重影响关键机组的安全稳定运行，甚至会造成全线停车等重大生产事故。
因此，DCS 系统维护管理人员积极采取预防性维护措施降低故障发生的可能性，并提高故障处理能力就显得尤为重要。
2 DCS系统的维护对DCS 系统加强日常维护和定期进行预防性维护是消除DCS 系统故障隐患，确保DCS 系统能够长期稳定运行的重要措施。
2.1 DCS系统的日常维护（1）建立完善的DCS 维护管理制度。
DCS 维护维护人员要每天按时巡检DCS 机柜各模块以及通讯网络的工作状态，查看故障诊断画面是否有故障提示，对异常情况要及时分析原因并处理。
用网络测试仪测试网线硬件是否正常，检查交换机指示灯是否正常。
对每台计算机用“ping ”命令检查网络是否正常，IP 设置是否正确。
对DCS 维护过程中特别是在触碰卡件或通讯部件时应配戴DCS 防静电手腕。
（2）对DCS 系统组态软件、PID 参数和各种驱动软件要进行备份，备份时应使用DCS 专用存储器。
DCS 系统运行中需要对组态进行优化、增加或删除测点和逻辑时，必须提前将组态做好备份，并做好详细记录。
做好各自控回路的PID 参数、调节器正反作用等系统数据记录工作。
（3）DCS 工程师站和各操作站严禁使用U 盘等移动存储器，防止计算机病毒损坏系统程序。
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TPRO TPRO
TPRO TPRO TPRO, TREL, TRES TREG, TREL, TRES TREG TREG TREG(第 2 卡板, 通过 J4) TREG(第 2 卡板, 通过 J4) TREG(第 2 卡板, 通过 J4)
TRTD
TSVO TSVO TSVO TSVO TSVO
I/O 处理器 I/O 信号类型 卡板
每处理器 配套端子板 I/O 数量
VAIC VCRC VPRO
VRTD VSVO
模拟量输入, 0-1mA, 4-20mA, 电压 20
模拟量输出, 4-20mA, 0-200mA
4
接点输入(Contact)
48
电磁线圈输出
12
干式接点继电器输出(Relay)
12
VTCC
热电偶输入(ThermCpl)
24
TBTC
VTURH1B 脉冲率磁性速度传感器(PulseRate)
4
电压互感器，发电机及母线 2
(GenPT_KVolts,BusPT_KVolts)
轴电流及电压监测器 2
(ShVoltMon,ShCurrMon)
断路器接口
1
火焰探测器（Geiger Mueller）
8
用于 ETD 的跳机电磁线圈驱动器(Kq) 3
紧急停机输入（硬接线）
1
TTUR TTUR
TTUR
TTUR TRPG（经 J4） TRPG，TRPL TRPL，TRPS
VVIB
轴 Proximitor/ Seismic (Vib/Disp/Accel)
16
轴 Proximitor 探头(位移）(GAP22_POS)
脉冲率输入(PulseRate1)
3
电 压 互 感 器 , 发 电 机 (1), 母 线 2
(1)(GenPT_KVolts,BusPT_KVolts)
热电偶输入
3
模拟量输入, 4-20mA(Analogin)
3
跳机电磁线圈驱动器
3
跳机联锁输入
7
紧急-停机输入(硬接线)(K1_Fdbk)
1
节省继电器
3
跳机电磁线圈驱动器
3
紧急-停机输入(硬接线)
1
节省继电器
3
电阻式测温装置, RTD来自16至液压伺服阀门的伺服输入 4
(ServoOutput)
12
自阀门位置的 LVDT 输入(Position) 8
LVDT 激发输出
2
用于流量监测的脉冲率输出 2
(FlowRate) 脉冲率探头激发
TBAI TBAI
8
轴 Proximitor 参 引 （ KeyPhasor ） 2
(GAP_KPH)
TVIB TVIB TVIB