光热太阳能的PlantStruxure解决方案

1、热太阳能PlantStruxure 解决方案2施耐德太阳能光热发电解决方案概述-太阳能镜场、发电及辅机控制1施耐德电气与光热发电（CSP）3MC80太阳能光热镜场就地控制器（CSC）4案例分享光热发电目前光热技术（ CSP）槽式1984年商业操作塔式 2006年商业操作菲涅耳式 2012年商业操作碟式斯特林 试验/示范阶段25,000 LOC 施耐德光热发电控制系统先驱产品可靠性运行温度-40C to +70C 冷启动温度范围 -25C to +70C灰尘、腐蚀性气体、潮湿空气海拔4000米2施耐德太阳能光热发电解决方案概述-太阳能镜场、发电及辅机控制1施耐德电气与光热发电（CSP）3MC80

2、太阳能光热镜场就地控制器（CSC）4案例分享塔式菲涅尔反射式PlantStructure提供完整CSP解决方案高效运行检测控制抛物线槽式安全维护诊断配置CSP控制系统Historian管理层 商业智能系统DCS发电及辅助控制镜场控制系统(SCS)LOC- 本地控制ScadaPlantstruxureRTUPLC + SCADA集成过程专家SolutionPES & Foxboro DCS工程师站系统服务器DCS 操作员站历史数据就地触摸屏热备冗余控制器PAC分布 IO站远程 IO站智能仪表电力监控电气设备PAC控制器LOCsLOCs控制网络SCS 操作员站PlantStruxure整体解决方案

3、 Web 服务器监控网路NTP LOCsBI发电及辅机控制镜场控制热备冗余控制器工程师站DCS 操作员站历史数据LOCsLOCsSCS 操作员站施耐德foxboro DCS+MC80 LOC整体解决方案 Mesh网络NTP LOCsBI发电及辅机控制镜场控制热备冗余控制器DCS 操作员站DCS发电及辅助控制系统构架冗余服务器Motorizes Valves工程师站Control NetworkPACRemote IO Salt Controller PACRemote IO BOP Controller PACRemote IO Electrical system Controller PAC

4、Remote IO Receiver Controller 冗余操作员站历史服务NTP SERVER 汽轮机水处理 熔盐炉 化学系统压缩空气系统网络：Modbus TCP/IP 2014年施耐德收购知名自动化厂商 Invensys 将旗下的Foxboro 和tricon整合到工业事业部施耐德成为既能提供DCS，又能提供PLC的完整过程自动化解决方案的供应商Foxboro为电力行业推荐的8大DCS厂家之一Foxboro DCS由IA系列升级为EVO系列EVO系列具有特点:易于升级自动归档，自动描述, 直观的动态图形对象易于控制回路诊断FCP控制器的高性能-硬件能力Foxboro DCSCPU配置

5、： ARM 500Mhz RISC控制器 128MB内存128MB闪存128块FBM现场安装，满足G3标准 8.3Watt 低功耗封闭的铝合金外壳 运行温度-20C - + 70 C 低功耗设计适合G3苛刻的、腐蚀性和2区危险场合600VAC一分钟的冲击独立A/D，D/A转换器通道隔离高精度：0.03% 0.05%模件可冗余配置Foxboro DCS 安全可靠的的I/O组件10MW塔式光热发电项目镜场（LOC+SCS）系统构架图1、LOC系统2、SCS通讯协调系统5、网络3、SCS 控制子系统4、SCS SCADA系统网络1G主环网LOC子环网骨干交换机Hirschmann 三层多光口交换机施

6、耐德 冗余双环网交换机TCSESM063F2CU1 ConneXium 管理型扩展交换机，6电口/2多模光口，支持双环网(MRP和RSTP协议), DRS140CPU67060140CPU67160140CPU67260140CPU67261冗余热备SCS通讯协调系统及辅助控制子系统Quantum 控制器CPU上集成以太网通讯、12M的USB标准编程口、Modbus Plus口和Modbus口支持热备系统，双机架，双CPU、双电源、双远程I/O网络、双以太网通讯，保证系统的高度可靠性支持6块以太网网络模块支持 1 、以太网IO(QEIO) 31个子站 100M 2、以太网IO(X80IO) 3

7、1个子站 100M支持现场总线Modbus TCP/IP 、 Ethernet IP 、 Profibus DP/PA 、 Modbus PLUS 、 Modbus串口等。所有模板均通过国际认证，海事认证。安全PLC通过SIL3安全认证工程师站服务器操作员站SIS接口PACPACPAC2施耐德太阳能光热发电解决方案概述-太阳能镜场、发电及辅机控制1施耐德电气与光热发电（CSP）3MC80太阳能光热镜场就地控制器（CSC）4案例分享镜场控制140CPU67060140CPU67160140CPU67260140CPU67261冗余热备140CPU65150140CPU65160140CPU652

8、60单机双槽Unity 控制器产品线140CPU31110140CPU43412U140CPU53414U单机单槽140CPU65150S140CPU67160S安全PLC支持SIL3标准QuantumPremiumM580M340MomentumMC80MC80产品MC80 PLC3款新控制器:BMKC8020310 电力塔BMKC8030310 反射镜BMKC8020300反射镜无编码器Software Unity V8.1 ( with Hotfix HF_V81_MC80)支持Unity Pro V8.1, S, L, XL SGbackup大量的管理工具 固件、应用、数据Solar

9、LibrarySolar Library 太阳位置算法和定日镜控制:- SPA (+/- 0.0003)-法向向量角目标向量角TVDA如何 设计了太阳能发电厂集中控制系统?MC80 技术参数 MC80供电常规24VDC控制器用户程序3590K用户数据128K混合执行0.08us/指令Bool执行0.06us/指令64位计算Yes串口1 RJ45 modbus 串口（主/从、字符），RS232/RS485（0.3 19.2Kbps）通讯以太网口2 RJ45 10/100M以太网(FDR客户端、SNMP、RSTP、FTP服务、Modbus Tcp)CANopen1个9针 Sub-D口（16从站，2

10、0kbps1Mbps）USB1个mini-USB 编程口IO数字量输入8点数字量输出8点模量输入4点（电压电流）模拟量输出-HSC2路（12IN /4 OUT）60KHz温度操作-2570度存储-4085度认证CE、ICE/EN 61131-2 Ed 3、UL 61010-2-201、CSA-E 1131-2、RCM（formerly C-Tick)CSA 22.2 No. 213 FOR Hazardous Locations(Class I,Division 2,Groups A,B,C and D)软件Unity pro 带太阳能库（LOC）就地控制箱 MC80上位通讯现场电源定位传感器

11、及其他传感器可连接不同的机械系统变频电机伺服电机液压系统Local Control Box （LOC）就地控制箱 MC80LOC 主要功能:太阳位置计算（Solar Library）追日控制电源和通讯典型的应用里每面追日镜配备一个LOC柜以100 MW 太阳能电站为例:槽式: 1.200 LOCs塔式 : 4.500 LOCs极端的工作环境无通风口或风扇外部温度-25C / +70C多沙及海边环境IP65 / NEMA 4 控制柜MC80 features以太网: 双口 1个 Mac地址 Modbus TCP 嵌入以太网交换机 支持RSTP FDR客户端24VDC 电源USB 口编程最大 I/

12、O 组合 接线端子与 X 80 BMXFTB20 x0 和 BMXFTB28x0 兼容.现场总线通讯: Modbus串口 Canopen (16 从站)Combined I/O: Digital 8I/8O HSC 2CHs* Analog 4AI*- BMK C80 20310 塔式 BMK C80 30310 槽式 BMK C80 20300 槽式无编码器认证Community regulationCE MarkedUL certifiedCSA certifiedRCM (C-tick) certifiedHazardous LocationCSA Class1 Div 2Marine

13、certification*Design is conformed with Marine certification. * The Marine certification is not mandatory for CSP application. The design is conformed to them and ready to achieve the certification when needed.太阳能库基于Unity Pro平台为MC80专用控制器设计了太阳能应用库Solar Library包含三个功能块 SPA功能块： 基于NREL的SPA算法 ，精确计算太阳位置（公元前

14、2000年至6000年）， 精度可达+/- 0.0003 GetNormalVector 功能块： 用于计算定日镜的法线向量 GetTargetVector功能块， 用于计算反射光斑的目标位置 集中管理LOC(就地控制器)的程序，固件以及用户数据独立运行于Unity Pro之外 一键下载程序给数以千计的PLC。 （例如，2650 PLC 程序更新在5小时之内完成，完全自动不需要人为干预） 一键批量升级固件 全智能更换故障控制器模块： 为新设备自动分配IP，自动下载程序，自动下载用户数据，自动运行程序。专用配置管理软件 - SGbackup经大规模实验室验证的太阳能控制系统 PSx TVDA 实

15、验室施耐德光热发电控制解决方案提供完整的集成的解决方案有众多已投入运行的业绩，光热控制的先驱完全分布式控制和可扩展的体系结构，基于开放的以太网架构可以从几百扩展到几千甚至上万台LOC的镜场控制系统通过高精度太阳能 NREL SPA 算法 （0.0003）和高速度的通讯网络以提高电厂的生产效率专为 镜场的严酷环境定制本地集成式的控制器（MC80）可工作于-25 c 到 70C。环状本地网络无需交换机即可连接，高速的RSTP性能保证网络的冗余性和可靠性。自动的FDR（Failure device replacement）功能，减少系统停机时间开放的现场总线，方便集成第三方设备 集成网络信息安全功能

16、，保护电厂的运行2施耐德太阳能光热发电解决方案概述-太阳能镜场、发电及辅机控制1施耐德电气与光热发电（CSP）3MC80太阳能光热镜场就地控制器（CSC）4案例分享Gemasolar光热项目Gemasolar光热项目光热发电镜场控制构架PACNTP SERVER 1.26 Redundant Rings 2.650 Heliostats HISTORIAN RAT 1 RAT 2 I/O 1 I/O 2 Engineering station SG Backup SG2 CLIENTS SCS CONCENTRATOR & COORDINATOR 集中协调控制CUSTOM APLICATION

17、 “POWER CALCULATION” 功率计算 Active Router Standby Router Active Router Active Router Standby Router Standby Router Level II Ring, Ethernet F.O 100 MBits LOCs Network Level III Ring with Link Aggregation using Static routes (Convergence 1 sec ) Redundant LOCs acting as a Redundant Concentrator avoiding one single point of failure and managing the communications between the different level. REDUNDANT NETWIRK LEVEL III REDUNDANT NETWIRK LEVEL II 100 MBpsREDUNDANT NETWIRK LEVEL II 100 MBpsREDUNDANT N