虚拟DCS仿真系统解决方案

1、.：.；北京大风软件公司、杭州和利时公司虚拟DCS仿真系统技术方案北京恒和大风软件技术 杭州和利时自动化虚拟DCS仿真系统技术方案杭州和利时自动化 第 图 所示：图 2 仿真机软件构成系统软件主机和各操作站均采用Windows操作系统，其具有界面友好、开放性高、可适用于不同机型的特点。仿真支撑平台软件仿真支撑平台软件SimuWorks是介于仿真系统和计算机操作系统之间的可视化仿真支撑系统，运转在Windows操作系统上。其主要特点如下：实时网络数据库：专门为大型仿真系统设计的网络实时数据库，可以管理变量达数百万个、数据上千万个。可以实现多个模型的分布式计算、动态数据显示与在线数据修正，可以满足

2、大型实时仿真系统的开发和运转的需求。数据可视化：提供多种数据可视化方式，如表格、曲线、流程图、直方图和虚拟盘台等。图形化建模：用户可以方便地利用系统提供的可视化单元，完成电站所需的运转画面的组态，提高工程化程度、提高开发效率。在线调试：在各种显示方式下，都可以对数据库中的恣意数据进展在线修正，并可以立刻影响到模型的计算。协同开发：支持多人在网络环境下的程序协同开发，提供了从程序编辑、变量扫描、编译、衔接到运转、调试等全过程的支持。进程控制：完好的指点教师任务站功能，主要包括模型的运转与停顿、冻结与解冻、缺点设置、工况保管、运转形状的显示。仿真精度高：具有高精度的仿真周期，最小仿真步长可以到达1

3、0毫秒，数据刷新时间步长可以到达50毫秒。多流程仿真：多流程支持功能，可以在一套硬件系统上同时开发或运转不同的仿真系统，或者同一套仿真系统的多个实例。具有良好的可维护性和可移植性，可在多种Windows平台上运用，包括Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003和 Windows Vista。支持OPC协议。 可视化图形建模系统SimuBuilder与强大的在线调试功能，大大提高了开发速度、降低了开发难度，缩短了开发周期，提高了系统可维护性。数学模型软件数学模型SimuLib根据工程实践订制开发，以根本物理原那么为根底，以实践机组的资料为根据，

4、采用图形化建模方式完成。所建模型精度高，能完好地描画机组的静态和动态的全过程，包括从锅炉通气、点火、升温、升压、暖机等各种工况下的启动、并网、升负荷以及正常停机和各种事故景象。数学模型软件由以下几部分组成：锅炉系统数学模型软件；汽机系统数学模型软件；电气系统数学模型软件；控制系统数学模型软件；其他系统数学模型软件。和利时虚拟DCS仿真机的DCS控制逻辑不需求仿真，直接运用真实机组的控制逻辑和运转画面组态，不需修正即可直接用于仿真系统。教练员站功能北京恒和大风软件技术提供的仿真平台SimuWorks和教练员站是多功能、多用途的培训训练中心。在教练员站软件和硬件配置根底上成为仿真机运转的最主要的人

5、机界面，在实时情况下进展教练员与仿真机之间的信息传输。所完成的仿真培训的根本义务是：教练员能方便地控制和监视学员的操作；教练员根据学员的业务才干选择组合培训工程；教练员和软件工程师可由教练员台访问实时数据库的任何工程；采用文字、数据、表格、图形等方式显示，借助彩色LCD，键盘等实现；教练员站主要用来设定各种工况和事故，对学员进展培训。仿真机的主要功能都是由教练员经过教练员任务站发出指令来实现的。教练员站功能软件被集成在仿真支撑平台软件中，运转于模型效力器上。教练员功能用于控制整个仿真系统的运转，它主要包括以下工程：启动和停顿启动功能自动装入仿真程序，使系统进入仿真机运转形状。停顿功能能使教练员

6、方便地停顿仿真机的运转。初始工况的选择教练员可方便地选择所需的初始运转工况，并能使仿真机的运转形状处于已选择好的工况点。用户可以本人设置恣意多的初始工况。冻结与解冻冻结功能允许教练员在仿真机运转的任何时辰冻结，使之处于冻结形状，冻结时辰存在的一切参数与形状坚持不变。解除冻结使系统重新进入运转形状。工况快存快存功能允许在仿真机运转过程中随时记录当前工况，每次快存可在200ms内完成，以保证不影响仿真机正常的操作。监视变量在仿真机运转中，教练员可以经过多种方式显示模型中的恣意变量，以监视模型的运转情况。设置缺点允许教练员设置单个或成组缺点。参数修正允许教练员控制机组的全部外部参数。远程操作功能在教

7、练员任务站上可实现DCS操作站和就地操作站上的一切操作。在线协助 对教练员站所实现的各种功能给出在线解释，并对操作给出指点。DCS效力器软件详细功能与和利时DCS系统HOLLiAS MACS完全一致，这里不再详细阐明。对于虚拟DCS仿真机，采用真正的DCS效力器软件，其功能与真实DCS完全一样，因此DCS的数据效力、报警效力、报表效力、历史趋势效力都与现场完全一致。DCS工程师站详细功能与和利时DCS系统HOLLiAS MACS完全一致，这里不再详细阐明。对于虚拟DCS仿真机，采用真正的DCS工程师软件，其功能与真实DCS完全一样，因此DCS的逻辑组态、图形组态、设备组态、数据库组态、报表组态

8、、效力器算法组态、维护功能等都与现场完全一致。虚拟DPU软件虚拟DPU软件完全实现真实DPU的计算与通讯功能，不过只需运转在普通计算机上即可，不仅提高了仿真系统真实度和拓展了仿真系统功能，同时不需采用真实的DPU硬件，从而大大的降低了仿真机的运用与维护本钱。正是由于采用了虚拟DPU技术，仿真系统才可以运用真正的DCS软件，才是真正意义上的虚拟DCS仿真机。DCS/DEH操作员站功能详细功能与和利时DCS系统HOLLiAS MACS完全一致，这里不再详细阐明。对于虚拟DCS仿真机，采用真正的DCS操作员站软件，其功能与真实DCS完全一样，因此DCS的画面显示、操作界面以及用户感受等都与现场完全一

9、致。就地操作站功能就地操作站软件采用了与DCS操作员站一样的软件，其画面显示、操作界面以及用户感受等都与DCS操作员站完全一致，运用户更容易接受和习惯，同时也具备了DCS操作员站与就地操作员站之间恣意切换的功能。就地操作站功能软件用于模拟实践机组的就地操作。它在就地操作站计算机上运转，经过网络与支撑系统进展数据的交换。就地操作台的画面具有以下功能：分锅炉、汽机、电气三个专业进展画面分组；根据系统设置画面，当系统大、操作量多时可设置多个画面；画面可采用动画技术，既显示可操作设备如阀的形状，又显示运转设备如磨、泵当时的运转或停运形状及缺点设备的形状，也可以显示就地仪表指示；可操作点分为两类，即开关

10、量和模拟量。对开关量，设备颜色的改动就表示其形状的改动如红色表示开、绿色表示关。对模拟量，要表示出开度 的大小0100%；对可操作设备进展操作后，设备形状变化所需的时间应小于1秒；就地操作工程设置的原那么是：根据用户培训需求，可以在就地台上完成相应的就地操作及机组在正常、异常或缺点形状下必需进展的就地操作；画面的布置及颜色按照现场运用习惯进展设计，在初步设计时确定。锅炉就地系统包括以下系统：给水系统主蒸汽系统再热蒸汽系统喷水减温系统风烟系统制粉系统燃油系统锅炉疏水放气排污系统就地点火系统火检冷却风系统厂用和仪用空气系统汽机就地系统包括以下系统：主蒸汽、再热器及旁路系统凝结水系统除氧器及给水系统

11、汽轮机抽汽系统凝汽器和抽空气系统汽轮机光滑油及顶轴油系统汽机EH油系统加热器疏水及排汽系统汽机轴封系统汽机本体疏水系统辅助蒸汽系统循环水和开式循环冷却水系统闭式循环冷却水系统发电封油系统发电机氢系统发电机内冷水系统小机油系统电气就地系统至少应包括以下系统：6KV厂用一次系统0.4KV厂用一次系统6KV厂用负荷系统6KV公用/备用负荷系统0.4KV厂用负荷系统0.4KV保安段负荷系统110V直流负荷系统220V直流负荷系统发变组维护系统高厂变、启备变维护系统模型开发软件可选，不在本供货范围内可提供一套模型开发软件，用于实现如下功能：用于实现机组数学模型的开发、调试、修正以及数据管理等功能。用于实

12、现数学模型根底算法的编制、修正、研讨等功能。性能目的仿真精度稳态仿真精度仿真机的精度包括稳态精度和暂态精度。仿真精度与满负荷值及中间负荷值有关，它应能反映出仿真机的性能。在实验中，可以在负荷变化范围中几个点上测定误差，负荷形状如下：汽机VWO汽机TMCR汽机额定出力工况锅炉BMCR锅炉ECR凝汽器单侧运转100额定负荷80额定负荷75额定负荷60额定负荷50额定负荷稳态仿真精度关键性参数的稳态仿真精度应为0.5%，非关键性参数的仿真精度应为1%。关键性参数包括：主蒸汽流量再热蒸汽进口/出口压力和温度给水流量、压力和温度过热器出口温度和压力燃料量一次风量总风量炉膛压力空预器进口/出口一、二次风温

13、度锅炉烟气含氧量给水压力和流量减温水温度和流量燃油压力排烟温度主汽门前温度和压力高压缸排汽温度和压力中压缸入口温度和压力高压调门后蒸汽压力凝汽器真空和排汽温度凝结水流量汽机光滑油压汽机膨胀和胀差轴向位移汽机振动汽机金属温度发电机有功功率和无功功率发电机定子电压和电流发电机转子电压和电流励磁电流 除氧器压力和水位暂态仿真精度关键性参数的暂态仿真精度应为1，非关键性参数的暂态精度应为2。系统可用性实验与目的计算机主机两次缺点平均时间MTBT大于4320小时。仿真机系统延续运转200小时可利用率98%。可用率=200-出缺点时间/20098%。I/O接口系统两次缺点平均时间MTBT大于2160小时。

14、系统抗干扰才干共模电压：250V共模抑制比：90dB差模电压：60V差模抑制比：60dB系统扩展和利时公司在配置仿真系统软硬件时充分思索了系统的可扩展性，硬件系统无论是在在硬盘、CPU容量还是在网络接口上都留有充分的余地；同时软件系统采用的模块化的构造，扩展方便。实施方案工期进度普通仿真机开发工程从DCS投运后且资料搜集完成时启动，到工程投运约10个月。工期、工程进度安排如下表：假设收资完全后月工程进度与安排0分析用户需求；廓清技术问题；检查搜资情况；确定仿真范围；讨论确定工程义务书。完成仿真系统的整体方案设计。1完成仿真模型的初步设计；开场硬件设备采购。3审查仿真系统的整体方案设计；审查仿真

15、模型初步设计；仿真数学模型开发 4仿真数学模型单体调试仿真系统对点5、6仿真机联调；提出验收方案；7、8、9编制仿真机文档用户培训用户检查仿真机出厂验收运输，安装，恢复。10现场测试投运验收现场培训。质量保证工程启动后，和利时公司成立专门的工程组。工程组由工程经理、工程实施工程师、工程监理等成员构成。其中，工程经理担任协调和利时公司在工程全过程的各项任务，如系统设计、工程进度、制造确认、编程和技术效力、图纸文档、工厂和现场测试、编制文件、启动、投运等任务；工程实施工程师在工程经理指点下，按工程进度完成所承当的各项任务；工程组成员均具备丰富的专业知识和阅历，并严厉按照ISO9001及CMM3要务

16、虚施整个工程过程。工程监理对工程实施的全过程进展监控，保证工程实施的规范性和产品的可靠性。仿真系统的质保期是自系统试运转终了且系统得到进一步完善后，从系统开工验收证书签署之日起计算，为期12个月。在质保期内，和利时公司保证及时免费改换或修缮任何并非由买方人员非正常操作而导致出现缺陷或缺点的设备。附录：仿真机模拟缺点清单A. 锅炉部分1、磨煤机跳闸2、磨煤机满煤3、磨煤机堵塞4、磨煤机过负荷5、磨煤机出力降低6、磨煤机研磨才干降低7、磨煤机不能起动8、磨煤机断煤9、磨煤机差压高10、磨煤机着火11、磨煤机光滑油温度过高、过低12、磨煤机光滑油系统缺点13、磨煤机冷、热风门卡涩14、下煤管堵塞15

17、、给煤机跳闸16、给煤机机械缺点17、给煤机控制器失灵18、制粉系统自燃和爆炸19、燃油系统缺点20、火检冷却风机缺点21、熄灭器熄灭不良22、熄灭器点不着23、送风机缺点24、送风机轴承温度高25、送风机跳闸26、送风机挡板控制失灵27、送风机光滑油系统缺点28、送风机动叶卡涩29、送风机振动大30、引风机跳闸31、引风机缺点32、引风机轴承温度高33、引风机挡板控制失灵34、引风机光滑油系统缺点35、引风机动叶卡涩 36、引风机振动大37、引风机叶片断裂38、一次风机跳闸39、一次风堵塞40、一次风机调理挡板失灵41、尾部烟道二次熄灭42、炉膛不对称熄灭43、煤种变化44、水冷壁走漏45、

18、水冷壁爆管46、水冷壁结焦47、过热器走漏48、过热器爆管49、过热器结焦50、省煤器走漏51、省煤器爆管52、省煤器堵灰53、再热器走漏54、空预器电动机跳闸55、再热器堵灰56、再热器爆管57、空预器堵灰58、空预器漏风59、空预器二次风和烟气间走漏60、吹灰器缺点61、吹灰器程序中断62、吹灰器电动机跳闸63、主蒸汽温度高64、主蒸汽温度低65、锅炉灭火66、过热器减温水门卡涩67、再热器减温水门卡涩68、汽机旁路系统缺点69、锅炉给水门控制失灵70、执行器缺点71、管屏大面积超温72、旁路系统及事故喷水安装缺点73、电除尘缺点74、除尘器堵塞75、MFT76、MBT77、再热汽压力高、

19、平安门动作78、再热汽压力高、维护误动作79、主蒸汽压力高、维护误动作80、再热汽温度高、维护误动作81、辅机联锁不动作82、平安门缺点83、锅炉断水84、仪用空压机缺点85、仪用气压力低86、蒸汽、给水、减温水、疏水管道爆破87、部分仪控电源缺点B. 汽机部分1、汽机脱扣2、汽机调阀失灵3、汽机轴承振动大4、汽机推力轴承温度高5、汽机支持轴承温度高6、汽机差胀大7、汽机断叶片8、汽机轴向位移大9、汽机水冲击10、汽机偏心大11、汽机超速维护失灵12、汽机光滑油温高13、汽机光滑油温低14、汽机轴封压力高或低15、轴封供汽中断16、轴封压力调理阀卡位17、主汽门缺点18、调门缺点19、EH油压

20、低20、电液转换器缺点21、盘车安装缺点22、主油泵缺点23、事故油泵缺点24、顶轴油泵缺点25、EH油泵缺点26、注油器缺点27、高压油泵缺点28、凝汽器真空低29、汽机真空系统漏30、凝汽器铜管破裂31、凝汽器堵塞32、凝泵电动机脱扣33、循泵电动机跳闸34、循泵轴承温度高35、凝汽器真空破坏门误动作36、任一台加热器走漏37、任一台加热器水满38、汽泵跳闸39、汽泵振动大40、小机进汽阀卡位41、给水再循环门卡位42、除氧器水位高、低43、除氧器进水阀卡位44、给水总门卡位45、抽汽逆止门缺点46、低压缸排汽温度高47、电超速维护误动作48、低真空维护误动作49、抽汽防进水维护误动作50

21、、低压缸防超温维护误动作51、汽机旁路维护误动作52、除氧器压力维护误动作53、小机维护误动作54、高加旁路维护误动作55、高加水位高维护误动作56、油系统管道走漏57、汽机差胀维护误动作58、汽机调速系统误动作59、轴向位移维护误动作60、大、小机油箱油位低61、给泵进口汽化62、给泵前置泵缺点63、电泵缺点64、开式水系统缺点65、开式水温度升高66、闭式水系统缺点67、闭式水温度高68、调速系统漏油69、小机调速系统卡位、晃动70、汽机高压油动机卡位71、汽机轴承漏油72、汽机控制系统缺点73、凝结水精处置系统缺点C. 电气部分1、发电机定子线圈相间缺点2、发电机定子线圈单相接地3、发电

22、机定子过负荷对称、非对称4、发电机定子过电压5、发电机定子过电流6、发电机定子铁芯温度高7、发电机定子线圈温度高8、发电机定子漏水9、发电机漏氢10、发电机过负荷跳闸11、发电机甩部分负荷12、发电机过负荷不跳闸13、发电机三相电流不平衡14、发电机励磁电流急剧下降15、发电机失磁16、发电机励磁忽然添加17、发电机励磁回路接地18、发电机转子匝间短路19、发电机转子温度高20、发电机自动电压调理失灵21、发电机定子冷却水温度高22、发电机转子氢温度高23、发电机定子冷却水泵电动机跳闸24、发电机冷却水导电度高25、发电机负励磁26、发电机定子冷却水流量低27、发电机转子氢压低28、220KV系统近电厂侧单相接地缺点重合闸29、220KV系统近电厂侧三相短路缺点重合闸30、发电机失步31、系统频率低32、系统频率高33、系统振荡34、系统电压高35、系统电压低36、发电机变调相机运转37、发电机异步并列及发电机同期并网38、发电机断路器失灵39、发电机220KV 断路器不测合闸40、发电机差动维护误动作41、发电机逆功率维护动作42、发电机变压器差动维护误动作43、发电机振动过大44、发电机强励动作45、主变温度高46、主变瓦斯缺点47、主变线圈相间短路48、主变线圈匝间短路49、主变过励磁50、高压厂变过电流