EAST真空控制系统总体方案课件

1、EAST真空控制系统总体方案2004年1月9日报告内容1、真空对控制系统的要求2、国内外聚变装置真空控制系统调研3、控制方案的调研4、真空控制系统主控制器的调研5、EAST真空控制系统总体方案监控级：网络、总线、监控软件和界面控制级：PLC控制器现场级：现场控制单元6、控制系统构筑的特点1、真空对控制系统的要求远程自动化分布式控制，集中化管理 高可靠性 抗干扰性 扩展性2、国内外聚变装置真空控制系统调研自八十年代以来，PLC就已作为真空系统的主控制器，因此它在技术上是可行的和成熟的。 控制单元从原来的单个控制机组划分变为按真空设备类别来划分，主要是随着系统规模的扩大需要有规范化的设计，控制单元

2、的合理划分更有利于控制线的统一安排，抗干扰性比原来有所改善。网络和现场总线的应用，使主控制器位于现场就地控制成为可能，从而解决了大量的长距离接线、高压隔离和信号干扰等等问题。 装置名称时间主控制器通讯接口电控执行单元FTU1984-1989PLC（4）RS232（光纤）按机组单元划分RFX1985-1990PLC（2）网络按工作单元划分JT-60U1995-1998PLC按真空设备类别划分LHD1995-1998PC按真空设备类别划分HL-2A2000-2003PLC现场总线PROFIBUS按真空设备类别划分3、控制方案的调研PLC：模块化结构、开关量顺序控制、10ms巡检周期、 拥有多种通讯

3、模式优点：高可靠性、拥有很高的电磁兼容性和抗冲击、耐振动性能，是理想的现场控 制器, 通过和上位机通讯可以实现多种控制功能。缺点：软件界面不直观，闭环控制功能不强、难以实现快速的反馈控制DCS: 从上到下的树状拓扑大系统、分控制、操作和现场仪表三级结构优点：控制器功能强，数据通讯能力强、具有灵活性和安全性缺点：投资大、成本高、系统封闭、兼容性不好FCS：全数字化，智能、多功能性控制、特别适合危险区域、易变过程和非常环境核心：总线协议基础：数字智能现场装置本质：信息处理现场化优点：减少现场接线、简化系统集成和维护方便缺点：总线协议、相关的关键技术及设备是相互关联的5、真空控制系统总体方案基于现场

4、总线的分布式PLC控制系统真空控制的现场分布位置板式热交换器电气控制柜纯水箱（5.6吨）分子泵低温泵机组机械泵罗茨泵 机组真空控制机柜气水监控软件和界面 控制系统在WIN2000环境下运行，上位机组态软件为Kingview 6.5，PLC编程软件为STEP7 V5.0。系统监控主操作画面6屏： 真空抽气系统监控画面 真空状态数据历史趋势画面 充气系统监控画面 真空系统报警画面 偏滤器抽气系统监控画面 壁处理系统监控画面在真空分控室工控机上有手动控制和自动控制两种选择模式。可以对现场的真空设备实现远程监控。EAST真空控制界面（1）ASIPPVACUUM CONTROL SYSTEM15:35系

5、统命令接受状态滚动显示系统遥控状态显示内真空状态参数真空状态显示DiveterGas&WDPump外真空状态参数EAST真空控制系统界面（2）在真空抽气系统模拟画面中，形象、准确地反映初抽机组十二个泵的工作状态，高真空机组十个泵的运行状态、现场阀门的实际开合状态以及十个真空规旁边均有相应的采集数字显示，即所采集到的真空度，让操作人员可以在监控界面上清晰明了地看到整个真空抽气系统的运行情况； 2、现场PLC控制器抽气系统：SIMATIC S7-PLC 1、电源模块（PS）2、中央处理单元（CPU）3、数字量输入/输出模块 4、模拟量输入 5、扩展接口模块充气系统：1、扩展接口模块2、数字量输入/

6、输出模块 3、模拟量输入/输出模块 12333441233344发出控制命令控制现场设备 巡检现场设备运行状态自巡检真空状态和实现自诊断处理并发出报警信号真空系统控制点预估 ( 342点 )真空规（PKR251）： 1*5 5 10插板阀（CCQ）： 2*25 50 100低温泵（20K）： 5*2 10 20涡轮分子泵: 5*10 50 100真空规（TPR265）: 1*6 6 12罗茨泵 (ZX-600)： 2*7 14 28蝶阀（GI）： 2*18 36 72旋片机械泵(2X-70) : 2*8 16 32电控微调阀（EVR116）: 2*2 20 40 真空冷规（APR262）： 1

7、*8 8 16真空冷规（APR265）： 1*5 5 10压电晶体阀（PV-60）: 2*6 12 24水检测 （240l/s,5kg/cm2) 1*40 40 80气检测 (500l/s,4-6kg/cm2) 1*50 50 100电源控制 (380V 200KW) (220V 30KW ) 2*10 20 40考虑到系统扩展，控制点数按500点设计现场手控原理手动操作和硬件连锁的实现ABCPLC输出接触器CPLC输入C原地起动远程起动转换开关CRJ继电器JZNJZ主刀开关泵电控柜PLC机柜3、现场控制单元泵电力柜 1配电柜 泵电力柜 2泵电力柜 3阀电力柜 1主PLC机柜1充气PLC机柜2控制系统的执行单元控制系统的接口现场手动功能硬件连锁保护以设备类别来划分：思路清晰，利于规划配电线清楚控制走线明了方便调试和维修易于扩展配电方案的比较泵电力柜1泵电力柜2泵电力柜3阀电力柜3PLC其它控制系统构筑的特点：1、控制重心（主控PLC）在控制现场，直接对现场的真空设备实现分布式控制，通过现场总线实现远程监控，将整个系统集中管理于真空分控室内。2、PLC控制程序具有模块化结构，对真空状况的实时巡检是整个控制处理方案的出发点。3、真空控