浅谈电厂仿真系统胡天濡[摘要]DCS的应用也越来越广泛,企业对DCS提出许多新的要求,为此世界各国DCS厂商纷纷加强开发研究DCS系统的技术水平。仿真中所谓虚拟DPU,是指将实际DCS的组态数据直接输入至仿真机,使其能直接模拟实际DPU的计算行为,虚拟DPU的实现依赖于3个子系统的实现:即实际DCS的控制算法模块、实际DCS组态数据的识别和编译、实际DCS操作员端软件的通讯和翻译。[关键词]电厂仿真DCS系统虚拟DUP:TM6文献标识码:A:1671-7597(2009)1110053-01电厂仿真系统提高操作人员的正常操作水平。正常操作包括:冷态、温态、热态到满负荷的启动操作;停机到热备用或冷态的停机操作;其他指定的工况启、停、或升、降负荷的操作;运行人员对设备或系统进行可靠性试验及联锁保护试验;任意工况的稳定运行。对电厂运行人员(新)没有接触过新机组的运行,对新机组的特性、事故处理及如何调整运行参数,使机组处于最佳运行状态,减少由于运行人员人为操作错误引起的事故发生或事故扩大,保证电厂的安全运行,培训高素质的电厂运行人员。提高操作人员的事故处理水平。仿真机能模拟电厂实时运行中各种异常现象和故障情况,并将有正确的反映结果和保护动作。对于各种故障和事故,学员可在操作员站上进行操作处理。一、电厂仿真中的DCS系统(一)DCS系统组成DCS系统包括三站一线:工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络。1.工程师站。对DCS进行进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点。主要功能:提供对DCS进行组态,配置工作的工具软件,并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳的工作状态之下。2.操作员站。处理一切与运行操作有关的人机界面(OI,OperatorInterface或MMI,ManMachineInterface)功能的网络节点。主要功能:为系统的运行操作人员提供人机界面,使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等,并可通过输入设备对工艺过程进行控制和调节,以保证生产过程的安全、可靠、高效、高质。3.现场控制站。现场控制站是DCS的核心。对现场I/O处理并实现直接数字控制(DDC)功能的网络节点。系统主要的控制功能由它来完成。系统的性能、可靠性等重要指标也都要依靠现场控制站保证。其设计、生产及安装都有很高的要求。分散控制系统中的主要任务执行者。现场控制站组成:现场控制站的硬件一般都采用专门的工业级计算机系统。主要包括两部分:一部分是运算器(即主CPU)、存储器等组成的计算机单元,称之为逻辑部分或主控制器;另一部分是现场测量单元、执行单元的输入输出设备,即过程量I/O或现场I/O,称为过程通道。4.系统网络。系统网络是连接系统各个站的桥梁。由于DCS是由各种不同功能的站组成的,这些站之间必须实现有效的数据传输,以实现系统总体的功能。系统网络的实时性、可靠性和数据通信能力关系到整个系统的性能,特别是网络的通信规约,关系到网络通信的效率和系统功能的实现。(二)DCS得以实现的技术关键主计算机:用于仿真机网络、数据库管理与模型数据运行,是整个仿真机的核心。网络系统:使用100M以太网,通讯协议为TCP/IP。DCS操作员站:用于电厂集控室操作。就地操作站:用于模拟电厂集控室外炉、机、电的阀门、泵、开关等操作。工程师站:用于仿真机的维护与开发。大屏幕:用于投影显示DCS、盘台、就地操作画面或火焰等内容。教练员站:教练员站的功能包括:项目控制,可以运行/冻结仿真项目,并能够回退和加速、减速。工况管理,可以设置、保存、删除、运行/冻结工况。故障管理,可以打开、保存、设置、清除、删除故障。任务管理,可以装载任务,并能够启动/暂停/停止任务。操作一览,可以执行各种查询和命令,能够查看学员的各种操作记录,并能够对指定时间的操作进行重演。二、DCS的发展随着信息技术的发展,DCS的应用也越来越广泛,企业对DCS提出了许多新的要求,为此世界各国DCS厂商纷纷加强开发研究DCS系统的技术水平。近期,Foxboro公司的I/ASeries系统。ABB公司的IndustrialIT系统、Honeywell公司最新推出的ExperionPKS(过程知识系统)、Siemens公...