摘要：
本文介紹了ROCKWELL公司的ProcessLogix系列分散控制系統(tǒng)的特點、基本功能、硬件結(jié)構(gòu)、軟件構(gòu)成及其在大連西咀熱力有限公司新建工程2×15MW汽輪發(fā)電機組上的應用，完成DAS、SCS、MCS、FSSS、ETS等系統(tǒng)功能。

摘要：
ProcessLogix；Logix；ControlNet　ProcesssLogix System’s Application in Power Plant　Abstract: The ProcessLogix series distributed control system is introduced in this　paper. Include it’s character, basic function, hardware and software structure. This system is used in a 2X15MW power plant of DaLan XiZui. In this project, DAS, SCS, MCS,FSSS and ETS are achieved.ProcessLogix；Logix；ControlNet

　　大連西咀熱電力有限公司主設(shè)備三臺四川鍋爐廠生產(chǎn)的CG－130/5.30-M1型、自然循環(huán)、四角切圓、懸浮燃燒煤粉爐，每臺鍋爐配2套鋼球磨，采用中儲式、乏氣送粉的方式。同時選用兩臺哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的C15-4.7/1.27型、沖動式汽輪機組。
　　機組控制系統(tǒng)為美國ROCKWELL公司的ProcessLogix分散控制系統(tǒng)。進入DCS系統(tǒng)的控制包括：(1)數(shù)據(jù)采集和處理監(jiān)視系統(tǒng)(DAS)；(2)模擬量控制系統(tǒng)(MCS)；(3)機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)；(4)輔機順序控制系統(tǒng)(SCS)；(5)鍋爐爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)(FSSS)；(6)汽輪機危急遮斷系統(tǒng)(ETS)

1 系統(tǒng)概述
1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　ProcessLogix是ROCKWELL公司新推出的基于Logix平臺的過程控制系統(tǒng)[1]。ProcessLogix系統(tǒng)是由現(xiàn)場控制級網(wǎng)絡(FLEXBUS)、過程級網(wǎng)絡(CONTROLNET)和管理級網(wǎng)絡(ETHERNET)組成的3級網(wǎng)絡集散控制系統(tǒng)。每級網(wǎng)絡都實現(xiàn)雙冗余。ControlNet基礎(chǔ)技術(shù)是由Rockwell Automatiom公司研發(fā)的。具有以下特點[2]：
　　在單根電纜上支持兩種信息傳遞，一種是對時間有嚴格要求，另一種是對時間無要求的信息發(fā)送和程序上/下載。
　　采用新的通信模式，以生產(chǎn)者/客戶的模式取代了傳統(tǒng)的源/目的的模式。它支持點對點的通信，而且允許同一時間向多個設(shè)備通信。
　　可使用同軸電纜，長度可達6km，可尋址節(jié)點最多99個，兩個節(jié)點間最長距離達1000米。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)可采用總線型、樹狀和星型。
　　具有安裝簡單、擴展方便及介質(zhì)冗余、本質(zhì)安全、良好診斷功能等優(yōu)點。
　　ControlNet網(wǎng)絡傳輸速度為5Mbit/s。實時I/O、控制器互鎖、對等報文傳輸以及編程操作都可以在同一條ControlNet鏈路上實現(xiàn)。ControlNet本質(zhì)上的確定性可以確保數(shù)據(jù)何時發(fā)送，其可重復的性能確保網(wǎng)絡傳輸時間不會隨網(wǎng)絡設(shè)備的添加或刪除而改變。網(wǎng)上掛有服務器、工作站、打印機等，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速度為10 Mbit／s。管理網(wǎng)上的服務器、工作站協(xié)同工作，實現(xiàn)過程的監(jiān)視、控制、報警、信息的管理和維護工作。管理級網(wǎng)絡與過程控制級網(wǎng)絡通過以太網(wǎng)卡和1784－PCIC網(wǎng)卡與服務器連接。

1.2 系統(tǒng)硬件
　　針對本工程的需要，整套系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)配置6對冗余的CPM、兩臺服務器和八臺操作員站。分別實現(xiàn)對鍋爐、汽輪機和公用系統(tǒng)的控制。另外設(shè)置一個LM55PLC控制器進行SOE數(shù)據(jù)采集。具體體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 系統(tǒng)特點
　　ROCKWELL的Logix體系結(jié)構(gòu)通過集成DCS的過程控制和PLC的離散/順序控制提供第一個混合控制系統(tǒng)。對于那些高度集成的模擬過程應用來說，您可以使用Process Logix系統(tǒng)，直接利用預先組態(tài)的系統(tǒng)參數(shù)，而且馬上可用，不需要額外的集成和編程。或者對于那些高度自由定義的應用需求，高度的調(diào)節(jié)功能以及大量的離散控制，您可以使用Control Logix 控制器。這一技術(shù)的關(guān)鍵在于Logix包含網(wǎng)絡通訊、系統(tǒng)開發(fā)和控制技術(shù)等各方面的功能。他具有以下的特點：

1、無縫聯(lián)接
　　保證不同/多個logix控制器之間或者與現(xiàn)有的基于PLC的系統(tǒng)之間的方便集成。在現(xiàn)有網(wǎng)絡上的用戶可以透明地向其它網(wǎng)絡上的程序控制器發(fā)送消息或從其它網(wǎng)絡上的程序控制器接收消息。

２、快速
　　Logix體系結(jié)構(gòu)提供在背板上或控制器之間的高速數(shù)據(jù)交換，成為一個高速的控制平臺。

3、規(guī)模靈活
　　提供一種模塊化的控制方法。當系統(tǒng)規(guī)模增加時可以通過添加控制器和通訊模塊來實現(xiàn)。您可以在同一個機架上安裝不同類型的控制器，可以根據(jù)您的應用的需求來選擇控制器的選擇。

4、集成
　　建立一個平臺來集成多種技術(shù)，包括順序控制、運動控制、傳動控制以及過程應用。

5、緊湊
　　滿足許多應用的要求，特別是高度分布的，及空間有限的控制應用。不同于其它控制系統(tǒng)，Logix系統(tǒng)的基礎(chǔ)是開放結(jié)構(gòu)的概念，它自動地使您能夠：
　　不需要控制器即可以橋接多個網(wǎng)絡。
　　對機器架中的控制器，I/O模塊，或通訊模塊的數(shù)量和類型進行任意組合或排放。
　　對大多數(shù)模塊來說都可以帶電插拔，不影響系統(tǒng)中的其它模塊。
　　對于高速的運動控制和離散控制來說，您可以把Control Logix集成到Process Logix系統(tǒng)中，不需要任何網(wǎng)關(guān)或特殊的接口模件。

1.4 系統(tǒng)軟件
　　ProcessLogix系統(tǒng)的軟件具有很好的二次開發(fā)功能。主要由以下幾個部分組成：
　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫程序DbAdmin：負責系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的維護；可以方便地進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的維護和管理，并設(shè)置有相應的安全級別。
　　圖形組態(tài)程序DisplayBuilder：操作員圖形顯示界面組態(tài)；該系統(tǒng)為用戶提供很好的二次開發(fā)接口，用戶可以應用VBscript 和OPC技術(shù)開發(fā)出自己的應用程序。
　　操作員圖形顯示程序Station：操作員圖形顯示界面，操作員操作；該程序集成了操作員站的全部功能，并具有系統(tǒng)級參數(shù)的設(shè)置。通過相應的設(shè)置，可以方便地實現(xiàn)報警、趨勢、成組等功能。
　　控制策略組態(tài)程序ControlBuilder：控制策略組態(tài)（包括連續(xù)控制和邏輯控制），在線監(jiān)視。以順序功能塊的形式進行組態(tài)，可以在線修改參數(shù)，方便工程實施。在功能組態(tài)中也提供以Vbscript為手段的二次開發(fā)。系統(tǒng)功能進一步加強。

2 系統(tǒng)功能
　　本工程的ProcessLogix系統(tǒng)控制功能包括機組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、輔機順序控制系統(tǒng)(SCS)、機組自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)（MCS）、爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）、汽輪機危急遮斷系統(tǒng)(ETS)等。

2.1 DAS系統(tǒng)
　　DAS系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能：
　　監(jiān)視工況，系統(tǒng)組態(tài)了鍋爐模擬圖36 幅，汽機模擬圖16幅，操作員可通過這些畫面的顯示和報警提示進行機組工況監(jiān)視。
　　生成報表。報表有定時報表和召喚報表等形式。報表由EXCEL生成。
　　歷史數(shù)據(jù)存儲與檢索，歷史趨勢記錄，事故追憶。

2.2 輔機順序控制系統(tǒng)(SCS)
　　輔機順序控制系統(tǒng)(SCS)包括電動機、電動門、氣動門、風煙擋板等功能組操作和輔機聯(lián)鎖等。各功能組間可具有聯(lián)鎖關(guān)系。各設(shè)備啟停控制有聯(lián)鎖關(guān)系的，設(shè)計有程序啟動、程序停止邏輯和單獨操作，可在運行操作中選擇自動程序啟、停控制方式，也可選擇手動各個設(shè)備單獨啟、停控制方式。沒有聯(lián)鎖關(guān)系的，設(shè)計為單獨操作。運行人員對順序控制設(shè)備的操作在操作員站上進行，不設(shè)常規(guī)的后備硬手操。操作員站上可顯示被控設(shè)備啟停及其過程中的狀態(tài)、啟動條件和故障報警等信息。

2.3 機組自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)(MCS)
　　機組自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括以下系統(tǒng)：鍋爐給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)、送風調(diào)節(jié)系統(tǒng)、一次風壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、過熱汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)、燃油壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、磨煤機負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、磨煤機負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、磨煤溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、連排擴容器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、軸封壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(、除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)和除氧器壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。MCS系統(tǒng)有手動和自動兩種運行方式。手動方式時，控制輸出由運行人員直接設(shè)定。自動方式時，控制輸出由被控量的設(shè)定值與實際值的偏差經(jīng)控制運算得出。運行人員通過操作員站對MCS系統(tǒng)進行操作，無后備手操。系統(tǒng)故障時，MCS系統(tǒng)將自動切換到手動方式。系統(tǒng)出現(xiàn)報警或條件不滿足時，不能投入自動。

2.4 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)
　　爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS是現(xiàn)代大型火電機組必備的安全監(jiān)控系統(tǒng)，由公用控制邏輯、燃油控制邏輯、燃煤控制邏輯組成，完成鍋爐安全保護、油泄漏試驗、爐膛吹掃、油層啟停控制、煤層啟停控制、油路閘閥控制、回油閥控制、火檢冷卻風機控制、風門擋板控制以及與其他系統(tǒng)的連鎖保護等功能。

2.5 汽輪機危急遮斷系統(tǒng)(ETS)
　　汽輪機危急遮斷系統(tǒng)ETS是為了保證在機組出現(xiàn)油壓低或真空低等故障而需要立即停機時，快速泄去保安油，關(guān)閉自動主汽門。切斷供汽，停止汽輪機運行。本次工程中沒有專用的ETS裝置，ETS功能完全由DCS系統(tǒng)軟件實現(xiàn)。

3 結(jié)束語
　　大連西咀熱力有限公司新建2X15MW工程是ROCKWELL公司的ProcessLogix分散控制系統(tǒng)首次用于電廠控制系統(tǒng)。但其穩(wěn)定的系統(tǒng)運行，強大的軟件功能，可靠的硬件質(zhì)量和友好的人機界面，已經(jīng)得到用戶的認可。通過機組的長時間運行考驗和多臺機組的應用表明，ProcessLogix完全能滿足火力發(fā)電機組運行的控制要求。

參考文獻：
[1] ProcesssLogix user’s manual-----KnowledgeBuilder
[2] 王常力、羅安，分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計與應用實例，北京電子工業(yè)出版社2005