利用常規(guī)DCS實現(xiàn)的熱控仿真系統(tǒng)

摘 要：目前仿真機都是以各個電廠現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)作為主要的依托，獨立出來的一套系統(tǒng)。仿真機畫面不僅僅與電廠DCS畫面一致，同時也和操作界面保持一致。利用常規(guī)DCS實現(xiàn)的熱控仿真系統(tǒng)得到越來越多的應用，該文分析DCS的組成和功能以及在熱控仿真系統(tǒng)中的應用，并分析其應用注意事項及安全保障設施。

關鍵詞：常規(guī)DCS 熱控 仿真技術

中圖分類號：TP273.5文獻標識碼：A文章編號：1674-098x（2013）04（b）-0067-01

分散控制系統(tǒng)（DCS）實質是計算機技術對生產過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術。它是由計算機技術、信號處理技術、測量控制技術、通信網(wǎng)絡技術、人機接口技術相互發(fā)展?jié)B透而產生的，對生產過程進行控制、監(jiān)視、管理和決策的技術手段。DCS系統(tǒng)結合了分散的儀表控制系統(tǒng)和集中式計算機控制系統(tǒng)的優(yōu)點，有廣泛的應用。

仿真就是通過建立實際系統(tǒng)模型并利用所建模型對實際系統(tǒng)進行實驗研究的過程。隨著各行業(yè)的發(fā)展，仿真技術應用范圍逐漸擴大，在常見的工程企業(yè)及一些非工程企業(yè)都得到很好的應用，逐漸成為任何復雜系統(tǒng)，特別是高技術產業(yè)不可缺少的分析、研究、設計、評價、決策和訓練的重要手段。仿真是一種人為的試驗手段，當系統(tǒng)無法通過建立數(shù)學模型求解時，仿真技術能有效地來處理。仿真實驗不是依據(jù)實際環(huán)境，而是作為實際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型以及相應的“人造”環(huán)境下進行的，可以比較真實地描述系統(tǒng)的運行、演變及其發(fā)展過程。

目前仿真機都是以各個電廠現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)作為主要的依托，獨立出來的一套系統(tǒng)。仿真機畫面不僅僅與電廠DCS畫面一致，同時也和操作界面保持一致。可以通過自己獨立的軟件系統(tǒng)模擬出實際現(xiàn)場的各個工況。下面筆者主要根據(jù)本公司在仿真系統(tǒng)的安裝以及使用方面的經驗做出如下總結。

首先，仿真系統(tǒng)的組成；公司的仿真系統(tǒng)主要是由兩大部分組成：硬件環(huán)境和軟件部分。安徽皖能合肥發(fā)電有限責任公司600MW燃煤機組仿真系統(tǒng)參考集控室配置的硬件組成主要是由18臺電腦組成，教練員站配置2臺電腦，東西教室各配8臺學員機并分別配置2臺投影儀，可以任意切換顯示每臺電腦的畫面。公司使用的軟件部分由北京四方繼保自動化股份有限公司提供，主要有通用仿真平臺CyberSim，和畫面軟件CyberControl。每臺電腦上都有一個加密狗，是軟件運行的先決條件。除此之外，和仿真系統(tǒng)相關的內容還包括汽機、鍋爐、電氣系統(tǒng)3個主要的部分。

其次，仿真系統(tǒng)功能描述；安徽皖能合肥發(fā)電有限責任公司600 MW燃煤機組仿真系統(tǒng)控制邏輯由電廠最新邏輯翻譯過來，DCS上各個設備的操作情況與現(xiàn)場都保持了一致。就地系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場的設備情況，特別是電氣的開關通過現(xiàn)場拍照，與現(xiàn)場基本一致。仿真系統(tǒng)可以保存近200個工況，具有抽點回退，故障處理，模塊加速，重演等各個工況，足夠滿足現(xiàn)場各種培訓要求。

第三，仿真系統(tǒng)的評分考核系統(tǒng)軟件；評分考核系統(tǒng)主要由試題管理、考試管理以及學員客戶端等部分構成。

其一，試題管理功能；該系統(tǒng)能夠方便地進行試題構建。每道試題都能輸入及顯示其評分標準、質量要求以及標準答案、現(xiàn)象等?？梢詫γ康涝囶}構置復雜的評分規(guī)則，一個復雜的規(guī)則是由一些最簡單的規(guī)則組合而成的，如與規(guī)則、或規(guī)則、非規(guī)則、條件規(guī)則、順序規(guī)則等，構置試題時可以對每個規(guī)則設定其評分標準，計算機依據(jù)這些規(guī)則實現(xiàn)自動評分，評分之后可以顯示每一項操作的得分情況。由于試題構置中評分規(guī)則建立的復雜性，該系統(tǒng)還設計了試題實例化功能，即可以依據(jù)類似的已構置好的試題生成新的試題。

其二，考試管理功能；該系統(tǒng)的考試管理包括教練員使用的考試管理程序以及學員端考試程序，學員端考試程序主要實現(xiàn)考試時間、試題信息、操作記錄等信息查看功能，以及文字編輯、接收試卷、交卷等操作功能。教練員使用的考試管理程序則主要實現(xiàn)試題信息查看、試題分發(fā)、學員監(jiān)視、考試結果管理等功能。仿真系統(tǒng)可以設置為培訓狀態(tài)或考核狀態(tài)，在培訓狀態(tài)下學員端考試程序可以顯示試卷的詳細信息，包括評分標準、質量要求、標準答案等，而在考核狀態(tài)下則只能查看試卷題目以及試卷描述等簡單信息。學員在對仿真機操作過程中，可以隨時查看自己已進行了所有操作，對于需要用文字進行回答或補充時可以通過學員端考試程序的編輯備注功能實現(xiàn)，這樣教練員在考試管理程序中可以查看到各學員的文字信息。

教練員可以利用考試管理程序實現(xiàn)對試題查看、試題分發(fā)、學員監(jiān)視、考試結果管理等，可以給每個學員分發(fā)不同或相同的試題，可以監(jiān)視到學員是否已經登錄、接收到試題、交卷等狀態(tài)信息?？梢圆榭疵總€學員的操作過程，并與試題標準答案進行對比，實現(xiàn)人工評分或查看計算機自動評分過程及結果。

其三，學員客戶端；學員客戶端雙擊《考核系統(tǒng)學員考試端》按鈕，進入考生客戶端程序界面。在該界面上可以查看試卷信息、考試剩余時間、編輯備注、主動交卷、查看所作操作等。當仿真系統(tǒng)設置為考核狀態(tài)時，試卷信息只顯示標題以及描述，否則試卷信息將顯示該試卷所有信息。

第四，通用仿真平臺CyberSim的概述；CyberSim圖模庫一體化通用仿真支撐平臺是由四方電氣（集團）有限公司專門針對電站仿真系統(tǒng)開發(fā)的一套模型側建模平臺。CyberSim圖模庫一體化通用仿真支撐平臺主要由模型側建模系統(tǒng)、CyberControl組態(tài)軟件（HMI）兩部分組成，其中模型側建模系統(tǒng)由圖模系統(tǒng)PGiss和電力動態(tài)圖形系統(tǒng)組成。電力動態(tài)圖形系統(tǒng)用于建立以電氣一次系統(tǒng)接線圖為基礎的電氣一次系統(tǒng)建模，除電氣一次系統(tǒng)建模外的鍋爐、汽機、熱控、電氣二次系統(tǒng)模型都由圖模系統(tǒng)PGiss完成。其與CyberControl組態(tài)軟件、通訊軟件共同構建電站仿真培訓系統(tǒng)。

確保DCS系統(tǒng)的可靠性，進行嚴格的質量管理是關鍵，其中主要的是提高系統(tǒng)的硬件水平，確保硬件的安全可靠。采取嚴格的故障后備用系統(tǒng)可以有效的在故障發(fā)生時，能夠使系統(tǒng)繼續(xù)運行。像電源系統(tǒng)，一般采用兩臺電源設備互為備用最好，一臺出現(xiàn)故障后備用機能夠無憂切換，提高電源的可靠性。另外，DCS電源系統(tǒng)（UPS、電源柜等）在現(xiàn)場安裝時要安裝在滿足無塵、無振動、防腐等要求的電子設備間內，同時安裝完畢通電前把電纜孔封堵，以防泄漏蒸汽從電纜孔進入電源系統(tǒng)造成電源短路。

DCS系統(tǒng)必須具有額外備用的控制裝置，這些備用裝置多是采用冗余的方式進行設置的一些自動的后備設施。備用的裝置對于DCS系統(tǒng)是必須的，這些備用設備可以起到有效的保護作用，避免事故的發(fā)生。

參考文獻

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