1、日立HIACS-5000M系统简要介绍,高 峰2007年11月,一网络结构二控制器三电源结构四、机柜结构五、工程师站六、操作员站七、历史站,目 录,EWS：工程师站 Engineer Work StationPOC：操作员站 Process Operator ConsoleHDS：历史数据站 Historical Data StationPRS：打印记录站 Printer Record StationDCS：分散控制系统 Distributed Control SystemDAS：数据采集系统 Data Acquisition SystemMCS：模拟调节控制系统 Modulating Con
2、trol SystemCCS：协调控制系统 Coordinate Control SystemBMS：燃烧器管理系统 Burner Management SystemSCS：顺序控制系统 Sequence Control SystemDEH/MEH：数字式电液控制系统 Digital Electro-Hydraulic Control SystemECS：电气监控管理系统 Electric Control SystemSIS：厂级监控信息系统 Supervisory information systemMIS：管理信息系统 Management Information System,英文缩写说
3、明：,年限,项目,75,80,85,90,95,2000,控制系统,人机界面,电厂控制工艺,显示和切换运行,CRT操作(局部),全方面CRT操作、大屏幕,自动控制,全自动控制,集中控制和监控,滑压运行,联合循环,快速减负荷,超临界压力机组,特殊电力制造业,HIACS系统发展过程,大型火力发电机组的特点及对DCS的要求,控制规模大,大量的过程变量,需要连接第三方设备多,处理能力强：加强网络、控制器及人机接口的处理能力，以适应大规模数据处理,开放性好：强化系统的开放性，以消灭信息孤岛,实现全厂综合自动化,需要快速负荷跟踪特性,先进、适用的控制技术应用： 最适的锅炉汽机的协调控制方式采用先进的控制策
4、略克服锅炉侧的大滞后、纯时延特性,对DCS的要求,机组介质参数提高动态过程加快,更好的实施特性：快速、可靠的网络通讯/快速的CPU处理/快速的IO处理/更短的控制周期,系统硬件的高可靠性及可维护性：不断提高硬件设计、制造水平，保证低的故障率；适应电站需要的系统硬件结构，冗余配置、诊断报警及在线维护。,高可靠性、可维护性,项目,组态、维护便捷；人机界面友好：阶层式工程师站组态工具软件全中文化的人机界面,人机界面友好、便捷,具有综合的供货能力及联合调试的经验适应一体化要求：DEH及MEH能作为DCS的网络站点挂在DCS的网上；脱硫系统同样采用与DCS相同的硬件,DCS:DAS/MCS/SCS/BM
5、S/ECS/(DEH)/(MEH)/脱硫,地理分散度增大,能满足地理分散的要求，且是超长距离的地理分散要求,大型燃煤机组,日立系统采用的针对性对策,1)采用最适合电站需要的分散控制系统结构 为电站控制工程专门设计的最新型自治分散控制系统 统一(UNI-CONCEPT)系统：控制功能可覆盖大型机组控制的MCS、SCS、DAS、BMS、 DEH/MEH、AVR、旁路控制、脱硫、主要辅机和辅助车间等系统，保证总体优化运行。 开放系统：方便与第三方控制系统对接(包括SIS，MIS等），消灭信息孤岛，实现全厂综合自动化。 方便组成单元机组与公共系统的DCS结构，与工艺系统实现完美结合，便于功能的合理分配
6、。,2)采用快速、稳定、可靠的机组级控制光纤传输通讯网络-100网络 通讯速度100Mbps，实现高速数据的通讯 采用光纤环网，令牌传送，遵从FDDI协议，保证网络负荷的稳定 二重化环状冗余网络，配合信息回绕（LOOP BACK）技术，实现了网络故障下的信息传输。,3) 采用全分散、全冗余的电源系统及可靠的接地系统系统的电源配置思想是：每个用电设备均配置独立的电源装置(全分散)，且每个用电设备使用的电源都是冗余的(全冗余)；接地系统的设计：不使用独立的地；同时对接地电阻的要求及其宽泛。,4) 采用高功能、高可靠性的控制器一种高功能的控制器(高速度、大容量)适用于汽轮机控制(DEH)，调节控制(
7、MCS)，顺序控制(SCS)，燃烧控制(MBS)，励磁控制(AVR)，燃汽轮机控制等电厂控制功能；控制器冗余配置，无扰切换；冗余切换时间1毫秒。使用RISC技术的R600系列控制器，性能更加强大。,5) 采用高功能、全中文化、使用便捷的友好人机界面。,HIACS-5000M控制系统的技术特点,适合电站需要的分散控制系统结构,高功能、全中文化、使用便捷的友好人机界面,快速、稳定、可靠的机组级控制光纤传输通讯网络-Network-100网络,全分散的电源系统及可靠的接地系统,功能强大、快速、针对电站控制设计的控制器-R600系列控制器,适合电站需要的分散控制系统结构,结构特点：系统结构与工艺系统相
8、同监视、操作与控制级网络为同一网络，结构更合理、通讯更快捷网络耦合器(控制器)实现了无网关的单元机组与公共系统的连接，无通讯延迟设置单独的用于实时性不强的打印数据通讯网络，在实现打印机资源共享的同时，也做到了通讯数据的合理分流，不占用控制级网络的负荷单元机组的MMI对公共系统实现监视和互锁操作提供多协议对接口的通讯接口站，实现与外部设备的接口,确定、快速、高可靠的控制级网络(Network-100),主要技术参数,采用快速、稳定、可靠的机组级控制光纤传输通讯网络-Network-100网络 通讯速度100Mbps，实现高速数据的通讯 采用光纤环网，令牌传送，遵从FDDI协议，保证网络负荷的稳定
9、，较以太网用于工业控制系统的最大优势，在于网络通讯的确定性 二重化环状冗余网络，令牌双方向向传送，采用信息回绕（LOOP BACK）技术，实现了在网络线路、站点故障下的数据通讯,NETWORK-100, 光纤令牌环行结构,双冗余,外网,顺时针,主网,内网,逆时针,热备用网络,4#站,3#站,2#站,1#站,线路故障,4#站,2#站,1#站,3#站,主线,SUB NLINE,双重化、环形令牌网的Loop Back功能,4#站,3#站,2#站,1#站,返回,故障站,某个站点故障情况下其他站点仍可正常传送单一网络通讯线路故障情况下，各站点数据传输都不会受到影响在某个局部两条通讯线路均故障的极端情况下
10、(如：循泵通讯线路施工切断)，各站点仍可正常传递数据任何故障发生时，及时报警，配合在线维护方式，系统故障消除，网络自行恢复,(其他系统),1,通讯接口站（CIS）,人机接口,控,制,器,控,制,器,100,M,令牌光纤网,8,HIACS-5000M系统与其他系统的通讯接口,通讯接口站有如下特点模块式结构，配置灵活；为多接口、对协议接口站，可通过方面的组态界面，实现对某个接口的协议定义；每个接口站最多可配置8个接口，接口每个接口协议可自由指定；接口可根据需要进行冗余配置；常用通讯协议采用标准的通讯软件模块，对特别要求的不常用通讯协议，可据需要定制。,组态便捷、配置灵活的通讯接口站,电源系统构成,
11、电源系统有如下特点每个用电设备均独立配置电源装置；为每个用电设备配置的电源装置均是双重化冗余配置的；实现双路电源故障下的切换时间为：0ms；对电源状态可实现在线监视，故障时及时报警；配合在线电源装置维护，电源系统可用性更高。故障排除，系统状态自动恢复,电源系统的配置原则：全分散，全冗余,接地系统设计,接地系统有如下特点电厂无需为DCS系统设置单独的地，系统只需要单点接入电厂的电气地即可对接地条件具有极强的适应性，只要接地电阻不大于100欧姆，DCS系统就可以正常工作,HIACS-5000M配置的控制器-R600CH,组态、维护便捷,专为电站设计,采用高功能、高可靠性的电站专用控制器一种高功能的
12、控制器(高速度、大容量)适用于汽轮机控制(DEH)，调节控制(MCS)，顺序控制(SCS)，燃烧控制(BMS)，励磁控制(AVR)，燃汽轮机控制等电厂所有控制功能；控制器冗余配置，无扰切换；冗余切换时间仅1毫秒。使用RISC技术的R600系列控制器，性能更加强大同一控制器哪可对不同的任务设定不同的控制周期系统程序与应用程序存贮在不同的存储器中，系统更加安全可靠,控制器双冗余结构,O/E,-Network-100 100Mbps,高速并行I/O总线100Mbps,O/E,Risc32,位处理器,PMS,O/E,O/E,Risc32,位处理器,PMS,I/O,模,件,I/O,模,件,I/O,模,件
13、,Tie-Back总线,R600CH,CTL,双重化光纤,令牌网络,热冗余高速,RISC处理器,高速总线,智能化,I/O模件,RISC工业级处理器芯片，相当于同等主频的一般PC3-4倍的处理速度,专门的总线用于冗余CPU的信息交换，不占用控制级网络的通讯负荷,控制器实时系统软件PMS，处理速度快，实现了同一控制器中不同任务可设定不同的控制周期(10ms间隔设定)，而且不产生内存垃圾,高速的I/O并行总线，实现了网络、控制器、I/O系统的“全程高速”通路,控制器的基本技术参数,RISC CPU的技术优势,HIACS-5000M系统的人机界面及主要特点,主要包括： 工程师站 操作员站 历史站 值长
14、站,主要特点 全中文化界面 各个功能，各个层次都是中文化的，因此称为全中文化界面工程师站 1.装有高功能的Hierarchical CAD系统，绘图简便，执行文件与图形文件自动一致化，作图与编程一步完成 2.采用大宏指令分层可定义结构，进行控制逻辑回路的阶层设计，采用图形界面和POL语言（POL：Problem Oriented Language)，不需要工程师具有专门的计算机软件的知识，就能掌握系统组态、修改和维护等工作 3.通过逻辑仿真功能，在实体的控制器上检证FDB逻辑演算，能减少系统现场的调整，大修时的恢复确认等工作量。 操作员站1采用服务器集群式软件结构，完成分布计算、冗余处理，使其
15、具有高可靠性。2采用开放式网络结构及通用性强的操作系统，使其可扩展性强3采用先进的窗口技术，通过丰富、灵活的画面，使用户操作更直观、方便。4提供面向对象，可视化定义的开发工具，用户无需编程，可进行监视、操作画面的组态，操作端可自动生成。5通过图形界面提供多种在线维护功能，使其可维护性强。历史站1可收集所有数据库中的点2报表收集（时间型，事件型）3检索功能（时间检索、名称检索）4趋势回放功能：所有被采集点均可以以趋势图方式回放5可请求或设定自动转储至指定介质,全中文界面 执行文件与图形文件自动一致化； 多工程师台配置，适应投运、调试期的特殊需要； 使用大宏指令能进行控制逻辑回路的阶层设计，采用图
16、形界面和POL语言（POL：Problem Oriented Language)，不需要工程师具有专门的计算机软件的知识，就能掌握系统组态、修改和维护等工作 装有高功能的Hierarchical CAD系统，绘图简便，大宏指令分层可定义结构； 通讯表的自动生成； 机组投运期间人工置数功能使调试更为方便； 通过逻辑仿真功能，在实体的控制器上检证FDB逻辑演算。由于有这个功能，在现场的调整，大修时，能减少系统的恢复确认等工作量。,工程师站,工程师站是HIACS系统分散型控制系统的重要组成站点之一，是机组工程技术人员与机组过程进行人-机联系的接口，是HIACS-5000M系统组态、修改、维护工具.,
17、EWS站功能,监视功能,编程功能,比较功能,系统登录功能,功能管理,逻辑监视功能,趋势监视功能,历史趋势编辑,趋势点号更新处理,历史趋势显示,监视功能,逻辑编辑,逻辑编译预处理,逻辑编译,执行顺序设定,PI/O表编译,编程功能,工程师站功能列表(1/2),程序比较,传送表比较,PCM/CPU间比较,MO比较,与他系比较,比较功能,相关子程序登录,系统构成设定,TASK登录,Sys.Def编译,传送连接表设定,系统登录功能,来历比较结果显示,Loading数据比较,功能管理,双重化控制器生成,输入输出清单制作,时间参数一致性检查,工程师站功能列表(2/2),FDDI高速光纤控制级网络,(打印机)
18、,(打印机),(操作员站),(操作员站),(工程师台),一台工程师站足够用于机组控制器的正常维护,调试阶段的快捷方式(1/2),在机组运行时:,任意一台操作员站均可切换成从工程师站，满足多台工程师站用于机组调试,FDDI高速光纤控制级网络,(打印机),(打印机),从工程师台,（操作员站）,从工程师台,（操作员站）,工程师台,调试阶段的快捷方式(2/2),机组投运前调试：,上层逻辑,下层逻辑,大宏命令嵌入式分层逻辑组态方式,系统采用大宏命令分层嵌入式组态方式，即可以把一些标准化的、共性的功能用小宏命令搭成大宏，做成的大宏可像小宏一样被方便的调用,优点 (1) 使用大宏后，逻辑层次分明，调用关系清
19、晰，便于标准化、模块化设计； (2) 大宏修改方便，大宏被修改后所有调用该大宏的逻辑都将自动被修改，这可大大减少功能调试时修改的工作量与出错率。 (3) 配合操作端自动生成工具可自动生成操作端，快速、高效、避免出错,图形文件的直接编辑,CPU,工程师站,FW FLOW331DF77765,图形文件,CPU,所有变量都可在工程师站上监视,监视画面与用CAD设计的逻辑图一致,工程师站,工程师站上的在线逻辑监视,图形表示,参数调整后,参数调整前,工程师站在线调试维护画面,趋势监视可四画面显示,工程师站趋势监视画面,打开一页新的逻辑,逻辑作图完毕，可保存进行编译和打印,操作员站,操作员站是HIACS系
20、统分散型控制系统的重要组成站点之一，是运行人员与机组过程进行人-机联系的接口。运行人员可以通过操作员站提供的操作界面，实现对机组操作端的控制及过程信息查询。操作员站通过显示/打印等输出设备向运行人员提供机组运行信息。,特性 采用先进的硬件环境及方便的开发工具，使其具有高性能价格比。 采用自律分散型软件结构，完成分布计算、冗余处理，使其具有高可靠性。 采用开放式网络结构及通用性强的操作系统，使其可扩展性强 采用先进的窗口技术，通过丰富、灵活的画面，使用户操作更直观、方便。使其可操作性强。 提供面向对象，可视化定义的开发工具，用户无需编程，可进行监视、操作画面的定义。 通过图形界面提供多种在线维护
21、功能，使其可维护性强。,DAS功能列表,数据库组态功能,数据库组态功能,画面组态功能,画面组态功能,操作组态功能,操作端组态功能,报表组态功能,报表组态功能,性能计算组态功能,在线监视功能,在线监视功能,在线记录功能,在线记录功能,趋势记录功能,实时趋势记录功能,在线操作功能,在线操作功能,SOE,记录功能,SOE记录功能,报表记录功能,报表记录功能,系统图方式,固定操作端方式,信息一览记录,信息记录,历 史 站,1. 所有IO数据库的点均可以为历史点，最大记录能力：450000点2. 最小分辩周期：1秒3. 存储时间取决于硬盘的容量4. 支持灵活的显示方式：曲线图和列表5. 可以导出到EXC
22、EL中，便于分析，携带6. 支持历史点的查询、筛选7. 可以自动/请求转存到外部设备，长期保留数据8. 可以加载转存的数据9. 为节省磁盘空间，系统可自动压缩存储的数据10. 在任何一台操作员站均可以查看历史数据,历史站是HIACS系统分散型控制系统的重要组成站点之一，完成机组历史数据的定义、收集、存储、显示和导出各项功能，最终将历史数据存储在硬盘或转储到如光盘等其他介质上，满足机组发生事故时的调查分析及平常机组运行状况的记录,系 统 图,系统图的设定没有具体限制，每一幅系统图的动态点设定也没有具体限制，为了画面清晰美观，建议定义不超过200个动态点。动态点每秒刷新一次，并可以根据用户要求定义动态画面，显示设备运行情况。并可随意定义棒图、趋势、动态点等。,可在此做人置数设定,趋势显示,报警显示,白色为变位记录,黄色为操作员记录,红色为报警信息,兰色为报警恢复信息,系统设备监视显示为全屏显示画面，可根据用户要求定义主画面和次级画面。系统自诊断至模件级故障，画面显示绿色为运行正常，红色为运行故障，运行人员可方便的辨别各种问题。,设备监视,定义6个趋势点,显示15分钟实时趋势,CRT操作,谢谢大家,
