300MW发电机组热工自动化控制方案设计主要包括三大部分：

1． 300MW发电机组DCS设计方案

2． 厂级监控信息系统SIS设计方案

3． 厂级管理信息系统MIS设计方案

第一部分  300MW发电机组DCS设计方案

一、 总体设计方案结构图

300MW发电机组控制功能主要包括五大部分功能：

1．DAS数据采集与数据处理功能

2．MCS模拟量控制功能（MCS包括汽机旁路系统的控制）

3．FSSS炉膛安全监控功能

4．DEH汽轮机数字电液控制功能

5. SCS顺序控制及保护功能

二、控制功能

2.1数据采集系统DAS系统概述

在系统中，DAS系统由数据采集站，高速数据通讯网络、操作站和工程师站组成。DAS系统通过I/O卡直接从过程对象中获取数据，也可以通过高速数据通讯网络或从其它子系统如MCS、SCS站采集和处理所有与机组有关的测点信号及设备状态信号。在操作站上进行生产过程的集中监视和操作。

DAS系统具有下列功能：

—— 显示：包括操作显示、成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警显示流程图显示等。

—— 制表记录：包括定期记录、请求记录、事故追记记录、事故顺序（SOE）记录、跳闸记录等。

—— 历史数据存储和检索

—— 性能计算

2.1.1. 显示

自动控制系统有强大的显示功能和丰富的显示画面，根据画面的制作方式可分为组态生成的标准画面和由用户制作的流程图画面。机组运行人员可以通过操作站上显示的各种画面实现对机组运行过程的操作和监视。

2.1.2. 记录

所有记录使用可编辑的标题，而不是预先打印的形式。我方按用户指定的格式，确定所有记录的标题。

记录功能或由程序指令或运行人员指令控制，数据库所具有的所有过程点可以记录。如：定期记录、运行人员操作记录、事件顺序记录(SOE)、跳闸追忆记录、操作员记录、设备运行记录。

2.1.3. 历史数据的存储和检索(HSR)

在控制系统中，历史数据以文件形式存储在硬盘内，配上可读/写光盘驱动器，可将历史数据文件存入光盘，在本系统中历史数据通过历史趋势图组态来实现。历史数据的检索，可在操作站和工程师站的CRT的用历史趋势画面来实现或通过打印机打印出某时间段和某组。

2.1.4. 性能计算

提供在线性能计算的能力，以计算发电机组及其辅机的各种效率及性能参数，这些计算值及各种中间计算值有打印记录并能在CRT上显示，大部分的计算采用输入数据的算术平均值。性能计算内容如：

a.由锅炉热效率、汽轮发电机循环综合热耗率及厂用电消耗计算得出的机组净热效率。

b.用输入—输出方法，计算汽轮发电机整个循环性能，所获得的数据与主蒸汽温度、压力及排汽压力等偏差校正。

c.用焓降的方法计算汽轮机效率。

d.用输入—输出和热量损失的办法，计算锅炉效率。并分别列出可控热量损失和非可控热量损失。

e.用端差及逼近法，计算给水加热器效率。

f.用“热交换协会标准（HEIS）”提供的凝汽器清洁系数，计算凝汽器效率。

g.用能量平衡原理，计算空气预热器效率。

h.锅炉给水泵效率。

i.过热器效率。

j.用蒸汽温度、进汽压力、凝汽器压力、给水温度、过剩空气等的偏差，计算热效率与额定热效率的偏差，并计算偏差所引起的费用。

k.汽机寿命消耗累计

等等

2.2  MCS模拟量控制系统

2.2.1  基本功能

2.2.1.1  控制系统将包括由微处理器构成的各个子系统,这些子系统实现下文规定的对机组及辅助系统的调节控制。

2.2.1.2  机组的控制采用蒸汽给定压力校正的锅炉给定负荷控制系统，确保机组快速和稳定地满足负荷的变化,并保持稳定的运行。

2.2.1.3  控制系统满足使每台机组安全启、停及定压、滑压运行的要求。

2.2.1.4  控制系统划分为若干子系统,子系统设计遵守“独立完整”的原则,以保持通讯数据高速公路上信息交换量最少。

2.2.1.5  冗余组态的控制系统,在控制系统局部故障时,不引起机组的危急状态,并将这一不利影响限制到最小。

2.2.1.6  控制系统与汽机控制系统、顺序控制系统、燃烧器控制和燃料安全系统等组成一个整体。

2.2.1.7  控制系统具有一切必要的手段,自动补偿及修正机组自身的瞬态响应及其它必需的调整和修正。

2.2.1.8  在自动控制范围内,控制系统能处于自动方式而不需任何性质的人工干预。

2.2.1.9  控制系统具有联锁保护功能,以防止在任何时间机组控制系统错误的及危险的动作,联锁保护系统在锅炉及锅炉辅机安全工况时,为维护、试验和校正提供最大的灵活性。

2.2.1.10  在控制电源全部或部分故障时,被控装置保持原位或处于安全位置。

2.2.2  具体功能

2.2.2.1  协调控制

控制系统以主蒸汽压力为主控协调锅炉及其辅机与汽机的运行,以便快速、准确和稳定地响应自动调度系统(ADS)或电厂运行人员的负荷指令,进行有效的生产。同时,系统还考虑诸如辅机故障或设备异常等运行限制条件,以高度适应的方式,使负荷性能达到最佳状态,满足连续、安全运行的要求。

2.2.2.2  机组负荷指令

2.2.2.3  汽机控制

2.2.2.4  锅炉控制

提供的锅炉控制系统由若干子系统组成,这些子系统将协调运行;并具有前馈特征,使锅炉能灵敏、安全、快速与稳定的运行,保证在任何工况下,生产出满足机组负荷指令所要求的电量。

2.2.2.5  模拟量控制系统（MCS）各子系统

2.2.2.6  CCS协调控制系统：

2.3  FSSS炉膛安全监控系统

2.3.1  基本功能

(1)锅炉卖方提供煤燃烧器，其它如火焰检测器、点火器、油枪、助燃系统及其辅助设备由电厂外购。在单元控制室能实现对点火器、油燃烧器、煤燃烧器和制粉系统启停的程序自动或软手操控制。全部控制程序的逻辑步骤都能在CRT屏幕上显示与完成。CRT具有显示各个燃烧器在运行中的状态、参数及报警等功能。运行人员可通过键盘实现软手操。

(2)FSSS包括燃烧器控制系统(BCS)和燃料安全系统(FSS)。该系统提供磨煤机、燃烧器、点火装置的启动/停止和运行控制,以及炉膛安全监视和保护。FSSS系统设计符合NFPA8502,8503标准。

(3)FSSS提供信息和画面以同运行人员接口,使运行人员在启动、停止或正常在线运行期间能跟踪BCS和FSS的自动运行。

(4)FSSS具有同MCS、SCS及其它系统的接口,并具有发出或接收状态/命令的能力以满足整个系统的完整性。

(5)所有控制动作/系统状态无论是自动或手动都能通过键盘和CRT画面显示进行使用。

2.3.1.1  BCS基本功能

--对油枪和煤燃烧器的安全点火、投运和切除的控制和连续监视。 

--提供采用最新技术和适合电厂使用且操作灵活的自动化装置,至少提供两级自动化水平。

--提供在各种运行方式(即高一级自动方式、次一级自动方式及就地手操方式)下完善的监视和联锁功能,包括燃烧器火焰监视功能。

--在吹扫、燃烧器点火和带负荷运行期间,控制风箱挡板位置,以满足合适的二次风分配。

--提供火焰检测器冷却风机和磨煤机气封风机的控制功能。

2.3.1.2  FSS的基本功能:

(1)我公司所供的FSS能防止由炉膛内燃料和空气混和物产生的不安全工况。必要时,切除燃料系统,以避免爆燃或炉膛压力超值。FSS通过监视和保护功能完成保护动作.

--监视锅炉和汽轮发电机组的运行工况,当保护系统检测到危害人身和设备安全的异常工况时,发出主燃料跳闸(MFT)信号。

--当发现危险工况时,停运已投运的锅炉燃烧设备和有关辅机,快速切除进入锅炉的燃料量。

--MFT发生后,维持锅炉一定的进风量,以便清除炉膛内,烟道尾部和烟道中的可燃气体。

--在确认允许条件成立并完成吹扫周期之前,阻止燃料重新进入炉膛。

2.3.2  FSSS具体功能

2.3.2.1  BCS具体功能

BCS包括下列四个功能:锅炉点火准备、点火枪点火、油枪点火、煤燃烧

2.3.2.2  FSS具体功能

FSS的功能,由炉膛吹扫、油燃料系统泄漏试验、燃料跳闸三个子系统完成。 

2.4  DEH汽轮机数字电液控制系统

2.4.1 汽轮发电机转速自动控制

2.4.2 自动同期控制

2.4.3 汽轮发电机负荷自动控制

2.4.4 主汽压力自动控制

2.4.5 调频

2.4.6 协调控制 接受CCS负荷指令，控制汽机负荷。机组处于机炉协调控制方式。

2.4.7 快速减负荷(RunBack)

设置快速减负荷的速率及限制值，使机组在不同辅机故障情况下，与锅炉控制系统FSSS配合，快速减负荷。

2.4.8 汽机超速保护(OPC功能)

2.4.9 汽机自动启、停顺序控制（ATC功能）

包括冷态、温态、热态等方式下进行滑压或定压启动，以及机组停机的程序控制、事故状态下自动减负荷或紧急停机等等。

2.4.10 阀门管理功能

（1）阀门特性曲线产生程序

     （2）单阀控制程序

     （3）多阀控制程序

（4）单阀/多阀转换控制程序          

2.4.11 甩负荷工况控制

甩负荷前预保护功能及甩负荷后汽压、转速等控制功能。

2.5  SCS顺序控制系统

2.5.1 锅炉功能子组控制项目

2.5.2 汽机功能子组控制项目

第二部分    厂级监控信息系统SIS设计方案

一、厂级监控信息系统（SIS）的主要任务：

1、为厂级生产人员提供实时信息及处理后的信息，为实时监控和管理服务；

2、通过远程发送单元，为中调或其他故障诊断中心服务；

3、通过网络，为机组级和辅助车间级相互必要的信息共享服务；

4、为厂级管理信息系统提供必要的实时信息及处理后的信息。

二、厂级监控信息系统（SIS）的主要功能：

1、厂级性能计算和分析；

2、经济负荷分配调度；

3、设备故障诊断、寿命计算和分析及设备状态检测和计算分析；

4、向厂级管理信息系统（MIS）提供过程数据和计算、分析结果。

三、厂级监控信息系统（SIS）的总体网络结构：

四、厂级监控信息系统（SIS）的软件结构：主要包括两大部分：1、数据库软件、2、应用软件

4．1数据库软件：

1、与各种过程设备的接口

2、通过接口获得数据并存放在实时/历史数据库中

3、提供了管理数据库的强有力工具

4、建立过程画面，以画面形式浏览数据库中的信息

5、以趋势的方式分析数据库中的信息

6、制定各种报表与记录

等等

4．2 应用软件：

如：厂级负荷优化分配和调度

第三部分    厂级管理信息系统MIS设计方案

一、厂级管理信息系统（MIS）的主要任务：

为全厂生产和行政的管理服务，一般为非实时管理。

二、厂级管理信息系统（MIS）的主要功能：

总体可概括为：使企业人力、财力、物力处于最佳配置，以实现企业的整体优化。为此而配置各种相应的功能管理软件。

设计内容包括：总体结构框架、专业子系统设计、数据库系统设计、计算机网络系统设计等。如：

编制基建计划

基建统计

发电生产统计

生产计划编制

生产计划考核

需用电量及负荷预测

生产计划完成情况分析

设计和施工计划管理

工资含量系数核定

银行贷款支用

专用基金管理

固定资金管理

流动资金管理

价格管理

经济活动分析

编制基建财务计划

人身事故管理

设备事故管理

锅炉及压力容器监察

设计和施工统计

招投标管理

质量监察管理

初步设计审查

设计和施工单位资质审查

基建合同管理

发电运行管理

发电检修管理

可靠性统计

燃煤降耗管理

技术监督管理

技改工程管理

安全统计

安全措施制定

安全设施项目评审

安全培训

劳动保护用品使用监督

环境监测治理

编制劳动工资计划

工效挂钩

负荷监控装置统计

无功补偿装置统计

电费电价管理

劳动工资统计

劳动保护

劳动保险

职工培训考核

工资奖金管理

劳动组织管理

工人档案管理

干部调配管理

科技干部管理

一般干部管理

领导干部管理

后备干部管理

干部档案管理

干部离退休管理

干部工资管理

党员管理

制定职工教育培训计划

工人培训管理

干部培训管理

燃料需用计划制定

运输计划制定

燃料订货

合同管理

编制燃料日报、月报

煤炭到货统计分析

煤质煤量管理

燃料管理考评

燃料帐务核算

燃料经济分析

编制材料需要计划

材料分配指标平衡

编制材料供应计划

成套项目设备管理

生产技措维修项目设备管理

编制统计报表

仓库管理

备品配件管理

物资业务管理

编制多种经营计划

文秘管理

档案管理

小车管理

接待管理

企业策划

会议管理

办公用品管理

低值易耗品管理

食堂管理

医疗保健管理

计划生育管理

环境卫生管理

等等。