國(guó)內(nèi)外過(guò)程控制系統(tǒng)-電站版

1、國(guó)內(nèi)外發(fā)電過(guò)程控制系統(tǒng) 史洪源2004.122信息化工廠的基本模型運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)營(yíng)銷(xiāo)與銷(xiāo)售系統(tǒng)財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)人力資源系統(tǒng)研發(fā)管理系統(tǒng)渠道管理系統(tǒng)計(jì)劃管理采購(gòu)管理生產(chǎn)活動(dòng)控制車(chē)間和工段設(shè)備庫(kù)存質(zhì)量維修安全、環(huán)保與衛(wèi)生DCS&PLC現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備ERPMESDCS/PLC3過(guò)程控制發(fā)展趨勢(shì)：2 2I+2D+2SI+2D+2Sw 集成化和信息化（Integration & Information）8開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)化模塊化可集成8信息管理與過(guò)程控制一體化w 分布和分散（Distributed & Decentralized）8控制邏輯分布（Distributed）8物理安裝分散（

2、Decentralized）w 智能化和小型化（Smarter & Smaller）8支持現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊的智能I/O8體積更小，集成度更高，功耗更低，極大的節(jié)省空間8I/O=非智能功能板調(diào)理板端子板8I/O=智能的功能板調(diào)理板端子板8I/O=智能的功能板端子板8I/O=智能端子 The Terminal is the I/O 4DCS vs. PLCw DCS 發(fā)源于流程工業(yè)，主要服務(wù)于連續(xù)控制。w PLC發(fā)源于制造業(yè)，主要服務(wù)于離散控制。w 停機(jī)對(duì)流程工業(yè)是危險(xiǎn)和損失巨大的，所以DCS強(qiáng)調(diào)冗余，以獲得高可用性。w 制造業(yè)強(qiáng)調(diào)動(dòng)作速度，所以PLC強(qiáng)調(diào)掃描速度。w 中低端的PLC一般不能用于流程工

3、業(yè)，即不能代替DCS。w DCS在掃描速度提高后可以代替PLC。w 某些高端PLC具備了DCS的特征。w PLC的編程標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3也成為了DCS的標(biāo)配。w 高端PLC與高端DCS功能和結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)融合的趨勢(shì)。5工業(yè)控制系統(tǒng)全球8大家并購(gòu)形成過(guò)程SchneiderTlmcaniqueSquare DModiconSchneiderElectricMerlin Grin“TransparentReady(Factory)”SACDAProfimaticsP&F SafetySystemsL&NMeasurexInterplantConsultingAllied SignalPOMSHon

4、eywellExperion PKS,TotalPlantRockwellAutomationSprecher&SchuhAllen-BradleyRelianceRockwellAutomationRsview,Factory TalkMooreMilltronicsAxivaORSISiemensCompexVickersTurbi-Werke“Totally Integrated Automation”IntellutionGE IndustrialGE FanucProficy,CimplicityFisherRosemountlPC&EEmersonCSIWestinghousePC

5、DKenonicsMDCControlTechniquesSaab MarineElectronicsDelta V, PlantWebWonderwareTriconexEurothermAPVBaanFoxboroAVANTISPACSIMSimSci-EsscorWalshAutomationInvensysEsscorArchestrAHartmann & BraunFisher & PorterCombustionEngineeringAlfa-LavalAutomationAugustSystemsElsagBaileyCellierEngineeringSkyvaABBIndus

6、trialIT軟件架構(gòu)軟件架構(gòu)并購(gòu)過(guò)程并購(gòu)過(guò)程6全球DCS六大巨頭占領(lǐng)85市場(chǎng)份額InvensysInvensys 7TOP 5 DCS Suppliers Worldwide資料來(lái)源：ARC對(duì)2002年銷(xiāo)售收入統(tǒng)計(jì)，第6名為Yokogawa，約9占有率。中國(guó)的DCS市場(chǎng)2003約5億美元，到2008年將達(dá)到10億美元(年增長(zhǎng)率15)，全球DCS市場(chǎng)(年增長(zhǎng)率約2.7%)約為中國(guó)市場(chǎng)的10倍。8電力行業(yè)的DCS全球市場(chǎng)占有率資料來(lái)源：ARC對(duì)2002銷(xiāo)售統(tǒng)計(jì)。9中國(guó)火電DCS市場(chǎng)上曾經(jīng)的“8家”原系統(tǒng)名稱(chēng)原廠家新系統(tǒng)名稱(chēng)現(xiàn)廠家INFI90BaileySymphony HarmonyABBCon

7、tronicHartmann & BraunSymphony MelodyABBProcontrolABB不再發(fā)展ABBWDPFWestinghouseOvationEmersonTelepermSiemensTeleperm XPSiemensI/A SeriesFoxboroI/A SeriesInvensysHICAS3000HITACHIHIACS-5000MHITACHIMAX1000Leeds and Northrup MaxDNAMetso102002年廢止關(guān)于“8家”的限制 國(guó)家電力公司辦公廳文件 辦科200215號(hào) 關(guān)于撤銷(xiāo)原“部熱工自動(dòng)化領(lǐng)導(dǎo)小組”通知各有關(guān)單位： 1992

8、年1994年期間，原能源部、電力部熱工自動(dòng)化領(lǐng)導(dǎo)小組根據(jù)熱工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)微機(jī)分散控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)DCS）在火電大機(jī)組上應(yīng)用的問(wèn)題提出了指導(dǎo)性意見(jiàn)，根據(jù)DCS產(chǎn)品的先進(jìn)性及其在火電廠的應(yīng)用業(yè)績(jī)、工程經(jīng)驗(yàn)及與國(guó)內(nèi)制造廠家合作等情況，曾先后提出了推薦的DCS產(chǎn)品供工程招標(biāo)選用。該指導(dǎo)性意見(jiàn)在DCS技術(shù)引進(jìn)初期，對(duì)促進(jìn)其推廣應(yīng)用，規(guī)范市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，降低造價(jià)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，支持國(guó)產(chǎn)化等方面發(fā)揮了重要的作用。 為適應(yīng)我國(guó)加入WTO后的要求，經(jīng)公司研究決定撤銷(xiāo)原部熱工自動(dòng)化領(lǐng)導(dǎo)小組，原領(lǐng)導(dǎo)小組關(guān)于DCS選型的推薦意見(jiàn)也同時(shí)廢止，各發(fā)電企業(yè)在今后的DCS招標(biāo)工作中可根據(jù)工程的需要通過(guò)公平競(jìng)爭(zhēng)自行選擇適用的產(chǎn)品。

9、 國(guó)家電力公司辦公室 2002年6月11日11目前國(guó)內(nèi)主要的發(fā)電過(guò)程控制系統(tǒng)w ABB：Symphony Harmonyw Siemens：Teleperm XPw Invensys：I/A Seriesw Emerson：Ovationw HITACHI：HIACS-5000Mw Metso：MaxDNAw Alstom：P320w HollySys（和利時(shí)）：HOLLiAS-MACSw Xinhua（新華）：XDPS-400+注：新華目前已經(jīng)被GE收購(gòu)，其中一部分人分離出來(lái)，創(chuàng)辦了華文自動(dòng)化公司。12ABB: The Road to the TopHartmann & BraunGerma

10、ny,1879Fisher & PorterUSA, 1937Alfa-Laval AutomationSweden, 1955ASEASweden,1883 BBCSwitzerland,1891 August SystemsUSA,1978ABB Industrial IT System 800 xABailey ControlsUSA, 1916Elsag GroupItaly, 1916TaylorUSA, 1851KentUK, 1891199719901974198819881998Elsag Bailey198919991996199419891989Procontrol PMa

11、sterPlantGuradTriGuardContronic(Melody)Freelance2000 (Digimatik)N90, INFI90INFI90 OPEN(Harmony)DCI4000DCI5000DCI System6Symphony HarmonySymphony MelodySymphony DCIFreelance 2000SattLineMOD300Advant OCSSafeGuard 40013ABB通過(guò)公共軟件平臺(tái)整合復(fù)雜的DCS產(chǎn)品線(xiàn)Industrial IT System 800 xA 全面整合全面整合ABB的的DCS產(chǎn)品線(xiàn)。產(chǎn)品線(xiàn)。Wickliffe,

12、 OH ABB recently launched its long-awaited automation system built on its IndustrialIT solution. Industrial System 800 xA Extended Automation encompasses functionality beyond the essential process control offered by ABBs 800 control systems, reaching into production management, safety systems, smart

13、 instrumentation, smart drives and motor control, robotics, information management, asset optimization, and documentation. ABB reports that 800 xA was installed in more than 400 locations before its scheduled release on Jan. 5, 2004 Industrial IT System 800 xA(2004(2004年年1 1月推出的新系統(tǒng)軟件）月推出的新系統(tǒng)軟件）14Har

14、mony: Area Controller and Block I/OCPUCPU主頻主頻5050MHzMHz最多可以帶最多可以帶6464塊塊I/OI/O功耗最大功耗最大120120W W15Harmony: Rack Controller16Melody10Mbps Ethernet10Mbps Ethernet支持支持ProfibusProfibus-DP-DP17Melody I/O182004年9月新發(fā)布的Melody控制器：AC870P19ABB: Industrial IT Architecture 3rd partycontrollers,servers etcSerial, O

15、PCor fieldbus engineeringworkplace Field BusFirewall Plant Network / Intranet Field BusClient/server Network3rd party application serverapplicationserveraspectserver Workplaces(clients)Enterprise Optimization(clients)MobileOperatorconnectivityserver Control NetworkProgrammableLogic ControllerAC 800C

16、RedundantAC 800Mtouch-screenS800 I/OS900 I/OAspect Sever(系統(tǒng)屬性服務(wù)器）是Industrial IT 架構(gòu)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，它集中了系統(tǒng)中的所有對(duì)象屬性定義。For example, aspects are informational items associated with objects, such as I/O definitions, engineering drawings, process graphics, reports, trends, etc. that are assigned to each object in th

17、e system.20ABB: S800 I/O通訊接口模塊：Profibus-DP或ABB Advant Fieldbus 100I/O模塊可與導(dǎo)軌橫向安裝I/O模塊可與導(dǎo)軌縱向安裝21ABB: AC800M主控制器AC800MAC800M冗余冗余CPU: MPC860 (PowerPC 48MHz) MPC862 (PowerPC 96MHz)RAM: 8MB/16MB/32MB系統(tǒng)網(wǎng)：系統(tǒng)網(wǎng)：2路路10Mbps以太網(wǎng)以太網(wǎng)本體尺寸：（本體尺寸：（W*H*D):115*186*135mm22ABB: AC800F控制器CPU：Intel 80960CA25 Intel 80960HT75主

18、頻：25MHz / 75MHz內(nèi)存：4MB SRAMFlash：4MB外形：239 x 202 x 164 mm (W x H x D)AC800F主要用于兼容Freelance2000 IO模塊，也可以配S800 IO。注：80960CA屬于超標(biāo)量RISC （Super scalar RISC），可同時(shí)執(zhí)行兩條不相關(guān)指令。支持的通訊：PROFIBUSFoundation FieldbusMODBUSCAN Bus（Freelance IO）InterbusEthernetHART（From S900 IO）電源輸入診斷口23AC800F將Freelance的IO和S800/S900有機(jī)集成為

19、一體Freelance2000 IO可以通過(guò)以太網(wǎng)與AC800F連接Freelance2000 IO通過(guò)CAN總線(xiàn)與AC800F連接S800 IOS900 IO（本安）冗余控制非冗余控制每個(gè)控制器使用一個(gè)專(zhuān)用以太網(wǎng)模件(DigiNet R)用于主AC800F與熱備控制器的數(shù)據(jù)通信及同步控制.24AC800F通過(guò)RLM01模塊實(shí)現(xiàn)DP冗余25Siemens: Teleperm XP西門(mén)子在電力和核西門(mén)子在電力和核電行業(yè)的電行業(yè)的DCS方案方案26Siemens:Teleperm XP AS620 ControllerCPU: Intel486DX4-3327Invensys/Foxboro: I

20、/A Series Architecture28Invensys/Foxboro: I/A Series Hardware29Invensys/Foxboro: I/A Series Hardware新I/O與老控制器CP60之間的轉(zhuǎn)接模塊，將268.75kbps-2Mbps HDLC I/O總線(xiàn)轉(zhuǎn)為10MBps以太網(wǎng),而新控制器FCP270可以直接占用此位置。注：HDLC高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（High Data link Control), 是ISO標(biāo)準(zhǔn)的面向位傳送的串行通訊協(xié)議。HDLC通過(guò)01111110特殊字符來(lái)作為位流包的包頭和包尾，包中的每個(gè)字符不需要再同步，即8位即可以表示1個(gè)字

21、符。這一點(diǎn)不象面向字符的通訊協(xié)議，其每一個(gè)字符都需要用11bits表示，因?yàn)榘械拿總€(gè)字符都需要同步（即起始位和停止位，再加上一位校驗(yàn)位）。30Invensys/Foxboro: I/A Series controllersFCP270模塊式主控制器（2003.9月新品）可靠近FBM I/O模塊安裝ZCP270機(jī)架式主控制器（2003.9月新品）CP60機(jī)架式主控制器（老產(chǎn)品）31Invensys/Foxboro: I/A Series controllers FCP27032Invensys/Foxboro: I/A Series controllers CP60CPU:AMD486DX5-

22、133RAM:8MBSNET:以太網(wǎng)10Base2(同軸）CNET:2M/268.75kbps功耗：15W工作溫度：060度33Invensys/Foxboro: CP60 連接I/O34Ovation控制器w PC 工藝和無(wú)源 PCI 總線(xiàn)w 與 WDPF Q-Line 卡和 Ovation I/O 產(chǎn)品直接相連w 上下各一個(gè)活動(dòng)風(fēng)扇，CPU芯片上一個(gè)風(fēng)扇。35Ovation Controllers36OVATION IO功能模塊調(diào)理模塊端子模塊結(jié)構(gòu)每個(gè)端子座上有 2 個(gè) I/O模塊每個(gè)站邏輯容量為128個(gè)模塊每個(gè)機(jī)柜物理容量為32個(gè)模塊37OVATION 機(jī)柜容量前后32 特性模塊2 電源

23、2 控制器16 I/O 基座32 I/O 模塊1 電源轉(zhuǎn)接板I/O模塊特性模塊現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)端子控制器頂視控制器電源電源電源轉(zhuǎn)接板單個(gè)機(jī)柜容量：最大32個(gè)模塊DIO：16點(diǎn)/模塊 RTD: 4點(diǎn)/模塊 AI: 8點(diǎn)/模塊 PI: 2點(diǎn)/模塊AO: 4點(diǎn)/模塊38Ovation的改進(jìn)過(guò)程39HIACS-5000M 體系結(jié)構(gòu)40R600C ControllerFDDI (Fiber Distributed Data Interface), Ethernet41I/O 及RTB端子42ALSTOM (CEGELEC): P32043P320“Fully Redundant configuration”Re

24、dundant cell controller C80-75Redundant field controllersCE2000 and I/O modulesRedundant F8000 networkF8000S800044P320的主控制器：C80-75來(lái)自GE FanucS8000 Unit NetworkF8000 Field Network45P320: CE2000 I/OOther systemsModbus linkManual Control StationAnalog and Digital I/OManual SetpointStationF8000 networkF8

25、000 networkPower SupplyPower Supply16 I/O modulesSCPUNCPUActuators Features Local control & safety processing : 10, 20, 30, 50, 60 ms Event time tagging with 1 ms resolution Input filtering Chattering processing Module exchange in operation Time synchronization Autotest & fault management Capacity 1

26、6 I/O or Modbus modules 256 DI/DO or 128 AI/AO Installation Floor mounted cabinets Wall mounted cabinets (remoted field controllers)46Metso：MAX1000/MaxDNAwDPU（控制器）8Pentium8Windows CE8128 MB RAM, 64 MB flash memory82 maxNET ports47和利時(shí)：DCS產(chǎn)品線(xiàn)路徑圖非冗余硬件非冗余硬件DOS操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)Profibus-DP以太網(wǎng)以太網(wǎng)模塊式模塊式FM系列系列I/OWind

27、owsNTIEC611313OPC接口接口冗余硬件冗余硬件CAN總線(xiàn)總線(xiàn)Arcnet網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)Windows3.11995增加增加SM系列硬件系列硬件將配套將配套MACS V系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件配套配套MES軟件軟件HOLLiAS-MACS2003MACS1999HS2000HS1000199348HOLLiAS-MACS49HOLLiAS-MACS SM系列硬件分散結(jié)構(gòu)，散熱結(jié)構(gòu)，抗振結(jié)構(gòu)，電路功耗等方便進(jìn)一步優(yōu)化。80W冗余均流電源熱插拔冗余主控?zé)岵灏稳哂郔/O通過(guò)堅(jiān)固的電纜轉(zhuǎn)接端子模塊冗余系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口雙路交流輸入冗余Profibus-DP擴(kuò)展接口寬高深470*255*125mm電源報(bào)警輸出50

28、HOLLiAS-MACS FM系列主控制器支持熱插拔的冗余控制器FM801Profibus-DPRedundantEthernetProfibus-DPRedundantEthernet24VDCOutput24VDCOutput24VDCOutput24VDCOutput4U (176mm) 機(jī)籠AC輸入1均流冗余電源模塊FM910（ 每塊150W*24VDC)AC輸入2集中電源結(jié)構(gòu)，配合FM系列I/O使用51HOLLiAS-MACS FM系列I/Ow 內(nèi)嵌微控制器的智能IOw 每個(gè)模塊內(nèi)置Profibus-DP從站接口w 35mm標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝w 熱插拔w 每路獨(dú)立的ADC或DACw 低密度設(shè)計(jì)（AIO每塊8點(diǎn)，DIO每塊16點(diǎn)）w 與現(xiàn)場(chǎng)完全電氣隔離w