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Hitachi

北京日立控制系統有限公司

火力发电控制系统

HIACS-5000M分散控制系统

1.采用面向电站需要的分散控制系统结构设计

  • 为电站控制工程专门设计的新型自治分散控制系统，系统结构与被控工艺系统极其吻合
  • 统一(UNI-CONCEPT)的系统：控制功能可覆盖大型机组控制的MCS、SCS、DAS、FSSS、DEH、MEH、旁路控制、脱硫、脱硝、主要辅机和辅助车间等所有功能
  • 开放的系统：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
  • 采用全分散、全冗余的电源系统
  • 极强的现场环境适应性，采用日本工业D级接地标准，只要现场接地电阻不大于100Ω系统就能正常工作

2.采用快速、稳定、可靠的机组级控制光纤传输通讯网络μΣNetwork-1000

  • 通讯速度1000Mbps，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，完全隔绝电磁干扰对网络通讯的影响，不会出现以太网发生的网络阻塞现象
  • 站间通讯距离在缺省配置下为2KM，长线驱动时可达20KM；环网总长可达200KM。完全可以满足电站对地理分散的需要
  • 采用全分散、全冗余的电源系统
  • 二重化环状冗余网络，令牌双方向传送，采用信息回绕（LOOP BACK）技术，实现高可靠性通讯，既便在站点、网络线路出现故障的情况下，也能保证机组各种数据的发送和接收
  • DCS网络结构图 DCS网络结构图
  • 令牌传递LoopBack功能      令牌传递LoopBack功能

3.采用高功能、高可靠性的控制器

  • 使用RISC技术的R600系列控制器，适合大型分散控制系统，速度更快，功能更加强大，处理速度相当于同等主频的一般处理器的3-5倍
  • 低功耗设计，无需强制降温，可在宽温度范围下工作，对外绝少的电磁干扰
  • 控制器的任务工作周期可根据需要以10ms的间隔设定，且在同一个控制器内可对不同的控制任务设定不同的控制周期
  • 控制器冗余配置，无扰切换，冗余控制器切换时间仅1毫秒
  • 在设备运行中，即控制器运行的情况下，可以安全地进行逻辑修改、编译和下装
  • R600 控制器 R600 控制器
  • 在线逻辑修改     在线逻辑修改的安全保证对策


4.辅网及其他系统一体化的解决方案

(1)辅网等系统特点

  • 设备数量多、地理位置分散
  • 不同设备厂家、通讯协议多样
  • 备件多样、维护不统一、升级更新不便

(2)日立F系列控制模块

F系列控制模块是日立HIACS-5000M系统DCS I/O模件的一种，是一种高智能型的I/O模块，既可作为普通I/O直接接入原DCS系统，也可灵活地独立构成各种复杂的系统，完成现场设备的各种监控功能。主要特点如下：
  • 布置安装灵活，便于远程或就地布置
  • 高智能型I/O模块，具有独立的控制逻辑组态功能，可扩展性强
  • 电源单一、工作电源24V、功耗低、发热量低、电磁干扰低、环境适应能力强
  • 良好的封装、环境要求简单、安装方便，适合现场布置，可根据环境灵活采用机柜或挂箱
  • 基座分散独立，安装拆卸方便，可带电拔插，便于维护
  • 安装方式 安装方式
  • 模件基本外形结构      模件基本外形结构

(3)实现一体化的解决方案

F系列模块可作为普通I/O进行现场数据采集后，接入系统原有控制器，由系统原有人机完成现场数据和设备的监控，多用于炉顶壁温、废水等系统； F系列模块也可进行现场数据采集和逻辑运算处理后，接入系统原有人机设备，由原有人机完成现场数据和设备的监控，多用于化水、供热等系统。
  • 数据采集后接入原有控制器 数据采集后接入原有控制器
  • 数据采集、逻辑运算后接入原有人机 数据采集、逻辑运算后接入原有人机

(4)实现一体化的优点

  • 一体化是一种发展趋势
  • 通过整合一体化，减少控制设备种类
  • 实现机组、辅网及其他系统的统一维护
  • 减少备件量、减少升级更新的工时成本
  • 提高运行维护效率

5.采用高功能、全中文化、使用便捷友好的人机界面

  • 人机设备主要包括操作员站、工程师站、历史站，也可配置值长站
  • 人机接口为彻底的全中文界面；采用先进的窗口技术和在线维护技术；丰富灵活的画面使得操作更直接、方便，增强了系统的可操作性
  • 采用服务器集群式的软件结构，完成分布计算、冗余处理，具有高可靠性
  • 配置高功能的组态工具软件，其采用的大宏命令嵌入式分层逻辑结构，绘图编程一步完成，执行文件与图形文件自动一致化，便于系统组态、修改和维护
  • 历史数据站可冗余配置。所有数据库中的点都可作为历史数据记录
  • 多种自动生成和转换工具，使得组态和维护更加准确、高效
  • 系统图 系统图
  • 操作界面图 操作界面图
  • 系统监视图 系统监视图
  • 大宏命令（电机驱动） 大宏命令（电机驱动）

6.控制系统的信息安全

  • 系统控制级网络即通讯主干网，采用FDDI方式，通过该连接实现人机与控制器的数据交互，此网络是一种安全、可靠、快速性的冗余光纤令牌环状网
  • 人机交互网采用千兆标准以太网，负责人机接口之间以及与其它子系统（如SIS等）的通讯，系统配置带有防火墙的路由器，仅开放通讯使用的端口
  • 积极响应国家网络安全法、电力行业安全防护相关规定及等级保护相关标准，系统采取一系列应对措施，如态势感知平台DCS侧接口部署、主机系统加固、DCS系统审计日志等，亦可根据用户需求集成其他安全产品配置多种安全防护解决方案
  • 为获取DCS系统审计日志，部署审计日志服务器，能够记录DCS人机监控过程中的网络运行（变好、变坏）日志、数据站启停日志、权限登录日志、操作组态记录等日志，并可根据实际需要，实施扩展和增加必要的日志信息，为生产一线的安全运行做好记录。