分散控制系統(tǒng) DCS 數(shù)據(jù)站在鈺湖電廠的應(yīng)用

歷史數(shù)據(jù)站是分散控制系統(tǒng) DCS 的重要部分。隨著現(xiàn)代機(jī)組對運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視嚴(yán)格要求，歷史數(shù)據(jù)也隨之越來重要。這就要求歷史站必須具備生產(chǎn)過程變化趨勢預(yù)報(bào)、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表生成、異常信號(hào)診斷、事故分析等功能。且保證歷史數(shù)據(jù)站節(jié)點(diǎn)時(shí)間、DCS系統(tǒng)時(shí)間和全廠時(shí)間完全同步，滿足對機(jī)組監(jiān)控的要求。

關(guān)鍵詞：分散控制系統(tǒng)；歷史站數(shù)據(jù)；參數(shù)監(jiān)視。

中圖分類號(hào)：TP273；TM621 文章編號(hào)：1674-2583(2019)04-0055-02

DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2019.04.018

中文引用格式：王騁宇. 分散控制系統(tǒng)DCS數(shù)據(jù)站在鈺湖電廠的應(yīng)用[J].集成電路應(yīng)用, 2019, 36(04): 55-56.

Application of DCS Data Station in Yuhu Power Plant

WANG Chengyu

Abstract — Historical data station is an important part of DCS. With the strict requirement of modern units for monitoring operation parameters, historical data is becoming more and more important. This requires that the historical station must have the functions of production process trend prediction, historical data query, report generation, abnormal signal diagnosis, accident analysis and so on. It also ensures that the node time of historical data station, the time of DCS system and the time of the whole plant are fully synchronized to meet the requirements of unit monitoring.

Index Terms — distributed control system, historical station data, parameter monitoring.

1 引言

深圳鈺湖電力有限公司現(xiàn)配備兩套燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán) 9E 機(jī)組（一拖一形式），分散控制系統(tǒng) DCS 系統(tǒng)采用的是 ABB 的 Symphony 系統(tǒng)，工程師站軟件為 Composer 版本 V6.0.1，操作員站軟件為 Conductor NT 版本 V5.0.9 。公司 DCS 控制系統(tǒng)未設(shè)置專用歷史數(shù)據(jù)站，導(dǎo)致實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)、日常的事件信息、SOE 事件、報(bào)警信息、歷史趨勢只能通過操作員站進(jìn)行監(jiān)控和存貯，由于操作員站系統(tǒng)容量較小，只能存貯 3～5天的歷史數(shù)據(jù)，功能不完善。5 天以上的數(shù)據(jù)只能通過 SIS 系統(tǒng)（廠級(jí)信息監(jiān)控系統(tǒng)）進(jìn)行查詢，但 SIS 系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)時(shí)間較長（時(shí)間 3 s），不能滿足數(shù)據(jù)歷史追溯要求，不利于燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)等跨越控制系統(tǒng)的事故分析。

經(jīng)調(diào)研，根據(jù)深圳德順興 HDB 歷史站優(yōu)缺點(diǎn)和 ABB S+ Operations 歷史站優(yōu)缺點(diǎn)，明確二者均可實(shí)現(xiàn)歷史站功能。但考慮到本廠現(xiàn)有 DCS 系統(tǒng)為 ABB 廠家研發(fā)，使用 ABB 研發(fā)的 S+ Operations 歷史站與操作員站和工程師站兼容性更好，故選擇 ABB S+ Operations 歷史站作為最終方案，對歷史站進(jìn)行升級(jí)改造，解決了上述問題[1,2]。

2 系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)

ABB S+ Operations 是一***立的歷史站，它通過 IET800 連入環(huán)網(wǎng)。系統(tǒng)以一臺(tái)安裝 S+ Operations 的工業(yè)主機(jī)為核心，通過接口與 DCS 系統(tǒng) Cnet 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，再通過 GPS 時(shí)鐘同步裝置完成時(shí)鐘同步，并裝有打印機(jī)（圖 1）。

3 歷史站的功能

3.1 標(biāo)簽庫的導(dǎo)入

將操作員站 Conductor NT 中標(biāo)簽等相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，通過 Composer、S+ Operations 將標(biāo)簽轉(zhuǎn)換為 Excel 文件，將 Excel 文件通過過初始化方式導(dǎo)入歷史站標(biāo)簽庫。我們還可以通過在線增加和離線增加兩種方式增加標(biāo)簽點(diǎn)。

3.2 歷史數(shù)據(jù)的報(bào)表

報(bào)表對用戶來講是一個(gè)很重要的功能，用于采集和格式化歷史數(shù)據(jù)，S+ Operations 歷史站中報(bào)表基于 Excel，所采集的數(shù)據(jù)可以通過 Excel 提供函數(shù)來計(jì)算和分析，在處理和組態(tài)過程中非常靈活。

報(bào)表可以通過自己創(chuàng)建也可以使用標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表模板，還可以通過 Output Control 選擇保存報(bào)表文件和打印報(bào)表。當(dāng)然也可以根據(jù)計(jì)劃制定日報(bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表方便日后保存使用，如鍋爐除氧器系統(tǒng)日報(bào)表，這些啟機(jī)時(shí)需要的重要參數(shù)，我們可以通過報(bào)表有效分析啟機(jī)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，系統(tǒng)也可以通過 Report Scheduler 自動(dòng)生成報(bào)表。

3.3 歷史數(shù)據(jù)的趨勢

趨勢的記錄應(yīng)包括當(dāng)前趨勢、歷史趨勢。每一幅趨勢畫面至少能繪制 8 條以上歷史數(shù)據(jù)曲線。趨勢顯示分實(shí)時(shí)和歷史模式。兩種模式均能達(dá)到 1 s 分辨率。最大 1 年的數(shù)據(jù)，可通過設(shè)定標(biāo)尺來實(shí)現(xiàn)不同的時(shí)間長度數(shù)據(jù)顯示。

趨勢查看可以通過三種方式，（1）單個(gè)信號(hào)趨勢查看；（2）通過 Signal Explorer；（3）建立一個(gè)長期保存趨勢組。

趨勢分析是 S+ Operations 歷史站的一個(gè)基本應(yīng)用，在這里趨勢畫面是一個(gè)重要工具，它提供以下功能：（1）沒有數(shù)量限制的信號(hào)可以插入到一個(gè)趨勢圖中；（2）信號(hào)范圍可以自由調(diào)整；（3）圖例可以顯示或禁止；（4）利用數(shù)據(jù)庫使功能平均值、最大值、最小值、微分和積分值可以顯示在趨勢圖上；（5）信號(hào)可在不同時(shí)域切換來比較；（6）創(chuàng)建趨勢圖簡單便捷。

為了便于數(shù)據(jù)查看，曲線能夠填充，XY 方向可以切換，可以被擴(kuò)展和壓縮，每個(gè)信號(hào)可以設(shè)置不同顏色，還可以通過打印機(jī)直接打印。

3.4 畫面的制作編輯

S+ Operations 歷史數(shù)據(jù)站可以很容易地創(chuàng)建過程畫面，畫面編輯器帶有大量標(biāo)準(zhǔn)的圖形元素，通過組態(tài)的設(shè)置可以輕松完成畫面的編輯。這些畫面不但能夠表現(xiàn)過程數(shù)據(jù)，還可以顯示計(jì)算結(jié)果。計(jì)算參數(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以手動(dòng)輸入系統(tǒng)。通過所選測量點(diǎn)的名字可以啟動(dòng)一個(gè)外部應(yīng)用，該功能可以讓你自動(dòng)導(dǎo)航到相關(guān)的應(yīng)用。

3.5 S+ 數(shù)據(jù)備份

S+ 數(shù)據(jù)需要長時(shí)間保留，目的是為了當(dāng)系統(tǒng)收到損壞時(shí)數(shù)據(jù)可追溯。一般情況下，只需要把 HistData 文件里的 RAW 文件和 Events 文件拷走即可。這里，我們需要借助 ExImNew 工具來完成備份，ExImNew 工具的作用是當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生備份，防止當(dāng)某天需要備份的時(shí)候，大量的數(shù)據(jù)開始備份，占用系統(tǒng)資源。

3.6 技術(shù)總結(jié)

（1）歷史數(shù)據(jù)站支持至少 7 000 個(gè)歷史數(shù)據(jù)點(diǎn)存儲(chǔ)和檢索，能根據(jù)不同采樣周期存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，最快可達(dá)到 1 s。（2）任一標(biāo)簽點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)至少能保留 1 年，且可在 1 s 內(nèi)調(diào)出半年的歷史數(shù)據(jù)。（3）可定義生成各類報(bào)表（包括 Excel 格式）和趨勢圖，采集的數(shù)據(jù)可以通過 Excel 提供函數(shù)來計(jì)算和分析。（4）歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不受時(shí)間的限制，支持壓縮功能（采用先進(jìn)的壓縮/解壓算法），可把數(shù)據(jù)分類壓縮存貯，數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)可選擇按標(biāo)簽恢復(fù)。（5）環(huán)路上的模擬量和數(shù)字量都可以做成實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)趨勢，方便人員分析查看。（6）歷史數(shù)據(jù)站配置可讀寫光盤驅(qū)動(dòng)器，以轉(zhuǎn)存硬盤中的歷史數(shù)據(jù)成為長期備份，歸檔可根據(jù)用戶設(shè)置自動(dòng)進(jìn)行。（7）歷史數(shù)據(jù)站中存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)都可以通過打印機(jī)打印。（8）趨勢記錄應(yīng)包括當(dāng)前趨勢、歷史趨勢。每一幅趨勢畫面至少能繪制 8 條以上歷史數(shù)據(jù)曲線，提供 9 999 幅畫面的組態(tài)能力。趨勢顯示分實(shí)時(shí)和歷史模式。兩種模式均能達(dá)到 1 s 分辨率。每幅畫面能顯示最小 30 s（1 s 分辨率時(shí)），最大 1 年的數(shù)據(jù)，這可通過設(shè)定標(biāo)尺來實(shí)現(xiàn)不同的時(shí)間長度數(shù)據(jù)顯示。趨勢畫面還可通過打印機(jī)輸出，其輸出分辨率取決于打印機(jī)分辨率。（9）曲線能夠填充，XY 方向可以切換，可以被擴(kuò)展和壓縮，每個(gè)信號(hào)可以設(shè)置不同顏色，還可以通過打印機(jī)直接打印。（10）畫面編輯器帶有大量標(biāo)準(zhǔn)的圖形元素，方便用戶畫面創(chuàng)建。（11）S+ Operations 歷史數(shù)據(jù)站使用壽命達(dá) 10 年，電子設(shè)備間恒溫控制在溫度為 20～25 ℃、濕度為 20%～60%，對電子設(shè)備友好，項(xiàng)目持續(xù)能力能達(dá)到 10 年以上。（12）必須基于一個(gè)完整數(shù)據(jù)平臺(tái)上（不能周期性的產(chǎn)生若干個(gè)數(shù)據(jù)文件，這對數(shù)據(jù)查詢和定位是極其不方便的），提供功能強(qiáng)大、快速的查詢、瀏覽功能。

4 結(jié)語

2018 年 12 月 DCS 系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)站系統(tǒng)改造完成運(yùn)行正常，歷史數(shù)據(jù)能保存三年以上，很好地達(dá)到數(shù)據(jù)追溯。歷史站還提供日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表功能，并能對數(shù)據(jù)運(yùn)算進(jìn)行，滿足電廠監(jiān)視對各參數(shù)數(shù)據(jù)的要求。

同時(shí) S+ Operations 歷史站可以協(xié)助熱控人員利用歷史趨勢進(jìn)行事故運(yùn)行情況和事故分析。深圳鈺湖歷史站的成功改造，滿足了歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和報(bào)表要求，解決了重要問題。

參考文獻(xiàn)

[1]龐繼清.完善湛江電廠1號(hào)機(jī)組DCS環(huán)保數(shù)據(jù)查詢功能[J].貴州電力技術(shù),2014,17(04):15-19+9.

[2]Symphony Plus-Engineering培訓(xùn)教程[M].北京ABB貝利工程有限公司.