全国产分散控制系统开发与应用

分散控制系统（DCS）是火电机组的“神经中枢”,但其核心软硬件自主化率较低,对外依存度较高。在分析DCS应用及国产化现状基础上,介绍了国内首套全国产DCS—华能睿渥DCS的设计、开发与应用情况。针对缺少国产专用芯片、模拟量芯片功能不全、软硬件适配性差等问题,设计了以国产CPU+FPGA为核心的主协计算框架,研发了基于国产ADC、DAC芯片的自校准补偿方法,提出了国产MCU与FPGA芯片软硬件协同的现场总线通信技术,研制出全国产冗余控制器及I/O模件,并大幅提高模拟量卡件精度,同时实现了现场总线技术国产化。经国家权威第三方测试,该国产控制系统的功能与性能达到或超过国家和行业标准要求;经300 MW及1 000 MW等级机组示范应用表明,该控制系统完全满足大型火力发电厂应用要求,标志着我国火电机组核心控制设备实现完全自主可控。     

超超临界机组控制系统功能设计优化研究

在1 000 MW超超临界火力发电机组的控制中第一次采用国产化的分散控制系统(DCS),根据1 000MW超超临界机组的控制要求和国产DCS的特点,按照DCS控制站的功能分散和地理分散的分配原则,合理配置DCS控制器,使国产DCS的监视和控制功能满足1 000 MW超超临界机组的经济安全运行要求。     

1 000 MW二次再热超超临界机组分散控制系统关键技术研究及应用

在分析二次再热机组控制难点的基础上,介绍了1 000 MW二次再热超超临界机组国产自主化分散控制系统关键技术的研发,包括机组分散控制系统的设计及技术特点,机组协调控制技术,汽温控制技术,旁路控制技术及机组自启停（APS）控制技术。示范工程的应用表明,该分散控制系统性能稳定可靠,各项性能指标达到或优于设计值,机组实现了启停全程控制自动化。     

单通道旋转弹电动舵机控制系统的设计

针对单通道旋转弹对电动舵机快速响应和无超调跟随要求,设计一种基于单环回路伺服结构的高速电动舵机控制系统,采用具有浮点运算功能的TMS320F2810控制芯片处理AD采样信号和生成PWM控制信号,应用复合PID控制算法处理数据,实现高速响应和稳定跟随.实验结果表明:该控制系统能够快速、稳定跟随控制信号,具有较强的鲁棒性,达到单通道旋转弹的控制要求.     

国产分散控制系统在1000 MW超超临界机组中的应用

在神华国华徐州发电有限公司建设的采用“烟塔合一”技术的1 000 MW等级的超超临界机组中,首次使用了国产分散控制系统（distributed control system,DCS）,并实现主机和脱硫岛的一体化控制.基于神华国华徐州发电有限公司建设项目,论述了国产EDPF-NT＋ DCS的主要特点、结构和配置及其在实际工程中的应用情况,供同类机组控制系统设计选型参考.     

自主可控的安全RTU设计与实现

工业控制系统广泛应用于电力行业,成为维护电力系统安全、平稳运行的基础。为改进电力工业控制系统在电力设备信息安全技术上的不足,介绍了一种具有自主知识产权的配电自动化远方终端(RTU)的设计与实现方法。安全RTU采用自主可控的国产芯片作为核心处理器,通过外扩电能计量芯片提高采样精度,简化设计。基于国产加密算法的安全机制能实现数据在VPN隧道密文传输和用户认证访问。在实验室模拟工业现场测试表明该方法可以有效防止信息泄露以及木马病毒的攻击。     

部分分散控制及其在单元机组协调控制中的应用

针对强耦合多变量对象控制系统设计中分散控制不能满足高性能要求,而多变量先进控制算法结构复杂、较难推广的现象,研究基于扩展对象的部分分散控制器设计。设计过程首先通过结构分析法得出部分分散控制器结构,再对其对象进行非方扩展,利用非方内模法设计相应非方分散控制器并转化为部分分散控制器,最后应用扩展μ交互法进行稳定性分析。将该方法应用于一500 MW单元机组协调控制系统的仿真研究,结果表明:部分分散控制系统能达到与多变量协调控制系统相近的性能,并且部分分散控制结构更加简单、设计及调试方法更加容易。     

一种基于PLC的新型变压器风冷控制方法

针对传统变压器冷却器控制方案响应慢、中间继电器多、故障率高的问题,提出了一种基于PLC控制的新型变压器冷却控制系统,从系统功能设计、冷却系统设计等方面对该系统进行分析,并通过实际应用证明该系统可完美代替传统继电器式的风冷控制系统的功能,并且该控制系统能有效避免传统风冷控制系统存在的问题。     

MaxDNA分散控制系统在安庆电厂的应用

安庆电厂一期工程安装2 台300MW亚临界燃煤发电机组, MaxDNA 分散控制系统在安庆电厂2台机组的应用按照功能分散的原则进行设计, 将每台机组划分为锅炉侧和汽机侧2 个部分进行控制, 并将循环水泵房、空压机房、燃油泵房和厂用电等全厂辅助公用系统纳入其中进行切换监控。其在安庆电厂的功能设计、网络布置、网络组成和硬件配置是成功的, 运行良好。     

基于ARM7的金相切割机控制系统设计

针对金相切割机的特点,设计一种基于ARM7的切割机控制系统.主控芯片采用S3C44BOX,步进电机驱动芯片采用A3977SED,给出了主控芯片与外围元器件之间的电路设计方法,A3977SED驱动板的典型应用电路,以及系统的软件设计.采用ARM7控制切割机三轴运动、主轴电机起停、LCD显示,相对于单片机控制系统具有处理速度快、可扩展能力强等优点,相对于PLC控制系统具有成本低、针对性强等优点.实践证明该切割机控制系统性能稳定,工作可靠.     

基于DSP的三相直流无刷电机调速系统的设计

介绍了直流无刷电机的工作原理和基于位置传感器的控制方法,提出了基于数字信号处理器(DSP)的控制系统。由于采用了DSP,提高了控制器的计算能力,降低了成本,且提高了性能最后给出了以TMS320LF2407作为控制芯片的控制系统的软硬件实现方法,实验结果表明该系统达到了设计要求。     

MAXDNA分散控制系统在徐塘电厂的应用方案设计

本文介绍了该控制系统的特色和在300MW机组控制应用中的结构及调试中重要功能的实现，MAXDNA分散控制系统在国产300MW火力发电机组上对数据采集、协调控制、顺序控制、炉膛安全监控的应用。     

WDPF系统在广东几个电厂的应用

本文简单介绍WDPF分散控制系统的硬件结构及特点.在此基础上,对WDPF系统在广东几台国产300MW机组上的设计、使用情况作了进一步的介绍;对全厂设备的监控是否采用同一个分散控制系统提出一些看法.     

基于PLC技术LED路灯控制系统设计

目前人们对路灯的智能控制水平要求越来越高,针对这种情况,设计了一套基于电力载波通信(PowerLine Communication,PLC)技术的LED路灯控制系统。采用电力载波芯片MI200E结合HOLTEK单片机的控制方式,完成了集中控制器和单灯控制器的软硬件设计,实现了LED远程开关灯、调光等控制。本系统具有控制简单、稳定性好等优点,经过一定的完善可以运用于实际的LED路灯控制系统中。     

分散控制系统控制器传热分析及设计∗

随着工业控制领域性能需求的日益增长,高功率密度元器件应用越来越广泛,对散热设计的要求也越来越高.对高功率密度元器件热传导过程进行分析,推导芯片-空气热阻解析公式,建立参数化仿真模型,开展一体式结构设计,获得控制器结构的最优散热设计.对标测试结果,一致性好,所设计控制器具备均温性好、轻量化及稳定的 特点.工程应用中,利用屏柜的结构特点,优化散热风道,保证控制器良好散热.仿真及测试结果表明,高功率密度芯片正常工作,分散控制系统可靠稳定运行.     

基于DSP的嵌入式温度测量系统设计与实现

为了实现嵌入式温度测量系统,提出了基于MZBB-2铂薄膜热敏与TMS320F2812DSP控制芯片的嵌入式解决方案,完成了该系统的硬件设计与软件设计。系统硬件组成包括TMS320F2812DSP处理器、FPGA控制器、ADC转换电路等部分,其中TMS320F2812DSP处理器是控制系统的核心,该芯片通过片上寄存器控制负责ADC转换的控制工作,并且完成电阻数据采集、温度计算,并且将温度测量结果由通信系统发送给控制系统。实验结果表明,温度测量精度达到设计要求,满足了实时温度采集的要求,该方案运行稳定可靠,具有广泛的应用前景。     

超（超）临界机组国产DCS应用研究

在超（超）临界机组上应用国产DCS与优化控制系统有许多值得总结和研究的内容.在项目实施过程中,通过编制《DCS系统出厂验收标准》、组织DCS逻辑审查、编制《分散控制系统典型故障应急处理预案》和利用虚拟DCS仿真机培训热控人员等几方面进行全过程的研究与风险控制.通过开发针对超临界机组的控制模块和加强系统的可靠性等方法,国产DCS产品质量与技术水平得到提升.4个电厂的投运效果表明,采用国产DCS应用于超（超）临界机组可以达到较好的效果.     

基于国产芯片实现多功能测控的平台改进及关键技术

多功能测控装置是电力自动化系统的关键设备,其核心芯片均依赖进口,威胁电网运行安全。针对目前适合电力系统自动控制的国产芯片选型少且部分外设芯片没有合适选型的现状,结合多业务融合的需求,提出基于国产ARM主控芯片加国产FPGA的多功能测控装置的平台改进及关键技术。首先,基于FPGA编程替代部分无合适选型的芯片配合智能I/O技术设计硬件平台。然后,基于数据共享和FPGA协作设计软件平台。再针对国产芯片制造水平的现状,提出测量精度补偿、可靠性加固及功能拓展等改进技术。最后,集成以上平台设计及改进技术研制了基于国产芯片的多功能测控装置,并通过第三方专业检测验证其性能指标满足行业相关标准要求,同时在国内变电站正式投入运行,运行情况良好。     

电动式电子膨胀阀控制系统的设计

针对温度控制的精确要求,设计了一种基于ATMEGA16单片机和THB6128步进电动机驱动芯片的电子膨胀阀控制系统。温度传感器将温度转换为数字信号输入给单片机,单片机采用PID算法计算出步进电动机要运行的步数,驱动步进电动机控制电子膨胀阀的开度,实现温度的精确控制。实践表明,该控制系统具有控制精度高、价格低廉等优点。     

基于DSP的柴油发电机全数字控制系统硬件设计

介绍了一种基于DSP的柴油发电机全数字控制系统。分析了柴油发电机电压控制和速度控制原理,采用DSP芯片TMS320LF2407A为控制核心进行了柴油发电机控制系统硬件设计,并进行了前向通道,后向通道,CAN控制器模块的设计。仿真结果表明,该数字控制系统具有可靠性高、实时性强等优点。