Sil3在dcs系統(tǒng)中的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于火電廠DCS系統(tǒng)控制方法的技術領域，尤其涉及一種SIL3在DCS系統(tǒng)中的控制方法，是火電廠SIL3系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的通訊，SIL3系統(tǒng)的組態(tài)建立以及SIL3系統(tǒng)在DCS系統(tǒng)中的監(jiān)視及維護。
【背景技術】
[0002]目前國內(nèi)外的火電機組的鍋爐主保護MFT和汽機主保護ETS等功能基本都是同屬于DCS系統(tǒng)中的，即應用于同一 DCS控制系統(tǒng)中，安全級別非常低，存在誤動和拒動的風險，對整個汽輪發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行存在非常大的安全隱患。本發(fā)明主要針對系統(tǒng)運行的安全隱患，提出SIL的標準，將SIL的標準應用于火電機組的控制系統(tǒng)中，也就是SIL系統(tǒng)在DCS系統(tǒng)的控制應用，將MAIN FUEL TRIP (MFT)，OIL FUEL TRIP (OFT)，燃油泄漏和爐膛吹掃等鍋爐主保護以及汽機主保護ETS等功能都編譯在SIL3系統(tǒng)中，利用0PC通訊連接SIL3系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)，在SIL3系統(tǒng)中對鍋爐主保護和汽機主保護的控制邏輯進行編譯，并做出相應的信號指示畫面，包括輸入信號和輸出信號，還得編輯信號的首出畫面，更清楚的指示機組發(fā)生動作的直接原因；同時將首出畫面送至DCS系統(tǒng)，方便操作員的整體監(jiān)視。由于SIL標準的引入，包括硬件設施和軟件設施，有效的避免了機組由于信號誤動作等原因引起的誤動和拒動等風險，提高了系統(tǒng)的自動化控制水平，也提高了的電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，同時也避免了由于信號之間的相互傳輸所造成的信號失真等問題，有效的保證了整個火電機組的安全穩(wěn)定運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有火電機組的鍋爐主保護和汽機主保護等功能的可靠運行中存在的安全隱患問題，提供了一種SIL3在DCS系統(tǒng)中的控制方法。其目的是防止由于重要信號之間的相互傳輸所造成的信號失真等問題，也防止重要信號誤動作等原因引起的主保護誤動或拒動現(xiàn)象，更能防止主保護控制邏輯被惡意篡改，充分提高了保護的安全級別，有效的保證了機組的安全穩(wěn)定運行。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
SIL3在DCS系統(tǒng)中的控制方法，主要包括:SIL3系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的通訊，SIL3系統(tǒng)的組態(tài)建立，SIL3系統(tǒng)硬件的配置以及SIL3系統(tǒng)在DCS系統(tǒng)中的監(jiān)視及維護；
SIL3系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的通訊，包括:通訊協(xié)議及硬件選擇；
SIL3系統(tǒng)的組態(tài)建立，包括:SIL3系統(tǒng)軟件的配置，鍋爐側主保護MFT控制邏輯和汽機側主保護ETS控制邏輯的編輯，包含各種控制功能碼的選擇，觸發(fā)條件的選擇；
SIL3系統(tǒng)硬件的配置，包括:根據(jù)機組的實際容量及設計要求等參數(shù)選擇輸入及輸出卡件的數(shù)量及類型，并配置相應的控制器數(shù)量以及電源類型；
具體操作步驟是:
首先，根據(jù)機組的實際容量及設計要求等參數(shù)配置相應的SIL3硬件，主要包括鍋爐側的FSS系統(tǒng):數(shù)字量輸入卡件和數(shù)字量輸出卡件；汽機側的ETS系統(tǒng):數(shù)字量輸入卡件和數(shù)字量輸出卡件，然后確定控制器類型以及電源類型；
其次，根據(jù)硬件設施配置相應的軟件，F(xiàn)SS系統(tǒng)包含:MAIN FUEL TRIP (MFT)，OIL FUELTRIP (OFT)，爐膛吹掃和燃油泄漏；ETS系統(tǒng)包含:汽機主保護及ETS在線試驗；接下來在SIL3系統(tǒng)中對MFT和ETS的控制邏輯進行編輯，以便實現(xiàn)SIL3系統(tǒng)的全部功能；
之后，在 SIL3 系統(tǒng)中編輯 FSS 的畫面:MAIN FUEL TRIP (MFT)和 OIL FUEL TRIP (OFT)的首出畫面和觸發(fā)條件畫面；輸入信號畫面；爐膛吹掃畫面；燃油泄漏試驗畫面；完成FSS畫面后在SIL3系統(tǒng)中編輯ETS畫面:輸入信號畫面；ETS的首出畫面及觸發(fā)條件畫面；在線試驗畫面；
最后，利用0PC通訊連接SIL3系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)，并把SIL3系統(tǒng)中的MFT首出和ETS首出畫面送至DCS系統(tǒng)，并且在完成所有硬件和軟件的配置及編輯工作后，將SIL3系統(tǒng)機柜的“ACCESS ENABLE”控制開關旋轉至“OFF”位置，防止程序及配置等被篡改。
[0005]所述的DCS系統(tǒng)包括任意類型DCS系統(tǒng)。
[0006]所述的SIL3系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的通訊包含0PC通訊和光纖通訊。
[0007]所述的SIL3系統(tǒng)的組態(tài)建立包含鍋爐MFT控制邏輯和汽機主保護的控制邏輯的編輯。
[0008]所述的控制方法的用戶使用操作程序為:第一步，根據(jù)所用DCS系統(tǒng)的類型，確定輸入信號的表示方式；第二步，找出控制系統(tǒng)中主要設備的數(shù)量，進而確定輸入信號的數(shù)量；第三步，按要求配置SIL3系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)；第四步，根據(jù)硬件配置相應的軟件，并完成控制邏輯的編輯；第五步，將SIL3系統(tǒng)機柜的“ACCESS ENABLE”控制開關旋轉至“OFF”位置，即可正常工作。
[0009]所述的鍋爐側主保護控制邏輯和汽機側主保護控制邏輯的觸發(fā)條件中包含任意能夠觸發(fā)主保護動作的條件。
[0010]所述的SIL3系統(tǒng)的硬件配置包含操作員站的建立，與SIL3控制機柜的通訊連接以及SIL3機柜內(nèi)的配置。
[0011]所述的SIL3系統(tǒng)是利用SIL的標準，將鍋爐主保護和汽機主保護等功能編譯在SIL3系統(tǒng)中，并建立SIL系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的通訊，將主保護的首出畫面送至DCS系統(tǒng)，進而充分保證整個機組的安全穩(wěn)定運行；
所述的控制邏輯是:
(l)SIL級別就是用來評定故障及其后果的一種方法，評估結果是根據(jù)概率計算得出的，將SIL3級別應用于火電機組的控制過程中，是火電控制行業(yè)執(zhí)行的最高安全等級，安全性能越高，其發(fā)生故障的概率就越低，尤其當系統(tǒng)硬件故障容差為1時，SI13系統(tǒng)的安全保護動作的概率最高，即在火電機組的控制過程中，SIL3級別完全能夠保證機組主保護的安全可靠動作。
[0012](2)根據(jù)機組的實際容量及設計要求等參數(shù)配置相應的SIL3硬件，主要包括鍋爐側的FSS系統(tǒng):數(shù)字量輸入卡件和數(shù)字量輸出卡件；汽機側的ETS系統(tǒng):數(shù)字量輸入卡件和數(shù)字量輸出卡件等。
[0013](3)根據(jù)硬件設施配置相應的軟件，F(xiàn)SS系統(tǒng)包含:MAIN FUEL TRIP (MFT)，OILFUEL TRIP (OFT)，爐膛吹掃和燃油泄漏；ETS系統(tǒng)包含:汽機主保護及ETS在線試驗。
[0014](4)利用0PC通訊連接SIL3系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)，既保證了保護的安全級別，又方便操作員對整個系統(tǒng)的監(jiān)視。
[0015](5)在 SIL3 系統(tǒng)中編輯FSS 的畫面:MAIN FUEL TRIP (MFT)和 OIL FUEL TRIP (OFT)的首出畫面和觸發(fā)條件畫面；輸入信號畫面；爐膛吹掃畫面；燃油泄漏試驗畫面。
[0016](6)在SIL3系統(tǒng)中編輯ETS畫面:輸入信號畫面；ETS的首出畫面及觸發(fā)條件畫面；在線試驗畫面。
[0017](7)將MFT首出畫面和ETS首出畫面送至DCS系統(tǒng)，方便操作員進行監(jiān)視。
[0018](8)完成所有硬件和軟件的配置和編輯工作后，將SIL系統(tǒng)控制柜中的“ACCESSENABLE”控制按鈕用鑰匙旋轉至“OFF”位置，這樣所有配置和程序就不會被任何人篡改了。
[0019]所述的DCS控制系統(tǒng)為任意控制系統(tǒng)，包括:國電智深控制系統(tǒng)、ABB控制系統(tǒng)、和利時控制系統(tǒng)、F0XBR0控制系統(tǒng)、西門子控制系統(tǒng)、OVAT10N控制系統(tǒng)。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是:
本發(fā)明涉及到SIL3在DCS系統(tǒng)的應用，SIL的標準在火電機組控制的應用，SIL3的硬件和軟件配置，解決了如何連接SIL3系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)，如何保證SIL3系統(tǒng)的安全可靠性，如何對SIL3的控制邏輯進行編譯，保證整個控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行的問題。
[0021]SIL3系統(tǒng)占用資源小，資源利用率非常高。SIL3系統(tǒng)控制邏輯運行速度快，完成代碼編輯即可使用，不需要編譯，手動代碼比編譯的代碼更加精簡。系統(tǒng)備份方便，不需要導入導