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  全面冗余設計的計算機控制系統網絡結構介紹
    可分 對等網結構,客戶機-服務器(C-S)結構。
    本公司的控制系統采用 對等網結構。
    控制器 CSM(控制策略模塊:Control Strategy Module ):
    可采用一般流行或半寬尺寸高可靠性, 高性能工控機,配電子盤/硬盤。
    人機接口MMI(Man Machine Interface)計算機:
    可采用一般流行工控機,配大屏液晶顯示器,可分: OPS操作員站,ENS 工程師站 。

全面冗余設計的對等網結構的大系統:
     將MMI功能與控制功能放在不同計算機上,控制器冗余,MMI層高速網冗余,IO層總線冗余, MMI層高速網可為一般雙絞線以太網線,也可為光纜,如用光纜,整個系統的各個(對)控制器可分布在相距很遠的地方;不同的控制器之間可共享數據。

圖1

    典型的對等網絡配置有三種: 總線型網絡,如圖2 , 星型網絡,如圖3, 光纖虛擬環型網,如圖4 。

圖2 總線型網絡

圖3 星型網絡

圖4 光纖虛擬環型網

 

    對等網結構 的小系統結構: (將MMI功能與控制功能集中在一臺計算機上)

圖5

    對等網結構 的帶遠程IO的系統結構:
    IOAsm的通信命令字符串精簡: 特別適合IO遠程布置(如通過無線信號聯接)。
    一個IOAsm可帶可帶多種型號信號(DO,DI,AI,AO),而控制及查詢只需一對指令。
    可用于:自來水廠監控系統、市政府污水處理工程、換熱站監控系統、水利、農業自動化系統 。

圖6

客戶機-服務器(C-S)結構:

 

圖7

  管控一體化的控制軟件介紹  型號:EasyMC 3.2軟件
本控制系統軟件是可靠的、全面的軟件:
    以圖形化、模塊化的可視編程方法,可實現回路調節、邏輯控制、 順序控制 、數據采集和管理、 先進控制、MMI畫面、歷史記錄、報表生成、用戶管理等功能;有高級編程語言接口, 可實現用戶自定義的控制,實現各種高級控制。
 
EasyMC MMI人機接口軟件介紹
    MMI提供豐富的組態調試工具,包括數據庫生成工具,流程圖生成工具,CSM組態調試工具,MMI提供 趨勢、報警記錄、自檢等功能。
    MMI軟件通常用工業或商用PC機(P4 256M)構成,運行Windows NT/2000/XP操作系統。

EasyMC 控制策略模塊CSM軟件介紹

    EasyMC的CSM內含多種預定義的標準算法塊,包括各種PID、自整定控制模塊、算術和邏輯運算、手操器、開關操作器、超前滯后、數字邏輯等;提供C語言接口,用戶可生成自已所需的特殊算法功能。
    CSM(控制策略模塊)軟件可采用通用的工業微機,使用Intel 586以上CPU,內存128M以上,采用電子盤或硬盤,運行MS 操作系統。

復雜的回路的智能控制策略:
   
應采用 規則 + 差量控制 (此方法本人已成功用于多臺大型鍋爐的控制),規則+差量控制的重點在控制對象的規則模型的建立,規則模型的建立主要應由過程控制專家或系統的設計人員來提供,或由控制對象的歷史運行數據分析得來;如鍋爐的減溫水流量與鍋爐負荷的函數關系應由鍋爐的性能設計人員來提供。
    規則+差量控制中的差量(設定值與測量值之差)控制,主要用于在系統運行時在線調整規則模型內的參數(調整哪些參數由過程控制專家或系統的設計人員定),使規則模型更接近真實系統。
    差量控制方法的選擇: 對大滯后系統用模糊控制法,一般系統可采用常規PID方法。
    規則 + 差量控制方法可用于多輸入多輸出復雜系統。
    規則 + 差量控制的特點:有自學習功能(對被調整參數的記憶),對操作人員的經驗依賴性不強,控制精度高,響應快,抗干擾能力強。

未來可向用戶提供多種設備(系統)專家軟件包(設備狀態監測):
    專家軟件包利用系統實時數據和系統歷史數據庫,提供設備(系統)運行指導、故障報警、故障處理指導等信息。如:閥門的專家軟件包可盡早發現閥門粘連故障。


  智能控制軟件ICPower介紹

    望特智能控制技術致力于能源和環保方面智能控制技術研究和應用。我們提供智能控制技術,提供專業的系統咨詢和優秀的控制軟件包,幫助客戶創造最大的價值。我們的許多客戶分布在各種工業領域,如冶金、石化、陶瓷、水泥、玻璃、工業鍋爐等。望特智能可以在進行現場調研后,為用戶提出一套完整的解決方案,用戶可以根據這套方案自己操作,也可由望特公司的工程部門協作完成,達到節能降耗的目的,為用戶創造價值。我們的服務包括咨詢和提供系統兩個方面,系統又包括硬件(工業PC,網絡,IO組件)和軟件(含平臺軟件EasyMC, 智能控制軟件IPPower)兩個方面。

    “望特智能”運用高新技術成果,實現工業爐窯的智能控制,為用戶提供工程咨詢、系統設計、設備成套、安裝調試、技術培訓等服務。

    本公司采用的智能控制技術先后在70余座不同爐窯中成功得到應用,其中有10余項分別獲得國務院電子振興辦公室一等獎和國家經貿委、國家科委、國家冶金工業部及有關省市等科技成果獎。近年來,中央電視臺《星火科技》欄目曾2次對《爐窯智能控制系統》作了專題報道,向全國推廣。

    “望特智能”與加拿大TechCL公司合作,共同開發了工業爐窯智能控制軟件ICPower,并負責國內的軟件銷售和技術支持。該軟件核心部分采用國內工業爐窯控制專家陳書瀚先生40余年專業經驗,并結合諸多國內外企業和專家提供的資料、數據構成了專家系統。人工智能部分由位于硅谷的美國TalkAI公司協助研發,該公司擁有多名人工智能專業的博士和碩士研究人員,在人工智能領域頗有建樹。TechCL公司將專家系統和人工智能有效的結合到一起,把先進的技術與工業控制軟件融為一體,并得到成功的應用 。

    “望特智能”旨在推廣應用智能控制這一核心技術,結合系統科學、計算科學、現代數學,發揮綜合優勢,構筑具有較強實力的創新體系,以強大核心競爭力,為改造提升傳統產業、發展高新技術產業、實現科技和工業的跨越式發展多作貢獻。

    “望特智能”發揚“開拓創新、追求卓越”的精神,誠摯地為用戶提供滿意的技術、產品和服務,為用戶創造價值 。

    選擇望特智能,就是選擇成功! 

We provide international trade of technology of intelligent control. Most of our customers are at industry field. we develop intelligent control software that helps the field operator completing their job easily. Certainly our system consists of software and hardware. You are welcome to cooperate with us. We also have a lot of engineering companies as our overseas cooperator .

  網絡化數字圖像處理 型號:YX-NetDIP
    

這種系統以計算機為基礎,應用了網絡通訊技術、計算機技術,采用了先進的處理功能分散、操作管理集中的特點,能適應不同的圖像處理應用規模和要求,便于設計、維護和操作使用。NetDIP可以構成獨立圖像處理系統(由一臺計算機組成)、分散監控系統(由多臺計算機聯網組成)等,它可以完成實時圖像采集、歷史記錄、圖像局布區域特性量化、圖像中物體的幾何測量、監視。通過網卡便可直接掛在計算機分散控制系統(DCS)或MIS的網絡上,作為DCS或MIS的一個有機組成部分。
    NetDIP的設計相當靈活,可以構成小到一臺計算機,大到幾十臺計算機的圖像處理系統。其典型結構如圖一、圖二。

圖一 獨立圖像處理系統(由一臺計算機組成) 結構

圖二 分散圖像處理系統(由多臺計算機聯網組成)結構

    由高速數據網和連接在網上的計算機組成,計算機采用現有通用硬件構成,CPU為Pentium以上芯片,具有高性能價格比。
    采用成熟的計算機網絡(TCP/IP)通訊技術,網上廣播圖像,方便構成高速的冗余實時數據網。
    很高的實時性,在一秒內可更新所有全局圖形;在一秒內調出任何圖形顯示。
可直接掛在計算機控制系統或MIS的網絡上。

 鍋爐圖像火焰監測系統
 產品表面質量檢測與監控
 基于機器視覺的工業自動化閉環控制
 基于圖象處理技術的非接觸精密測量
 基于圖象處理技術的安全監控、動態目標捕捉
 選果機
 鍋爐汽包電視水位的讀取
 指針表頭的讀數

  實時信息系統(RealMIS)  型號:YX-RMIS
實時信息系統(RealMIS)的功能:
    數據庫服務器采用Windows2000 Advanced Server, 客戶端采用Windows2000 Professional。
    1、通過實時信息系統(RealMIS),企業的上層管理者能及時、直觀的了解生產現場的運行情況。
    2、實時信息系統(RealMIS)使控制系統(DCS)與管理系統(ERP)有機結合在一起,實現數據共享。
    3、實時信息系統(RealMIS)使多個原來各自獨立的控制系統有機結合在一起,可對控制系統的數據進行綜合分析,統一規劃全廠資源。
實時信息系統(RealMIS)的經濟效益分析:

    1.減少非計劃停車時間:
    通過對影響過程的運行狀態的關鍵參數的監控,使生產的運行狀態保持平穩,當生產狀態發生變化時,可以及時地作出反映,避免裝置及設備停車,這方面的效益是十分巨大的。

    2.減少原材料以及公用工程的消耗:
    通過對影響原材料用量的過程以及公用工程中水、電、汽、風的用量的監測,你可以及時的發現問題,特別是對生產調度人員來說,可以利用實時數據及時地平衡公用工程及物料供應系統以減少單耗,提高經濟效益。

    3.優化生產過程,提高產品的產量及質量 :
    可以利用實時數據優化生產過程。生產管理人員以及工藝管理人員可以利用當前的和歷史的數據對生產的工藝過程進行在線分析,進一步發現過程運行的規律,及時地調整工藝參數,使過程處于優化狀態。同時也可以通過對影響產量及質量的過程參數的監控,達到提高產量及產品質量的目的。甚至可以根據統計規律對產品的質量數據進行在線分析,預測產品的質量從而達到提高質量的目的。

    4.動態地監控生產成本:
    成本控制人員可以利用實時數據動態地監控生產成本,使成本控制發生在生產過程中,而不是在生產的完成后,以達到降低成本的目的。

    5.分析事故原因:
    當發生事故時,可以利用當前的和長期的歷史數據,對事故進行及時的分析,精確地定位事故發生的原因,以避免事故的再次發生。

  設備狀態監測專家軟件包
    設備狀態監測是針對一具體設備而言,根據安裝在一具體設備上的溫度、壓力、轉速、流量、負荷等傳感器,特別是振動(強度及頻率)傳感器所采集的實時數據,結合設備的啟停時間及設備歷史運行數據,運用 設備狀態監測專家軟件包,可計算得到具體設備的以下分析數據:

設備的故障狀態: 設備的故障的類型(發生什么故障)、故障部位(哪里故障)、故障的量化(按0~100來量化故障的嚴重程度)、故障的原因(為什么故障)、故障的處理方法。

設備的壽命損耗及其剩余壽命: 計算出設備的運行壽命損耗及其剩余壽命,進一步可計算出設備各部件的的運行壽命損耗及其剩余壽命。

指導設備的運行: 使設備運行在最佳狀態。

指導設備的技術改造和檢修計劃: 根據設備的故障狀態和壽命損耗,提出正確的技術改造和檢修計劃,避免盲目檢修。
  風力發電(場)控制系統
1. 系統功能:

在風力發電機組中按控制功能可分為:連續調節控制、順序控制(SCS)、數據采集(DAS)、聯鎖保護、管理和信息處理。

1.1. 連續調節控制:

1.1.1. 功率調節:

變漿距功率調節:

根據測量風速和測量風輪轉速調節漿葉安裝角的變化和變化速度來控制功率的輸出及轉速。

定漿距功率調節:

根據異步發電機轉速與同步轉速的轉差率來調節功率的輸出及風輪轉速。

1.2. 順序控制

1.2.1. 迎風機構的控制:

根據風向傳感器的信號控制迎風機構的伺服電動機正反轉來驅動機艙轉盤,使機艙旋轉跟隨迎風。為防止機艙向某一方向旋轉過多,設置電纜紐轉傳感器,當轉盤旋轉到某一設定值時,向控制系統發出信號,使電纜解除纏繞。

1.2.2. 異步電機大/小電機的切換:

由于風力機的輸出功率與風速率的3次方成正比,隨著風速的變化,電機輸出功率將在大范圍內變化。為使電機能高效率地運行,風力發電機常配置雙電機或雙繞組電機,以適應不能的風速段。解決電機切換過程的瞬變電流,是此切換控制功能的主要內容。

1.2.3. 機組的起動與停機:

機組能在控制系統的控制下,按照風力機組起動/停止的順序來控制機組的起動/停止。

1.2.4. 緊急停機控制:

對變漿距風力發電機組,通過應急順漿機構和變速傳動機構中的氣(液)動制動裝置的動作來實現緊急停機。

對定漿距風力發電機組,通過葉尖氣動剎車機構和變速傳動機構中的氣(液)動制動裝置的動作來實現緊急停機。

1.2.5. 自動并網/解列控制:

風力發電機的并網控制和風力發電機的類型有關,主要用于線路投切和機組并網,它通過交流量的采樣,開關量輸入和輸出,以及各種手/自動操作,達到交流信號的檢同期和自動同期功能;具體見:第二部分的發電機部分。

1.3. 聯鎖保護功能:

在下列情況發生時,風力機緊急停機,并網的電機解列。

1) 風速不在運行范圍內,風機停機;

2) 轉速超過正常轉速的10%;

3) 振動過大;

4) 電機溫度過高;

5) 剎車片的磨損;

6) 發電機電壓頻率相位錯誤;

7) 液壓系統故障;

8) 結冰;

9) 偏航故障;

10) 控制器錯誤;

11) 電網故障:

電壓過高低;

三相不平衡;

并網發電機的相序和電網相序相反;

1.4. 數據采集功能(DAS):

記錄內容:

機組運行參數:轉速溫度振動壓力電量(電壓頻率)氣象數據(風速溫度濕度)。

運行報警故障事件及事件順序記錄功能:

SOE(Sequence Of Event)事件順序記錄功能, 電平變化分辯率:1ms(實際上可做到0.2ms)判斷開關動作的時序,主要用于事故的事后分析,查找事故第一原因。

1.5. 與其他設備與裝置的可靠通訊:

與其他設備與裝置的可靠通訊,如與繼保裝置的通訊。

1.6. 上位機管理和信息處理

1.6.1. 操作監視功能:

操作功能:工作人員通過就地(操作盤)/遠程(CRT)可操作風力機的復位停機開機偏航及馬達啟動等操作。

監視功能:控制系統以指示燈或CRT圖形方式顯示風力機的運行狀態。

1.6.2. 在線調試及組態功能:

可遠程在線調試及組態功能,實現完全集中管理。

1.6.3. 報警功能:

對超過設定報警范圍的模擬信號和報警開關信號,系統能通過聲光或跳出對話框的形式提醒警告用戶。

1.6.4. 歷史記錄及打印功能:

記錄介質形式:

打印

磁盤文件存儲

記錄格式:

日報表,月報表,年報表(如:日月平均發電量,月風速頻率曲線等),事件觸發記錄表。

1.7. 系統模擬仿真功能:

系統能模擬仿真風力機(場)的運行,可用于運行人員的培訓。

1.8. 事務管理功能:

通過網關,風電廠的實時數據與MIS相連,方便風力場人員的值班調度,風力場各機組的維修管理等事務。

 

2. 硬件介紹:

風電廠機組分布廣,地理條件復雜,環境惡劣(溫度范圍:-30~60度,高電磁干擾),這些對控制系統的硬件選型都提出了更高的要求。

 

圖1 硬件系統圖

2.1. 系統網絡結構:

我公司的風力發電控制系統是基于冗余TCP/IP協議設計的對等網結構 的大系統, 將MMI功能與控制功能放在不同計算機上,控制器冗余,MMI層高速網冗余,IO層總線冗余, MMI層高速網可為一般雙絞線以太網線,也可為光纜,如用光纜,整個系統的各個(對)控制器可分布在相距很遠的地方;不同的控制器之間可共享數據。

 

圖2 冗余對等網結構

典型的網絡配置有三種: 總線型網絡,如圖3 , 星型網絡,如圖4, 光纖虛擬環型網,如圖5 。

 

圖3 總線型網絡

 

圖4 星型網絡

圖5 光纖虛擬環型網

2.2. 現場控制層:

2.2.1. 現場控制器:

現場控制器采用高可靠性的控制器,現場控制器上有:CPU模塊(CPU為Intel P4處理器,XP Embeded操作系統 可選冗余配置),數字量輸入/出模塊,模擬量輸入/出模塊,現場總線模塊,網絡接口,與其他系統及裝置的通訊功能,專用簡易人機接口。

現場控制器能獨立完成單個風力機或變壓器的控制和聯鎖保護,能從網絡層接收命令并向網絡層發送數據。

2.2.2. 傳感器:

風速傳感器,轉速傳感器(高低速轉軸),線性傳感器,溫度傳感器,壓力傳感器,振動傳感器,電量傳感器,限位開關等。

2.2.3. 執行器:

電磁閥,電動機,中間繼電器。

2.3. 集中控制層:

集中控制層包括:操作員站,工程師站,數據存儲打印站。集中對各分散風力機和變電站的監視和操作。

 

3. 目前我公司擁有的技術介紹:

3.1我們已擁有控制系統的關鍵技術:

1)簡潔先進、全面冗余設計的控制系統網絡結構;

2)可靠易用的管控一體化控制軟件: EasyMC軟件;

3)穩定可靠的IO硬件: 又迅IO組件(YXIOAsm)。

4)我公司主創人員多年從事大型計算機控制系統的開發、現場調試,有豐富的現場調試經驗和扎實的理論基礎。

3.2需做的工作:

與已建風力發電廠 控制系統的通訊問題。

3.3能做的工作:

承接新建風力發電控制系統工程;

改造已建風力發電廠,通過運用我公司先進的網絡技術及管控一體化控制技術,加強已建風力發電廠對設備一體化管理的能力。

  設備狀態監測專家軟件包
 
  設備狀態監測專家軟件包
 
 
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