[发明专利]基于虚拟对象的火电厂热工控制逻辑在线诊断和优化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线诊断和优化装置，特别是涉及一种基于虚拟对象的火电厂热工控制逻辑在线诊断和优化装置，属于控制系统技术领域。

背景技术

热控组态逻辑对于现代大型火电厂至关重要，在火电厂机组生产运行过程中，有大量的热控组态逻辑需要优化和改善。但出于安全和经济因素考虑，不能在机组运行期间在线进行大量的试验和组态调试工作，但在机组停运期间因设备处于停运状态，从而缺乏有效的生产数据无法开展相应的试验和优化工作。DCS控制系统和PLC控制系统的逻辑缺陷会造成一定的故障和事故，对于此类故障和事故的分析需要反复研究事故数据，目前对事故数据的分析缺乏有效的手段。总之，目前对于DCS控制系统和PLC控制系统的事故数据分析、故障诊断及控制系统优化缺乏有效的手段。

鉴于此，需要研发一套能最大程度代表生产现场被控对象特性的热工控制逻辑在线诊断和优化装置，以满足热控技术人员热控组态在线诊断和优化的需求。

鉴于火电厂生产系统的复杂性，在控制组态优化调试时需要有控制对象的支持，生产现场的运行工况能够反复重新实现；由于安全性和经济性考虑，在生产过程中不可能不断地重复同一控制对象的特性。所以开发出一种热工控制逻辑在线诊断和优化装置，能满足热控控制系统故障诊断、试验和优化的高级需求是有益之举。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种基于虚拟对象的火电厂热工控制逻辑在线诊断和优化装置，能够满足火电厂热工逻辑事故分析、在线诊断、热工试验和逻辑优化，成功解决火电厂热工控制组态优化及调试的成本高和风险大以及热工逻辑故障诊断困难的难题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于虚拟对象的火电厂热工控制逻辑在线诊断和优化装置，包括通过以太网连接的虚拟仿真对象服务器、实时数据服务器、DCS控制系统和PLC控制系统，连接于DCS控制系统的DCS系统热工仪表，以及连接于PLC控制系统的PLC系统热工仪表；所述虚拟仿真对象服务器、实时数据服务器、DCS控制系统、PLC控制系统、DCS系统热工仪表和PLC系统热工仪表均按照火电厂实际生产安装要求布置在铺设静电地板的实验室内，所述DCS控制系统、PLC控制系统、DCS系统热工仪表和PLC系统热工仪表均按照火电厂实际生产工艺设计安装，所述DCS控制系统和PLC控制系统并行且独立运行。

其中，所述虚拟仿真对象服务器用于运行若干虚拟仿真对象软件，将真实的设备对象、火电厂生产工艺和生产流程以虚拟仿真对象的形式进行数学建模表达，并进行火电厂热工组态逻辑优化，其中的虚拟仿真对象包括虚拟热工对象的动态特性及各个虚拟热工对象之间的连接和影响关系；所述实时数据服务器用于管理实时生产数据，将实时生产数据进行重演和回放，并对事故情况进行火电厂热工控制逻辑的在线诊断，其中的实时生产数据来自DCS控制系统和PLC控制系统；所述DCS控制系统用于实验模拟火电厂生产过程DCS控制部分；所述PLC控制系统用于实验模拟火电厂生产过程PLC控制部分；所述DCS系统热工仪表用于实验模拟火电厂生产过程的DCS系统热工信号，并将DCS系统热工信号发送给DCS控制系统；所述PLC系统热工仪表用于实验模拟火电厂生产过程的PLC系统热工信号，并将PLC系统热工信号发送给PLC控制系统。

本发明进一步设置为：所述DCS控制系统通过通用485接口模块连接冗余DCS控制系统，所述PLC控制系统也通过通用485接口模块连接冗余PLC控制系统。

本发明进一步设置为：所述DCS系统热工仪表通过硬接线连接于DCS控制系统，所述PLC系统热工仪表也通过硬接线连接于PLC控制系统。

本发明进一步设置为：所述硬接线为通讯电缆。

本发明进一步设置为：所述虚拟仿真对象软件包括DCS组态软件、PLC组态软件、上位机软件和仿真模型软件。

本发明进一步设置为：所述虚拟热工对象为火电厂控制对象，包括机组协调控制、给水控制、燃烧控制、风量控制、气温控制、除氧器水位及压力控制、凝器热井水位控制、高低加水位控制、火电厂化学、输煤和除灰控制。

本发明进一步设置为：所述实时数据服务器包括现场实时数据库系统、网闸和数据通信软件，所述数据通信软件负责从生产现场读取生产数据，所述网闸确保数据单向读取至现场实时数据库系统。