全国产分散控制系统组态软件框架的设计和实现

介绍了新一代国产工控系统华能睿渥分散控制系统(HNICS-T316)组态设计与调试软件的架构设计及技术实现。该软件针对全国产软硬件平台开发,采用基于组态设计流程的分层式组件架构,以消息总线技术为基础,提出了基于数据驱动的模块化组件集成方案,设计了组件式数据管理系统和增量式刷新的模型/视图的图形系统,实现了内存数据到操作界面的快速刷新,降低了模块之间的耦合性和程序的复杂度,实现了跨平台软件的快速并行开发,提高了组态软件的可维护性、可扩展性和可移植性。基于以上架构,设计了基于控制器锁存机制的组态数据系统架构和高颗粒度与低更新资源的分段式组态产物文件结构,开发了组态多级解析及主备同步技术和基于标签名动态分级校核的组态资源共享技术,解决了全站多人同时编辑时数据定义冲突问题,提升了快速控制周期下组态无扰下载及同步的效率,同时,减少了工程师站的软硬件资源消耗,简化了工程应用中工程师站的部署流程,实现了组态软件在国产自主可控平台上的高效运行。基于此开发的国产组态软件已在300 MW和1000 MW火电机组成功示范应用,经第三方机构测试和应用实践表明,该软件运行稳定,使用方便灵活,能满足大型火电机组工程组态需求。

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。