分散控製係統（distributed control system）
現代工業(ye) 的“大腦”和“神經中樞”
工業(ye) 自動化“皇冠上的明珠”
在以G22恒峰為(wei) 代表的中國自動化領軍(jun) 企業(ye) 數十年的奮鬥中，中國已走在了分散控製係統技術的最前沿，為(wei) 國家電力、石化、冶金、建材等各類流程工業(ye) 領域提供安全、可靠、自主的中樞神經控製係統。
隨著工業(ye) 4.0、互聯網+浪潮的到來，工業(ye) 互聯網、大數據、人工智能等新技術的融入，為(wei) 工業(ye) 自動化行業(ye) 發展帶來新的機遇與(yu) 挑戰。
在此背景下，G22恒峰智慧通過不斷創新與(yu) 融合，賦予了DCS 更強大的功能，研發推出智能控製優(you) 化係統、智慧燃燒專(zhuan) 家係統、智能運行輔助、智能預警等一係列智慧功能，並率先在煤氣發電機組上成功應用，打造全新煤氣發電機組智能控製係統，為(wei) 推動能源企業(ye) 安全可靠、清潔環保、高效經濟發展注入更強勁的動力。
鋼企煤氣發電機組能效提升需求升級
在國家戰略布局引導下，重點鋼企工藝裝備均已實現了大型化、現代化的轉變，自動化水平得到顯著提高。為(wei) 應對新形勢提出的深層次的節能要求，鋼鐵企業(ye) 配套建設大型高效煤氣發電機組，對高、中溫氣相餘(yu) 熱（焦爐煤氣、轉爐煙氣、高爐煤氣等）進行回收利用，將產(chan) 生的高爐/轉爐/焦爐煤氣完全燃燒用於(yu) 發電。煤氣發電機組的自動化係統和自動化裝備的水平對能源利用效率影響較大，因此，現代化的鋼企更加重視自動化技術的創新和應用，提升能源綜合利用效率，通過智能化建設，不斷實現降本增效。
更強大的智能控製係統
G22恒峰為(wei) 眾(zhong) 多大型煤氣發電機組提供控製係統解決(jue) 方案，為(wei) 應對機組在安全、環保、經濟方麵的性能提升需求，以高度開放的NT6000 DCS 控製係統平台為(wei) 基礎，充分融合智能感知、大數據分析、先進控製等技術，不斷拓展應用功能，打造智能控製優(you) 化係統、智慧燃燒專(zhuan) 家係統、智能運行輔助、智能預警等智慧功能應用，實現煤氣發電過程的智能控製與(yu) 運行，大大提高係統監控性能、降低設備故障率，提升機組運行效率、減少機組非停，實現煤氣機組智能監盤、少人值守，進一步助力實現企業(ye) 安全、綠色、高效發展。
▲大型煤氣發電機組智能控製係統網絡拓撲圖
四大智慧功能全麵融合提升
01控製優(you) 化係統
自動回路品質優(you) 化
自動回路品質優(you) 化控製係統可將現有的工藝係統自動化水平進一步提高，完善設備功能，提高控製精度，辨識頻繁操作步序；采用智能前饋、預測控製、模糊控製等先進控製技術與(yu) 智能算法，通過數值分析軟件，修改和完善優(you) 化控製策略，實現重要參數的有效控製，並保證較高的自動投入率。
煤氣發電機組在蒸汽質量和鍋爐運行穩定、減員增效方麵還存在較大的優(you) 化空間，優(you) 化項目主要包括：機組協調優(you) 化控製、送風氧量優(you) 化控製、爐膛壓力（引風）優(you) 化控製、蒸汽溫度優(you) 化控製、汽包水位優(you) 化控製、主汽壓力優(you) 化控製等。
投入運行後：
實現燃氣鍋爐的全自動優(you) 化運行：將鍋爐燃燒所有回路全部投入自動運行，降低工人勞動強度，提高安全控製水平，長期可靠自控率大於(yu) 90%以上；
實現鍋爐穩定、安全運行：鍋爐運行參數控製品質明顯優(you) 於(yu) 原操作方式，穩定鍋爐運行，提高安全控製水平；
實現最經濟運行：在保證鍋爐負荷滿足調度要求的前提下，實現煤氣和送風、以及氧含量優(you) 化運行，以實現煤氣鍋爐的最經濟運行；
實現鍋爐環保運行：滿足燃料充分燃燒，在一定程度上解決(jue) 煤氣不完全燃燒帶來的環保問題並降低排煙溫度。
送風氧量優(you) 化控製投入之前，送風機為(wei) 運行人員手動控製。送風氧量優(you) 化控製投入之後，正常情況下爐膛出口氧量波動範圍由之前的2.245%縮小至1.454%；在負荷發生劇烈變化的情況下，爐膛出口氧量波動範圍由之前的6.621%縮小至1.624%。在煤氣總管壓力發生大幅變化時，負壓氧量也能夠得到及時的控製，並且不需要運行人員進行手動操作，減少運行人員工作量。
智慧燃燒專(zhuan) 家優(you) 化係統
煤氣發電機組智慧燃燒專(zhuan) 家係統是以鍋爐溫度場激光在線測量技術、鍋爐燃燒CFD數值分析為(wei) 基礎，建立的鍋爐燃燒實時專(zhuan) 家指導係統，通過每隻燃燒噴嘴調節，實現鍋爐的優(you) 化智能燃燒，以實現鍋爐高效、安全、環保、經濟地運行。
智慧燃燒專(zhuan) 家係統實現以下功能：
燃燒狀態實時監測
燃燒優(you) 化運行指導
燃燒狀態實時優(you) 化
煤氣鍋爐爐膛CT裝置可以安全、可靠、穩定地在線實時測量燃燒區域的溫度和氣體(ti) 組分濃度數據，實時監視爐膛燃燒狀態，提供爐膛橫截麵溫度分布圖像，實時顯示鍋爐溫度場測量、爐況運行參數、爐況熱力分析、運行參數曲線。優(you) 化指導操作人員運行調整，給鍋爐燃燒優(you) 化控製提供數據。
鍋爐CT在線測控係統與(yu) DCS係統網絡相連，實現數據共享，利用成像分析軟件,可在操作員站以直觀可視化的方式，實時顯示爐膛測量截麵溫度場及氣體(ti) 組分濃度場。智能燃燒優(you) 化係統提供數據可參與(yu) 燃燒工況參數調節，還對二次風配風及氧量進行實時優(you) 化，提供二次風風門建議開度。以達到均衡優(you) 化燃燒，有效監測與(yu) 防止鍋爐結焦、局部超溫對水冷壁管的損傷(shang) 、減少爆管事故發生，減少因非計劃停爐而造成的損失等，提高鍋爐燃燒效率。
▲鍋爐CT在線測控係統框圖
▲爐膛截麵溫度成像
▲智慧燃燒專(zhuan) 家優(you) 化係統界麵
定期工作自動執行功能
為(wei) 保證設備健康度，需對一些設備進行定期切換運行，設備的啟停時間、運行天數等常常會(hui) 被忽略，導致切換不及時，需查閱運行日誌、調閱曲線，對運行人員存在工作負擔。
按照設備輪換管理要求，根據設備的運行時間、運行順序，自動實現設備的定期輪換啟動運行。定期切換試驗範圍包括：凝泵切換、循泵切換、真空泵切換、EH油泵切換、火檢冷卻風機切換、密封風機切換、輔機油泵切換、定子冷卻水泵切換）
在係統幫助下，運行人員僅(jin) 需根據規程設定好設備定期切換周期即可，係統會(hui) 按照運行人員設定，自動實現切換運行，並能夠記錄設備啟動時間、連續運行時間等，方便運行人員查看。係統減輕了運行人員工作負擔，保證設備切換過程安全、穩定、準確。
給水泵自動倒泵、定期並泵試運功能
為(wei) 降低運行人員在給水泵切換過程中的操作風險及操作難度，結合運行人員手動倒泵流程經驗以及自身對工藝的理解和優(you) 化控製的策略，在DCS平台實施給水泵自動切換功能，實現一鍵倒泵（包括工-變和變-工），這將有效減少運行人員倒泵時的操作，並保證機組工況穩定運行，減少誤操作帶來的危害。切泵後，給水調節方式控製策略自動切換，即變頻泵運行時，變頻調節汽包水位，工頻泵運行時，主路調節閥調節汽包水位。
備用給水泵如果長時間不用，碳鋼材質的泵體(ti) 、泵蓋等容易查收腐蝕，機械密封也容易失效。為(wei) 確保備用泵處於(yu) 正常狀態，也需要對給水泵定期並泵試運。
廠級集控平台與(yu) 智能調度
◆ 廠級集控平台
部分鋼廠、使用的控製設備及係統較多，且各控製係統相互獨立，運行監控分散，給現場人員崗位流動造成阻礙，人員勞動效率相對較低；控製係統維護人員水平要求較高，控製係統備品備件消耗量、庫存量居高不下，檢修成本控製難度較大。
通過改造、升級、整合使多台煤氣機組中控室高度集中為(wei) 一個(ge) 集控室，實現廠級集中監控；通過軟、硬件改造，實現遠程控製及自動控製。整合工序流程，提高自動化水平、提升勞動效率。針對每台機組的獨立設備、獨立生產(chan) 過程進行數據分析與(yu) 建模，形成機組級的優(you) 化控製。
保證機組安全經濟運行和全廠能源的供應輸出穩定的前提下，改變操作孤島現狀，構架數據一體(ti) 化平台，提升設備自動化程度，完善智慧製造需求的功能，通過對設備管理、安全管理、生產(chan) 管理、培訓管理等的集成和數據挖掘，形成全廠完整的數據鏈條，為(wei) 公司決(jue) 策層提供可靠的數據來源，實現智能控製、智慧生產(chan) 的目標。
◆ 廠級智能調度
不同煤氣發電機組的能耗、效率不同，普遍存在著調節滯後、響應速度不一等問題，且機組之間運行相互獨立，生產(chan) 額度分配依靠手動方式調整，全廠機組運行能效無法達到最優(you) ；
▲廠級能源分配與(yu) 智能調度架構
負荷智能分配與(yu) 管理平台，可以協調實現變化的外部煤氣波動、負荷生產(chan) 需求在不同機組之間的最佳分配。可對煤氣變化、外部負荷的規律性變化或者正常排產(chan) 調度進行預測，提前對發電係統參數進行控製，可減小蒸汽、電量的波動和能源的浪費。對非計劃負荷波動，可以對參數進行預判，采取不同調節措施，以快速響應外部負荷變化。外部負荷（蒸汽、煤氣、電）非正常大幅波動時，也不會(hui) 對機組運行工況造成很大的衝(chong) 擊，智能管控平台能夠及時消除內(nei) 外部擾動所產(chan) 生的負荷波動，確保係統對負荷變化的快速響應，最終實現廠內(nei) 生產(chan) 過程與(yu) 末端需求智能平衡。
02智能順控係統
功能組自啟停（APS）
通過APS控製，取代在機組啟動和停運過程中大量複雜的人工操作，不僅(jin) 大大減輕運行人員的工作強度，盡可能的避免了人工操作發生的誤操作事故，消除了其中的安全隱患，提高了機組啟停的正確性和規範性，APS實現了準確快速的機組的啟停，縮短了機組啟停時耗費的時間，降低了機組啟停過程中的能耗，提高了機組效率，為(wei) 電廠節省能源，創造經濟效益發揮了巨大的作用。
煤氣發電機組啟動過程可設計4個(ge) 斷點：鍋爐/汽機準備、鍋爐點火升溫升壓、汽機衝(chong) 轉、機組並網升負荷；停止過程可設計2個(ge) 斷點：鍋爐/汽機降負荷、機組停機；
▲APS功能組示意圖
▲APS功能組畫麵
03智能運行優(you) 化係統
性能計算與(yu) 耗差分析
性能計算與(yu) 耗差分析是以實時數據為(wei) 依據，通過對電廠設備及係統參數進行實時監測、計算與(yu) 分析，全麵、直觀反映機組運行狀況，明確給出其節能降耗潛力，使運行人員在這些結果的支持與(yu) 指導下進行合理調整，達到提高機組效率、降低能耗的目的。通過對影響機組安全性、經濟性的關(guan) 鍵性指標進行偏差在線計算，對其發展變化趨勢進行提前預測，產(chan) 生預測性報警，以便於(yu) 運行人員提前采取措施，最大限度地避免參數越限情況的發生。
實時性能計算包括設備級、機組級、全廠級的各性能指標計算，而且根據煤價(jia) 、電價(jia) 等經濟性信息計算單個(ge) 機組及全廠相關(guan) 的各個(ge) 成本指標，電廠的決(jue) 策人員可以隨時了解當前機組的性能及發電成本信息。
耗差分析可在線顯示可控參數的當前值和基準值，計算並列出這些可控參數的偏差引起的成本偏差，並根據偏差分布情況診斷出造成偏差的主因，給出可供選擇的操作指導意見，為(wei) 運行人員提供直觀的運行指導。技術方法包括修正曲線法、等效焓降法、單因素分析法等。
智能優(you) 化運行
確保機組運行安全性與(yu) 環保性的同時,需進一步降低發電成本與(yu) 管理成本,故機組的節能降耗與(yu) 優(you) 化運行管理的需求也越來越突出。優(you) 化運行係統以機組運行數據分析為(wei) 基礎，通過對運行參數的計算，確定機組運行狀態和部件性能對機組經濟性的影響，從(cong) 而揭示機組經濟性低的各種因素。通過對設備性能狀態分析和運行參數分析，給出最優(you) 經濟運行指導。
自動尋優(you) 確定：各工況在不同的邊界（如循環水溫、氧量等）有不同的應達值曲線，曲線由係統自動統計機組的最佳運行狀態而形成，如：機組滑壓運行時，一般采用變工況熱力計算或熱力實驗的方法獲得不同負荷下主蒸汽壓力的應達值；在保證鍋爐負荷滿足調度要求的前提下，實現煤氣和送風、以及氧含量優(you) 化運行，以實現煤氣鍋爐的最經濟運行。
▲最佳氧量運行尋優(you)
04智能預警及故障診斷係統
現有的DCS報警係統普遍采用定值報警模式，隻能滿足事後診斷；且定值不隨負荷變化，誤報率較高，不能有效保障機組全負荷段安全運行。智能預警係統旨在全負荷段動態監測重要設備及工藝係統運行狀態，在發生異常還未惡化為(wei) 嚴(yan) 重故障時即可預警，為(wei) 運行人員留有足夠的時間處理異常，避免事故的發生，使得處理風險的模式從(cong) 傳(chuan) 統的被動反應到主動規避、提前規劃和準備、有效避免。
基於(yu) 大數據分析的智能預警及故障診斷中心充分利用現已積累的海量數據和新增的運行數據，通過大數據分析和人工智能技術的應用，實現機組故障早期預警和診斷，提高設備的可利用率，為(wei) 最終實現狀態檢修打下堅實的基礎。
▲智能預警係統架構
智能預警係統涵蓋了煤氣發電廠的主要設備及工藝係統預警功能，可以大幅提高電廠預警的準確性，保證較低的誤報率和漏報率。智能預警係統在設備或者工藝係統發生故障早期，通過數據分析及算法計算提前給出預警信息，幫助運行人員迅速鎖定故障位置，及時采取幹預措施，防止故障發生或縮小影響範圍。對設備劣化、流程參數劣化，預警係統可以做出健康度診斷，以便及時采取運維措施，達到提高機組可靠性、保障設備運行安全、減少機組非停次數、延長設備使用壽命的效果。
應用案例
在節能減排政策的要求和企業(ye) 高效管理需求的驅動下，南京南鋼鋼鐵聯合有限公司對智能工廠的建設有了更高的需求，打造智能化工廠實現生產(chan) 過程智能控製成為(wei) 所有生產(chan) 及管理人員的共識。其動力車間#5機組是一台120MW超高溫亞(ya) 臨(lin) 界煤氣發電機組，機組建設初期就按照智能化需求進行了整體(ti) 規劃，旨在打造具有特色的“傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) +互聯網”競爭(zheng) 新優(you) 勢，進一步實現安全、綠色、高效發展。
G22恒峰智慧與(yu) 南鋼強強聯合，通力合作打造出先進的南鋼大型煤氣發電機組智能控製係統應用平台。
智能控製係統內(nei) 集成智能控製算法，通過控製優(you) 化，提高自動調節係統的品質，使機組的啟停過程、正常運行、升降負荷階段能夠做到自動控製，減少人為(wei) 幹預，降低運行操作量。#5機組日常采用協調控製模式運行，長期可靠自控率達95%以上，在煤氣壓力波動較大（3.5kPa~9.5kPa）等複雜工況下，機組負荷也能精確控製在±2MW，機組運行和管理水平明顯提高。
係統高級應用服務器實時處理生產(chan) 運行中產(chan) 生的大量數據，計算出機組安全、經濟、環保等各項指標，在線評價(jia) 機組運行狀態；進行智能尋優(you) ，計算參數的最優(you) 標杆值，並實時給出當前偏差，指導運行消差或投入自動校正回路，使機組實現自趨優(you) 運行。
智能預警係統指導運行操作人員對事故早期報警做出迅速有效的反應，實現了潛在故障的事前處理，變被動故障事後處理為(wei) 事前主動預防，防患於(yu) 未然，減少非停，提高電廠的經濟效益。
智能控製係統投入前後雙方共同開展了經濟效益的測算與(yu) 分析，同等煤氣條件下，智控係統的投用可實現機組單日發電量平均增加約5萬(wan) KWh（單日累計發電量平均為(wei) 280萬(wan) KWh），發電量提升占比1.79%，單月發電增收可達100萬(wan) 元，智能控製係統整體(ti) 提高了#5機組生產(chan) 運行效率。
同時也提高了係統監控性能，機組整體(ti) 自控投入率達95%以上，目前#5機組每班運行人員僅(jin) 4人（含值長與(yu) 巡檢），實現了煤氣發電過程的智能控製與(yu) 運行，持續助力南鋼煤氣機組實現智能監盤、少人值守。
以DCS為(wei) 基礎的智能控製係統是
智慧型電廠重要組成部分
是承上啟下的中間層。
作為(wei) 工業(ye) 自動化、信息化領軍(jun) 企業(ye)
智慧電廠提出者和先行者，
G22恒峰智慧將致力以以新技術融合創新
積極推動工業(ye) 企業(ye) 智能化轉型升級
不斷為(wei) 工業(ye) 企業(ye) 安全、綠色、高效發展
提供強勁“新動力”！
