1 引言
随着产业信息技术的飞速发展，以提高综合经济效益为目标的综合生产及管理的自动化成为必然趋势。日本横河电机公司在产品的设计制造、研究开发上提出了面向21世纪的ETS(Enterprise Technology Solution)概念，从企业的生产运行和综合效益为出发点，充分满足工厂的各种需求，以最先进的技术及最可靠的产品，为用户提供从设计开发到现场服务的完善的优化的适用的综合决策方案。CS(Concentrate Solution)就是来自于综合和解决方案两个含义。CS3000是一个功能齐全的系统，它综合了各种控制、各种管理、各种自动化以及实时控制数据和其它信息数据。由于该系统具有极高的抗干扰和耐环境等特点，因此非常适用于电力、石化及化工行业的运行环境。本文根据某集团公司热电厂5号锅炉的工程实践, 较详细地介绍CS3000系统的组成和应用软件组态的一些做法及体会。
2 CS3000集散型控制系统的配置和锅炉工艺要求
2.1 配置设计
该热电厂5号锅炉控制系统配置了1台工程师站，3台操作员站(HIS)，1台冗余的现场控制站(FCS)，2台UPS。3台操作员站(HIS)互为冗余对等配置，由于工程师站也可以作为操作员站使用，故相当于有4台操作员站，均能独立监视整个生产过程。每台HIS都有自己的硬盘，可以存储大量的数据，当系统中某台HIS发生故障时，其他的任一台HIS均可代替故障HIS完成操作监视任务。冗余的现场控制站(FCS)主要技术指标为:
(1) CPU:R3000(25MHz);存储器:16M, 具误码校正功能; 数据保存:72小时(失电后)。FCS具有闭环控制、电机联锁控制、数据采集、数据处理存储、报警等功能，可完成对生产流程的逻辑联锁，顺序控制，分组启动/停止，同时通过高速通道(V-NET，10Mbps)与中央控制室进行数据传输，接受来自操作人员的各种控制命令，完成检测控制要求。系统的高速通道V-NET为冗余配置，能交替运行并不断进行自检，时刻保证系统的信息传输不间断，并能在故障产生1s之内，将故障信息传送至所有操作员站;修改后的软件也通过控制网络在线送至各操作员站显示。此外,系统还配置了2台UPS，组成双机热备形式。
(2) 工控对象:35t/h循环流化床锅炉及给水除氧系统;
(3) 操作员站配置: DELL PC PⅣ/2.4G，256M，80G，22"CRT;
(4) 工控软件:日本横河电机公司LHSKM软件包;
(5) 软件环境:Windows 2000;
(6) I/O点数:AI=109, AO=26, DI=115, DO=76, TC=56, RTD=18;
(7) 控制回路:炉膛压力控制，给水控制，给煤控制，风量控制，风压控制，床温控制，主蒸汽温度控制，除氧器水位和压力控制;
(8) 画面名称:总貌画面，分组画面，流程图画面，棒图画面，PID调整画面，趋势画面，报警画面，操作指导窗口画面，系统维护画面，报表画面。
2.2 工艺要求
完成各检测和控制参数的I/O组态，实现各控制回路的组态，能够在线监控各运行参数，能够在运行中修改PID参数，可查询重要参数的历史趋势，打印报表。
3 控制系统描述
CS3000控制系统包括数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、热控系统少量与机组安全有关的常规显示仪表、报警光字牌和后备操作设备(如:紧急停炉、紧急停机，汽包紧急放水等操作按钮)。
3.1 数据采集系统(DAS)
DAS能连续采集和处理所有与机组有关的测点信号及设备状态信号，及时向操作人员提供有关的运行信息，实现机组安全经济运行。一旦机组发生任何异常工况，可及时报警，提高机组的可利用率。DAS具有下列功能:
(1) 显示:包括操作显示、成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警、模拟图显示等;
(2) 制表记录:包括定期记录、事故追忆记录、跳闸一览记录、操作一览记录等;
(3) 历史数据存储和检索(HSR);
(4) 事件顺序记录(SOE)。
3.2 模拟量控制系统(MCS)
MCS控制系统将锅炉一汽机一发电机组作为一个单元整体进行控制，使锅炉和汽机同时响应控制要求，确保机组快速和稳定地满足机组安全启、停及定压、滑压运行的要求。
(1) MCS功能设计
●频率协调:汽机转速控制用于维持系统频率的稳定。机组负荷指令能自动跟踪实际测得的发电机负荷，以避免产生扰动。
●限制:机组最大负荷指令与锅炉最大出力和汽机负荷能力相适应。提供燃料——风的导前／滞后和交叉限制控制功能。当被控容量或允许出力达到最大、最小限值时能发出闭锁增、闭锁减的控制信号。
●快速减负荷(RUN BACK):提供一次风机、二次风机、引风机、给水泵发生出力故障工况时的RUN BACK功能。每种RUNBACK有单独的最大允许负荷或减负荷速率，以适应各种设备的动态特性。运行人员能通过CRT得到RUN BACK工况时的信息，所有的RUN BACK可自动完成。
(2) 控制特征
锅炉主控将机组负荷指令以并行协调的方式转化为对锅炉燃料和风量的控制，并具有以下特点:
●为加快燃料量对负荷变化的响应，信号回路有速率可调的“加速”功能。
●系统按加负荷时，先加风、后增加燃料量;减负荷时，先减少燃料、后减少风量的原则设计。锅炉指令按可供的风量来限制燃料量出力，以保证燃料量不高于风量。
●锅炉指令按送入锅炉的总燃料量(包括所有辅助燃料)来限制风量，以保证风量不低于燃料量对风量的需求。
●根据燃料的不同发热量进行修正。
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