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工程背景：
中國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤為主，煤炭所占的比重近70%，煤炭、石油和天然氣等為不可再生能源。莊稼秸稈是每年形成的光合產(chǎn)物，含有與煤、天然氣、石油一樣的可以燃燒的碳，是以生物能形式儲(chǔ)存的太陽(yáng)能，是一種可再生能源。只要陽(yáng)光照耀大地，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在生產(chǎn)�？上б郧斑@些能源被白白地?zé)袅�，還嚴(yán)重污染了環(huán)境。去年6月15日這天，衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的全國(guó)秸稈焚燒點(diǎn)多達(dá)3000多個(gè)。秸稈焚燒影響高速公路、航空、污染空氣、引發(fā)火災(zāi)。
何不將秸稈集中起來(lái)燃燒，以此獲得能源并有效控制污染呢？于是中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司2004年投資成立了國(guó)能生物發(fā)電有限公司，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)以秸稈、林業(yè)廢棄物等為原料的生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目。該公司投資興建的國(guó)能單縣生物發(fā)電廠是我國(guó)第一個(gè)生物發(fā)電示范項(xiàng)目，該電廠的成功投運(yùn)將會(huì)大大帶動(dòng)全國(guó)生物發(fā)電事業(yè)的發(fā)展。國(guó)能公司計(jì)劃在“十一五”期間，將生物發(fā)電規(guī)模擴(kuò)大到300萬(wàn)千瓦，意味著全國(guó)將有100多家生物發(fā)電廠面世。這對(duì)減少秸稈焚燒對(duì)環(huán)境造成的危害、減少溫室氣體和有害氣體排放、帶動(dòng)新農(nóng)村建設(shè)，無(wú)疑將起到重要的促進(jìn)作用。
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
國(guó)能單縣生物質(zhì)電廠所消耗的秸稈以棉花秸為主，伴以樹(shù)皮、玉米秸、小麥秸等。投運(yùn)后年消耗農(nóng)林廢棄物15～20萬(wàn)噸；每年可發(fā)出1.6億度寶貴的綠色電，在綠色發(fā)電的同時(shí)，每年還可以減排二氧化碳10萬(wàn)噸，每年可為農(nóng)民創(chuàng)收4000多萬(wàn)元，創(chuàng)造1000多個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。
國(guó)能單縣生物質(zhì)電廠于2004年11月奠基，2005年10月份主體工程開(kāi)工建設(shè)，2006年11月18日實(shí)現(xiàn)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。2006年12月1日正式投產(chǎn)運(yùn)行。
主機(jī)部分包括1臺(tái)30MW單級(jí)抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組和一臺(tái)130t/h生物質(zhì)專用爐排高溫高壓鍋爐，輔助部分包括化水處理、燃料（秸稈）輸送、燃油輸送、電氣以及暖通等。貝加萊提供APROL過(guò)程控制系統(tǒng)，為此設(shè)計(jì)了一個(gè)主控和輔控一體化方案，以利于負(fù)荷調(diào)節(jié)和子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換。整個(gè)系統(tǒng)共7個(gè)操作站,1個(gè)工程師站,5對(duì)DPU, I/O 規(guī)模 > 3000。
控制系統(tǒng)配置：
* 7臺(tái)控制計(jì)算機(jī)
2臺(tái)RUNTIME服務(wù)器（同時(shí)兼操作員站，用于查看鍋爐和汽機(jī)）放置在中央控制室，1臺(tái)ENGINING服務(wù)器放置在隔壁的電子間，這三臺(tái)服務(wù)器為HP370高性能服務(wù)器，配置雙SCSI硬盤(pán)，支持RADI1數(shù)據(jù)冗余和帶電熱插拔，高效存儲(chǔ)所有的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。中央控制室另放置了4臺(tái)操作站（燃油泵房，燃料輸送，電氣和暖通），這4臺(tái)操作員站采用HP7600計(jì)算機(jī)，遠(yuǎn)方的化學(xué)水車間放置了1臺(tái)操作員站，也是采用HP7600計(jì)算機(jī)，7臺(tái)控制計(jì)算機(jī)獨(dú)立完成監(jiān)控電廠各個(gè)部分的任務(wù)。
* 5對(duì)冗余現(xiàn)場(chǎng)控制器（也稱DPU：Digital Processing Unit）
其中鍋爐配一對(duì)冗余DPU，下面掛接4個(gè)I/O站，F(xiàn)SSS部分配一對(duì)冗余DPU，掛接4個(gè)I/O站，汽機(jī)部分配一隊(duì)冗余DPU，掛接7個(gè)I/O站，電氣+燃油+暖通配一對(duì)冗余DPU，掛接8個(gè)I/O站，化水配一對(duì)冗余DPU，掛接4個(gè)I/O站。所有的DPU為CP382，配置3塊3IF781.9擴(kuò)展成4個(gè)以太網(wǎng)口，采集所有的過(guò)程信息。智能I/O站CPU為CP360，配置1塊3IF781.9擴(kuò)展成2個(gè)以太網(wǎng)口，以1ms高速掃描速度處理SOE變量。
DPU的配置為BP155+PS465+CP382(3*IF781)+BM150
I/O站的配置為BP152+PS465+CP360(IF781)+n*DI/AI/DO/AO模塊.
* 總線系統(tǒng)
操作總線（操作員站和RUNTIME服務(wù)器以及工程服務(wù)器之間）用雙100M以太網(wǎng)；過(guò)程總線（DPU和RUNTIME服務(wù)器以及工程服務(wù)器之間）也用雙100M以太網(wǎng)；I/O總線（DPU和I/O站之間）也是采用雙100M以太網(wǎng)；DPU冗余對(duì)之間的同步總線和I/O總線共用,控制總線，過(guò)程總線，I/O總線都設(shè)計(jì)成冗余系列總線。
* 第三方子系統(tǒng)
GE 新華的DEH通過(guò)硬接線接入到APROL系統(tǒng)，加藥系統(tǒng)采用S7-300CPU，通過(guò)驅(qū)動(dòng)接入到RUNTIME服務(wù)器。
系統(tǒng)I/O分布（見(jiàn)下表）
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信號(hào)類型 |
鍋爐側(cè)+FSSS |
汽機(jī)側(cè) |
燃油泵房遠(yuǎn)程I/O |
燃料綜合樓遠(yuǎn)程I/O |
電氣 |
化水程控 |
合計(jì) |
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+暖通 |
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AI |
4~20mA |
136 |
116 |
8 |
21 |
51+13 |
99 |
444 |
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熱電阻 |
40 |
92 |
7 |
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4+7 |
3 |
153 |
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熱電偶 |
43 |
23 |
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66 |
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數(shù)字量 |
518 |
303 |
12 |
148 |
253+49 |
327 |
1660 |
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DI |
SOE |
32 |
26 |
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45 |
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103 |
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AO |
4~20mA |
43 |
21 |
1 |
5 |
2 |
2 |
74 |
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DO |
數(shù)字量 |
226 |
127 |
4 |
42 |
71+42 |
167 |
729 |
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合計(jì)(規(guī)范要求) |
1038 |
708 |
32 |
216 |
540 |
598 |
3132 |
貝加萊過(guò)程控制系統(tǒng)APROL解決方案充分滿足項(xiàng)目的需求，具有以下特點(diǎn)：
*操作記錄（何人，何地，何時(shí)，何事）
*審計(jì)追蹤，準(zhǔn)確地保存4W信息，供事后分析使用
*APROL 完全符合 “FDA 21CFR Part 11 和 GAMP4” 標(biāo)準(zhǔn)
*冗余功能（服務(wù)器冗余,DPU冗余,過(guò)程總線冗余，I/O總線冗余）
*SOE任務(wù)具有“0.8ms”高速掃描周期
*提供GPS對(duì)時(shí)，保持時(shí)間同步，該GPS提供RS485和RS232通訊
*與DEH互聯(lián)的兩種連接方式：硬接線和MODBUS RTU
APROL解決方案給客戶帶來(lái)的價(jià)值體驗(yàn)：
*基于穩(wěn)定的Linux操作系統(tǒng)
*APROL提供數(shù)據(jù)服務(wù)器冗余, DPU冗余,過(guò)程總線冗余
*超強(qiáng)的通信功能：從現(xiàn)場(chǎng)層到操作層有多種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)可選擇:CAN、PROFIBUS、POWERLINK, ETHERNET，
*多種集"操作"與"控制"為一體的終端可選：Power Panel, APC620，Automation Panel，Mobile Panel
*支持C 、 Python高級(jí)語(yǔ)言，有助于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法 *I/O模塊可帶電熱插拔、模塊狀態(tài)檢測(cè)，以利于系統(tǒng)維護(hù)
*在項(xiàng)目的執(zhí)行過(guò)程中，貝加萊專家提供專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)支持，項(xiàng)目投入運(yùn)行后，項(xiàng)目工程師實(shí)時(shí)跟蹤。
項(xiàng)目意義：
單縣生物電廠的運(yùn)作得到良好的社會(huì)反響，作為中國(guó)第一個(gè)生物發(fā)電項(xiàng)目的成功實(shí)施，中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播對(duì)該項(xiàng)目作了系列報(bào)導(dǎo)。
隨著生物發(fā)電在中國(guó)的普及，貝加萊會(huì)積極投身于節(jié)能環(huán)保的事業(yè)中，為保護(hù)中國(guó)的環(huán)境做出一份貢獻(xiàn)。
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