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随着火力发电机组自动化水平的不断提高,分散控制系统(DCS)作为现代火力发电厂运行生产的控制中心,其功能范围不断扩大,对运行人员的要求越来越高,要求其具有更高的技能、熟练的技巧和更广阔的知识。因此,对火电机组仿真系统的性能和功能也提出了更高的要求。
安徽平圩电厂2X600MW机组的DCS仿真系统,是由东南大学动力系采用虚拟DCS技术,对FoxboroI/A Series虚拟DCS系统进行了全范围、全过程、高逼真度的虚拟。电站虚拟仿真系统的研究对象包括600MW压临界燃煤发电机组、Foxboro I/A分散控制系统(DCS)和GE XDPS数字电液控制系统(DEH)。对应被研究对象,建立的虚拟仿真系统体系结构包括600MW机组数学模型系统、虚拟DCS和虚拟DEH的控制器程序和虚拟人机界面。
Foxboro I/A Series虚拟DCS系统由三部分组成:虚拟人机界面(HMI)、虚拟处理器单元(VCP)、SAMA图(控制组态图)。SAMA图即工程师站的人机界面部分作为工程调试人员开发人员直接面对的对象平台,采用AutoCAD对它进行定制,使它更加适合在电力系统的应用。
本文结合此项目,详细阐述了基于AutoCAD的虚拟DCS系统的工程师站人机界面实时监控系统的开发过程,开发的包括COM组件和CAD软件在内的多项高级仿真功能。主要内容有COM组件的开发和完善;CAD软件的开发。本文通过相关理论和工程实验探讨了实现这些高级仿真功能的技术可行性,并给出了具体的设计方案和技术实现路径。通过以上工作,扩大了虚拟DCS控制系统的应用范围,提升其应用层次和仿真品质。
本文采用面向对象的AutoCAD二次开发技术,在Windows2000平台下,采用VC++,ObjectARX2002,AutoCAD2000等软件技术,利用模块化思想架构系统框架,采用COM(通用程序接口)设计接口程序,制作了常用的图元菜单和工具栏。利用AutoCAD的图元、文本对象,研究并开发了Foxboro I/A实时SAMA图中的RTValue、、RTState、RTGraph、RTCurve、RTAlarm五种定制菜单。
在对图形对象的属性和AutoCRD的事件研究的基础上,利用AutoCAD的事件和图元的句柄属性,通过图形化界面和消息传递实现了图形和计算数据的交互统一,为实现图示化电力应用软件奠定了基础。通过AutoCAD事件和快捷菜单实现对电力系统的分析计算在网络接线图上的可视化操作。
利用ObjectARX2002开发服务器端通信程序。采用多线程技术,开辟了四个线程(其中一个主线程),其中主线程,负责控制子线程的启动以及控制线程结束后的处理等工作。主程序内的各部分内容都采用了组件形式或者静态库形式单独开发,各个组件完成各自的功能,控制组件的划分主要安装现场的CP来进行组件划分。