演馬電力3#機(jī)組DCS系統(tǒng)升級(jí)改造

焦作演馬電力有限責(zé)任公司 申宏棟 李穎娜 杜海強(qiáng)

演馬電力3#機(jī)組DCS系統(tǒng)升級(jí)改造

焦作演馬電力有限責(zé)任公司 申宏棟 李穎娜 杜海強(qiáng)

演馬電力3#機(jī)組容量為25MW，所用鍋爐為130T循環(huán)流化床鍋爐，DCS系統(tǒng)采用北京和利時(shí)公司SmartProV2.0系統(tǒng)，熱控設(shè)備采用III型儀表。演馬電力3#機(jī)組于2002年10月投入運(yùn)行，DCS系統(tǒng)運(yùn)行已有7年，自2007年開始經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)死機(jī)，主控下裝程序有時(shí)出現(xiàn)故障，機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性得不到保障，滿足不了機(jī)組優(yōu)化控制的要求，為適應(yīng)電力技術(shù)飛速發(fā)展，2009年9月，進(jìn)行了3＃機(jī)組DCS控制系統(tǒng)升級(jí)改造。

一、系統(tǒng)介紹

DCS系統(tǒng)采用MACS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電一體化微機(jī)監(jiān)控?？刂普景瓷a(chǎn)工藝系統(tǒng)劃分，共為3個(gè)I/O站：10＃站為鍋爐系統(tǒng)；11＃站為汽機(jī)系統(tǒng)；12＃站為電氣系統(tǒng)。

二、功能特點(diǎn)

系統(tǒng)軟件平臺(tái)采用WindowsNT4.0操作系統(tǒng)中文版，控制系統(tǒng)為和利時(shí)SmartProV2.0系統(tǒng)。系統(tǒng)各個(gè)工作站采用相同的主控單元FM811，同類型的I/O點(diǎn)采用相同的I/O模件。操作員站、工程師站采用相同的硬件配置及軟件平臺(tái)。各子系統(tǒng)的應(yīng)用功能均用同一種圖形組態(tài)工具實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)SNET采用并行冗余100M總線結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)，控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)（現(xiàn)場(chǎng)總線級(jí)網(wǎng)絡(luò)FBUS）采用標(biāo)準(zhǔn)EN10570的現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP/PA現(xiàn)場(chǎng)總線。采用CLIENT/SERVER（客戶/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，所有的數(shù)據(jù)管理和處理均由系統(tǒng)服務(wù)器完成，使系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，并確保一致性。每個(gè)客戶機(jī)申請(qǐng)的數(shù)據(jù)被打包后快速的、有效的傳遞，大幅度降低通訊負(fù)荷，同時(shí)使系統(tǒng)的各項(xiàng)任務(wù)分配更加合理。

主控單元、系統(tǒng)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)控制站的主控單元上的以太網(wǎng)卡、現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)的24V系統(tǒng)電源、48V現(xiàn)場(chǎng)電源均以熱備份方式冗余配置，在出現(xiàn)故障時(shí)能夠自動(dòng)無擾切換，并保證不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)的I/O模塊、主控單元、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行具有狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自診斷與故障報(bào)警功能。I/O模塊、主控單元上固化了相應(yīng)的軟件。I/O模塊采用光電隔離且均支持帶電熱插拔。模件具有看門狗定時(shí)器電路，可使模塊在異常情況下自動(dòng)復(fù)位。

在現(xiàn)場(chǎng)控制站硬件設(shè)計(jì)中采用大量的先進(jìn)技術(shù)，模塊采用低功耗元器件，降低整體的熱損耗，同時(shí)在機(jī)柜中設(shè)計(jì)了通暢的風(fēng)道。

三、升級(jí)前存在的問題

在升級(jí)改造前，整套系統(tǒng)運(yùn)行已7年，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，控制站故障高，經(jīng)常出現(xiàn)卡件通訊不暢、不能正常工作；6臺(tái)FM811主控單元廠家已停產(chǎn)，沒有配件，經(jīng)常出現(xiàn)小故障；操作員站6臺(tái)主機(jī)已經(jīng)到服務(wù)年限，容易出現(xiàn)死機(jī)、通訊不暢等現(xiàn)象；主要配件也已停產(chǎn)。

四、升級(jí)方案及實(shí)施過程

1.經(jīng)過技術(shù)分析，將DCS系統(tǒng)升級(jí)，采用原廠家系統(tǒng)，保留原有的I/O站，及原有模塊；將6臺(tái)主控單元FM811升級(jí)為新產(chǎn)品FM801；6臺(tái)操作員站DELL奔四工控機(jī)升級(jí)為HP雙核工控機(jī)；操作系統(tǒng)由WindowsNT升級(jí)為WindowsXP；系統(tǒng)軟件由SmartProV2.0系統(tǒng)升級(jí)為SmartPro3.1.3；兩臺(tái)交換機(jī)換為性能更好的3COM交換機(jī)；網(wǎng)線更換為機(jī)壓網(wǎng)線。這種升級(jí)方案投資少，工期短，原操作界面不變，運(yùn)行人員熟悉，并能解決出現(xiàn)的通訊不暢、死機(jī)等現(xiàn)象，保證DCS系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.演馬電力公司中修期間，對(duì)DCS系統(tǒng)升級(jí)，升級(jí)前期對(duì)DCS控制系統(tǒng)工程在廠家進(jìn)行在SmartPro3.1.3平臺(tái)下測(cè)試，測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定正常。改造共分為以下幾步實(shí)施：（1）對(duì)機(jī)壓網(wǎng)線進(jìn)行布線，改造機(jī)柜內(nèi)部電源線路，安裝機(jī)籠。（2）6臺(tái)主控單元布線安裝。（3）6臺(tái)操作員站主機(jī)軟件安裝、參數(shù)設(shè)置。（4）將備份的工程進(jìn)行導(dǎo)入工程師站，做好安全措施，下裝調(diào)試6臺(tái)主控單元下層程序。啟動(dòng)主服務(wù)器，調(diào)試人機(jī)界面程序。（5）進(jìn)行主控單元掉電試驗(yàn)、主從切換試驗(yàn)，主、從服務(wù)器切換、掉電試驗(yàn)。（6）進(jìn)行模擬量輸入、輸出試驗(yàn)，開關(guān)量輸入、輸出試驗(yàn)，連鎖試驗(yàn)。（7）機(jī)組運(yùn)行后48小時(shí)運(yùn)行正常。

五、升級(jí)過程中出現(xiàn)的問題及處理

在升級(jí)過程中出現(xiàn)了汽機(jī)循環(huán)泵聯(lián)鎖程序差錯(cuò)，投入1#泵閥聯(lián)鎖后2#泵出口蝶閥自動(dòng)開，經(jīng)檢查是升級(jí)后原函數(shù)定義發(fā)生變化造成，經(jīng)修改新的函數(shù)后，程序正常。

升級(jí)后，出現(xiàn)了電氣畫面中的勵(lì)磁電流及定子線圈溫度有時(shí)出現(xiàn)無數(shù)據(jù)，顯示##.com；主、從服器人機(jī)界面無數(shù)據(jù)；及多臺(tái)人機(jī)界面無數(shù)據(jù)現(xiàn)象。分析認(rèn)為，可能是系統(tǒng)軟件升級(jí)至SmartPro3.1.3，但人機(jī)界面模版是2.0版本，未升級(jí)至3.0模版造成的。經(jīng)過升級(jí)后運(yùn)行正常，未再出現(xiàn)無數(shù)據(jù)現(xiàn)象。

六、效果

1.升級(jí)設(shè)備性能穩(wěn)定可靠、故障率低，與原有設(shè)備完全兼容。

2.操作員界面優(yōu)越性顯著，功能得到拓展。

3.通訊速率大為提高，通訊模件采用了冗余配置。

4.工程師工作站工作環(huán)境簡化，功能齊全，系統(tǒng)維護(hù)方便。

5.擴(kuò)展了DCS系統(tǒng)的控制范圍，提高了機(jī)組的集控水平，降低了維護(hù)費(fèi)用。

6.解決了原系統(tǒng)死機(jī)、卡件通訊不暢的問題，消除了系統(tǒng)老化帶來的不安全因素，提高了系統(tǒng)的可靠性。

7.提高了事故快速響應(yīng)能力及事故分析、排查信息，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。