Symphony系統(tǒng)在江油電廠2×330MW機組SCS中的應用

巴蜀江油電廠是四川電網主力發(fā)電廠，是川西北地區(qū)重要電源支撐點。其2×330MW機組是上世紀80年代末引進法國ALSTOM公司全套發(fā)電設備建成的，至今已運行20余年。該機組原主輔機程序控制系統(tǒng)采用CONTROBLOC T20系統(tǒng)，此系統(tǒng)是采用80年代初微機分散控制方式，由法國ALSTOM公司提供的設備。該系統(tǒng)主要負責整臺機組主輔機的啟停、保護和聯(lián)鎖。當機組正常運行或機爐、輔機啟停時，根據(jù)人為指令和自動程序控制、群控、子群控、單獨操作完成設備的綜合控制，確保主輔機及有關設備滿足現(xiàn)場運行要求。按單元機組控制回路劃分，公用控制系統(tǒng)回路控制2臺機組的公用設備。每臺機組T20系統(tǒng)由26個控制器組成，主要回路都設置AA、AI雙控制器，確保系統(tǒng)安全、可靠。進入二十一世紀后隨著大量計算機微處理器的應用，T20系統(tǒng)存在問題也開始暴露出來了，比如T20系統(tǒng)雖然采用AA和AI雙總線控制器，具有一定的冗余功能，但由于AA和AI控制器功能上的區(qū)別，導致了二者控制組態(tài)有不同之處，因此還不能完全稱為互為備用，正常情況下，兩個控制器同步工作。AA和AI總線采用兩個獨立的電源供電，不具有冗余功能，其中任意一個電源損壞將導致相應的控制器失電等，特別是原有系統(tǒng)已工作長達十余年之久，很多卡件已趨于停產，維護難度很大。因此，諸如這些原因，對控制系統(tǒng)的升級，改造迫在眉睫。經過對國外幾種電廠控制系統(tǒng)的調研、論證，最終江油電廠2X330MW機組選擇ABB貝利公司的Symphony系統(tǒng)作為新的控制系統(tǒng)。

Symphony系統(tǒng)是ABB貝利公司推出的融過程控制和企業(yè)管理為一體的新一代分布式過程控制系統(tǒng)。它在充分繼承N-90、Infi-90、Infi-90Open等系統(tǒng)優(yōu)點的前提下，經過進一步融匯新技術而形成的分散型控制系統(tǒng)Symphony。它無論在系統(tǒng)結構、可操作性、可開發(fā)性及采用的技術等方面都有著十分突出的特點。

在系統(tǒng)結構方面，Symphony系統(tǒng)中采用了兩層通訊網絡：ONET及CNET，以滿足過程及管理數(shù)據(jù)傳遞的需要。分散、獨立的現(xiàn)場控制結構HCU使工程師可以進行靈活的組態(tài)和簡單的配置來實現(xiàn)過程控制的安全性和完整性。經濟有效的模件化電源系統(tǒng)MPSIII采用塊狀電源和N+X冗余方式，可帶電拔插、更換，給維修帶來方便，并且不影響過程運行。具有功能齊全的人機接口，為過程控制及監(jiān)視和管理服務。豐富、實用的過程控制應用軟件。圖形化的功能碼使組態(tài)變得簡單明了。Symphony系統(tǒng)是以個人計算機為基礎，通過它可以進行系統(tǒng)所有軟件組態(tài)和現(xiàn)場程序調試及參數(shù)整定。安全、實用的在線組態(tài)和實時監(jiān)控功能，為現(xiàn)場調試和故障分析帶來諸多方便。

改造后，Symphony控制系統(tǒng)要求包含原T20系統(tǒng)的所有功能并能對原控制功能進行完善、優(yōu)化；邏輯控制系統(tǒng)T20報警控制器被取消，其功能由Symphony系統(tǒng)實現(xiàn)。改造后取消了控制臺、盤上的操作按鈕，其功能由PGP人機接口軟件可靠的軟手操方式實現(xiàn)。原控制系統(tǒng)的測量元件、執(zhí)行機構、電纜原則上保留，根據(jù)Symphony系統(tǒng)改造作相應的調整。在控制臺上設置必要的手動操作按鈕。包括鍋爐打閘、汽機打閘、真空破壞等按鈕。通過PGP軟件設置第三方接口，一次風粉在線監(jiān)測、鍋爐爐管檢漏、汽機軸系振動專家分析系統(tǒng)、蒸汽吹灰系統(tǒng)等能直接在操作員站上監(jiān)視。

在Symphony系統(tǒng)中SCS順序控制系統(tǒng)要能實現(xiàn)對所有主、輔機的啟、停、聯(lián)鎖、保護及順序控制功能和實現(xiàn)群控級、子群控級、執(zhí)行級分級控制。各群控級、子群控級、執(zhí)行級啟、停能獨立進行。群控級、子群控級、執(zhí)行級相關設備，它們的狀態(tài)、啟停許可條件、操作順序和運行方式均應在顯示裝置上顯示?？刂祈樞蛑械拿恳徊骄鶓ㄟ^從設備來的反饋信號得以確認，每一步都應監(jiān)視預定的執(zhí)行時間。在自動順序執(zhí)行期間，出現(xiàn)任何故障或運行人員中斷指令，應使正在運行的程序中斷并回到安全狀態(tài)，同時使程序中斷的故障或運行人員的指令顯示出來，并可由打印系統(tǒng)打印出來。當故障排除后，順序控制在確認無誤后再進行啟動。同時運行人員應可在顯示裝置/鍵盤上操作每一個被控對象。設備的聯(lián)鎖、保護指令應具備最高優(yōu)先級以卻別常規(guī)操作。被控設備的“啟動”、“停止”或“開”、“關”指令應相互閉鎖，且應使被控設備向安全方向動作。保護和閉鎖功能應是經常有效，應設計成無法由運行人員切除。順序控制系統(tǒng)應通過聯(lián)鎖、聯(lián)跳和保護跳閘功能來保證被控對象的安全。機組的聯(lián)鎖及保護跳閘功能包括緊急跳閘均應采用硬接線連接。同時還應該采用用于保護的接點（過程驅動的開關或其它開關接點）應是“常開”的，以免信號源失電或回路斷電時，發(fā)生誤動作；用于“斷電跳閘”、主機保護及重要保護的接點應是“常閉”的回路接法。

Symphony系統(tǒng)與原T20系統(tǒng)相比優(yōu)勢明顯，其中Symphony系統(tǒng)真正實現(xiàn)了控制功能的冗余。CNET、通訊模件、處理器、塊狀電源都采用了冗余化的措施，主模件和冗余模件可以自動切換，互為備用。具有更為開放式的通訊結構使得系統(tǒng)擴充更為方便。CNET內的各個節(jié)點間的相互通訊依靠硬件本身實現(xiàn)，但CNET上的具體信號通過組態(tài)實現(xiàn)，減少了柜間接線。圖形化的組態(tài)界面，使組態(tài)過程簡單、程序易于讀懂使組態(tài)時發(fā)生錯誤的概率大大降低。自帶的COMPOSER軟件提供在線組態(tài)和實時監(jiān)控功能，極大的方便了組態(tài)調試和故障分析。人機接口軟件PGP提供了豐富、明了的操作和參數(shù)畫面，使得控制室內的大量按鈕和顯示儀表得以取消，簡化、方便了操作程序。PGP的第三方接口技術的使用，把一些單獨的系統(tǒng)也納入了Symphony系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制，方便了運行人員的操作和監(jiān)控。Symphony系統(tǒng)控制卡件采用模件化結構且電路高度集成，發(fā)熱量小，運行可靠。在熱控人員強制信號時需要通過組態(tài)實現(xiàn)，不能任意強制任何一個信號，且強制信號狀態(tài)可以監(jiān)視。降低了認為誤操作的可能性。Symphony系統(tǒng)采用GPS時鐘作為系統(tǒng)時鐘，保證了DCS系統(tǒng)時鐘同步。

當然Symphony系統(tǒng)自身也存在著一些不足。子總線工作性能欠穩(wěn)定，在處理某一子模件故障時，易引起相鄰子模件故障。系統(tǒng)的報警變量與原系統(tǒng)相比較有所增多，造成報警頻繁，在機組投入正常運行后由熱控人員進行了逐個核對，增加了必須的報警，減少了一些不必要的報警信號。系統(tǒng)跳閘首出指示偶爾出現(xiàn)不能自動復位，需人為對其進行復位。

自機組自動控制系統(tǒng)進行DCS改造后開機以來，運行情況穩(wěn)定，DCS控制系統(tǒng)穩(wěn)定，沒有發(fā)生過因為DCS系統(tǒng)故障和組態(tài)錯誤引起機組跳閘。保護、聯(lián)鎖投入率達到100%.群控和子群控投入正常。SCS各個HCU采用相同的硬件平臺連接在同一條信息高速公路上，方便地實現(xiàn)了各子系統(tǒng)之間的信息共享，省去了大量的系統(tǒng)內部電纜，不僅節(jié)約成本，同時也方便維護。由于取消了原來的操作按鈕，采用人機接口站將工藝流程和狀態(tài)參數(shù)全部在CRT上顯示，所有操作均在PGP上用軟手操完成，方便了運行人員對機組的集中監(jiān)控。

DCS系統(tǒng)的成功改造，不但為機組的安全穩(wěn)定運行提供了保障，同時也使江油電2×330MW機組自動化控制水平向前提高了一步。