國華呼倫貝爾電廠主輔控DCS系統(tǒng)一體化方案的研究

楊有民

摘 ? 要：本文主要介紹了國華呼貝電廠主輔控DCS系統(tǒng)一體化方案的比較、選型及實(shí)施。文章結(jié)合工程實(shí)際情況，在原有DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、軟件現(xiàn)況的基礎(chǔ)上，選擇實(shí)用性、可靠性更強(qiáng)的方案進(jìn)行實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)主輔控一體化集中控制。近年來，隨著電力體制改革的深入，對火電廠提出了更高的經(jīng)濟(jì)性能要求。主輔控DCS系統(tǒng)正在朝著一體化方向發(fā)展，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動化技術(shù)為一體，成為工業(yè)自動化發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：客戶/服務(wù)器模式 ?雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ?域 ?DCS系統(tǒng)一體化

中圖分類號：TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0086-02

1 ?項(xiàng)目總體情況

內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司2×600MW超臨界空冷凝器式燃煤發(fā)電機(jī)組。鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司產(chǎn)品。鍋爐為超臨界參數(shù)變壓直流爐、一次再熱、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。同步配套煙氣脫硫系統(tǒng)，按一爐一塔配置，不設(shè)GGH，脫硫公用系統(tǒng)為兩臺爐共用。汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)均采用上海汽輪機(jī)有限公司產(chǎn)品，采用超臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。

2 ?主控DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)包括主機(jī)組控制系統(tǒng)（DCS）和煙氣脫硫控制系統(tǒng)（FGD-DCS），均采用杭州和利時(shí)自動化有限公司的HOLLiAS-MACS系列分布式控制系統(tǒng)。軟件版本MACS V6.1.5，硬件采用S/M系列。單元機(jī)組DCS控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建立在客戶/服務(wù)器模式，控制管理網(wǎng)絡(luò)采用兩層結(jié)構(gòu)，星型連接，控制網(wǎng)絡(luò)雙冗余配置。上層采用“域”連接技術(shù)。每個(gè)域由獨(dú)立的服務(wù)器、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)現(xiàn)場控制站組成，完成相對獨(dú)立的采集和控制功能。#1域、#2域之間上層網(wǎng)絡(luò)通過#0域互聯(lián)，方便操作公用系統(tǒng)，各域共享管理和操作數(shù)據(jù)。

在本DCS工程中：0號域―公用系統(tǒng);1號域―#1機(jī)組鍋爐、汽機(jī)、電氣控制站;2號域―#2機(jī)組鍋爐、汽機(jī)、電氣控制站。單元機(jī)組共設(shè)36個(gè)現(xiàn)場控制站，以1號域?yàn)槔渲校哄仩t控制柜：#10到#24、#55站;汽機(jī)控制柜：#25到#31站;空冷從#32到#37站;#42、#43為DEH控制站;電氣控制柜：#38到#41站。公用系統(tǒng)為0號域：#44到#49、#50、#51站。以下為國華呼倫貝爾發(fā)電公司主控DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖：

3 ?輔控DCS系統(tǒng)

煙氣脫硫控制系統(tǒng)（FGD-DCS）分為三個(gè)域，域號與主機(jī)重名，但其相對獨(dú)立于主機(jī)DCS控制系統(tǒng)，不能與主控系統(tǒng)同時(shí)互相操作，控制室布置在除灰綜合樓。

在FGD-DCS工程中：0號域―脫硫公用系統(tǒng)，1號域―#1機(jī)組脫硫控制系統(tǒng)，2號域―#2機(jī)組脫硫控制系統(tǒng)。脫硫單元機(jī)組共設(shè)3個(gè)控制站，以1號域?yàn)槔渲校好摿蚩刂乒瘢?10到#12站。脫硫公用系統(tǒng)為0號域：#16到#20站。

4 ?主輔控DCS系統(tǒng)一體化方案的研究

國華呼貝電廠脫硫FGD-DCS系統(tǒng)目前是一套獨(dú)立于主機(jī)DCS系統(tǒng)，針對已經(jīng)投產(chǎn)的國華呼貝電廠，現(xiàn)對以下三個(gè)方案進(jìn)行研究。

4.1 方案一

將脫硫DCS控制系統(tǒng)完全合并到主機(jī)DCS系統(tǒng)中，脫硫DCS系統(tǒng)不再作為單獨(dú)的DCS控制系統(tǒng)。將脫硫上層、下層控制全部移到主控進(jìn)行控制，控制柜保留在原控制室，作為遠(yuǎn)程站使用，取消脫硫服務(wù)器柜、工程師站，實(shí)現(xiàn)完全融入主機(jī)DCS系統(tǒng)。將#0脫硫系統(tǒng)的控制站#16站—#20站合并到主機(jī)公用系統(tǒng)中;#1脫硫系統(tǒng)控制站#10站—#12站合并到#1機(jī)組DCS系統(tǒng);#2脫硫系統(tǒng)控制站#13—#15站合并到#2機(jī)組DCS系統(tǒng)。原脫硫數(shù)據(jù)庫測點(diǎn)合并到主機(jī)數(shù)據(jù)庫中，更改脫硫與主機(jī)的重名點(diǎn)，歸納脫硫點(diǎn)的組數(shù)不超過主機(jī)上線，降低數(shù)據(jù)庫點(diǎn)數(shù)。按照原脫硫系統(tǒng)硬件布置進(jìn)行設(shè)備組態(tài)，邏輯組態(tài)，畫面組態(tài)。

4.2 方案二

脫硫DCS系統(tǒng)下層網(wǎng)絡(luò)仍獨(dú)立于主機(jī)DCS系統(tǒng)，上層網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)DCS系統(tǒng)上層網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，融入主機(jī)DCS系統(tǒng)?？刂乒瘛⒎?wù)器柜、依舊保留在原控制室，作為遠(yuǎn)程站使用，上層顯示融入主機(jī)DCS系統(tǒng)。將1號脫硫DCS系統(tǒng)與1號主機(jī)DCS系統(tǒng)130、131網(wǎng)絡(luò)連接，2號脫硫DCS系統(tǒng)與2號主機(jī)DCS系統(tǒng)130、131網(wǎng)絡(luò)連接，公用脫硫DCS系統(tǒng)與公用主機(jī)DCS系統(tǒng)130、131網(wǎng)絡(luò)連接。1號、2號、公用脫硫操作畫面并入1號、2號、公用主機(jī)操作員站畫面中。在滿足現(xiàn)場實(shí)際情況的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)主輔控DCS系統(tǒng)一體化功能。

4.3 方案三

脫硫DCS系統(tǒng)作為獨(dú)立于主機(jī)的DCS系統(tǒng)，脫硫DCS系統(tǒng)服務(wù)器、工程師站保留在脫硫電子設(shè)備間內(nèi)不變。取消脫硫集控室內(nèi)脫硫操作員站，將其用光纖遠(yuǎn)傳至主機(jī)集控室。較前兩個(gè)方案，方案3較易實(shí)現(xiàn)，費(fèi)用不高，經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。但脫硫DCS系統(tǒng)仍獨(dú)立于主機(jī)DCS系統(tǒng)。

5 ?國華呼貝電廠主輔控DCS系統(tǒng)一體化的實(shí)施

鑒于方案一中實(shí)施的難點(diǎn)，服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫組數(shù)的限制，模擬量緩存的限制，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和服務(wù)器負(fù)荷的驟升，歷史服務(wù)器緩存的限制。最終根據(jù)國華呼貝電廠的實(shí)際情況，選取方案二進(jìn)行實(shí)施施工。

5.1 網(wǎng)路結(jié)構(gòu)方面

從脫硫電子設(shè)備間拉6路光纖到主機(jī)電子設(shè)備間。并取消原脫硫1號機(jī)組與公用系統(tǒng)130、131網(wǎng)級聯(lián)，脫硫2號機(jī)組與公用系統(tǒng)130、131網(wǎng)級聯(lián)。防止構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，造成數(shù)據(jù)擁堵、網(wǎng)絡(luò)癱瘓。敷設(shè)脫硫電子設(shè)備間至主機(jī)電子設(shè)備間的光纖清單如下：

主機(jī)盤前新加三臺操作員站，從1號機(jī)增加至1號盤前二臺，2號機(jī)增加至2號盤前一臺，其余操作員站原位置不動。

5.2 軟件實(shí)施方面

原脫硫域號為0號域、1號域、2號域與主機(jī)重名，一一更改域號，脫硫DCS系統(tǒng)更改域名：#0域改域號為#4域，#1域改域號為#5域，#2域改域號為#6域。1號脫硫系統(tǒng)、2號脫硫系統(tǒng)、公用脫硫系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)庫、域間變量域號更改，更改1號脫硫系統(tǒng)、2號脫硫系統(tǒng)、公用脫硫系統(tǒng)工程師站以及服務(wù)器節(jié)點(diǎn)站號并重裝，保證不與主機(jī)重名。公用脫硫DCS系統(tǒng)服務(wù)器新命名225、226，1號脫硫DCS系統(tǒng)服務(wù)器新命名227、228，2號脫硫DCS系統(tǒng)服務(wù)器新命名229、230，1號脫硫DCS工程師站新命名236，2號脫硫DCS工程師站新命名237，公用脫硫DCS工程師站新命名238。并對相應(yīng)控制站初始化下裝。

6 ?結(jié)語

國華呼貝電廠主輔控DCS系統(tǒng)一體化方案的選取與實(shí)施充分考慮到該工程原設(shè)計(jì)中DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)、設(shè)備工藝、控制策略等因素。成功選取并實(shí)施主輔控一體化控制，實(shí)現(xiàn)了在一臺操作員站中完成主輔控多個(gè)工藝系統(tǒng)被控設(shè)備和工藝參數(shù)的所有監(jiān)視、控制、操作，并對系統(tǒng)優(yōu)化、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率、減少組態(tài)及維護(hù)工作量的方面做出一定貢獻(xiàn)。

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