國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)在我省熱控改造中的應(yīng)用

一、概 述     甘肅電網(wǎng)位于西北電網(wǎng)的中心，南接青海、北接寧夏、西延新疆、東送陜西，在電網(wǎng)中起到十分重要的作用。而作為電網(wǎng)支撐點(diǎn)的電源點(diǎn)--發(fā)電廠的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就尤為重要。由于我省新老火電機(jī)組熱工控制水平較不平衡，新機(jī)組大多采用可靠性高的DCS分散控制系統(tǒng)，如靖遠(yuǎn)電廠的WDPF系統(tǒng)、平?jīng)鲭姀SOVATION系統(tǒng),而中小型機(jī)組(100MW及以下)則大多采用常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，如二熱電廠，永昌電廠，隨著我省電力工業(yè)改革的不斷發(fā)展和深入，以及廠網(wǎng)分開(kāi)，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的不斷深化，如何使中小型機(jī)組在新的形勢(shì)下適應(yīng)電網(wǎng)不斷提高的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的發(fā)展需要，將成為今后工作的重點(diǎn)。當(dāng)前我省中小型機(jī)組的技術(shù)改造迫在眉睫，而如何選擇可靠性高，組態(tài)方便，操作靈活，性能價(jià)格比高的國(guó)產(chǎn)DCS就尤為關(guān)鍵。    蘭州西固熱電有限公司#10爐為我國(guó)60年代末期投資建成的鍋爐,原熱工控制系統(tǒng)為常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，2001年底經(jīng)省電力公司批準(zhǔn)決定向社會(huì)公開(kāi)招標(biāo)對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造。    通過(guò)對(duì)DCS主控設(shè)備可靠性和性價(jià)比的深入細(xì)致的分析和比較，最終確定中國(guó)電力科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的EDPF-NT系統(tǒng)為DCS主控設(shè)備，北京施耐德電氣公司的Modicon TSX Quantum產(chǎn)品為鍋爐FSSS主控設(shè)備。 二、DCS改造范圍及系統(tǒng)配置    根據(jù)《蘭州西固熱電有限責(zé)任公司#10爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DCS）改造項(xiàng)目招標(biāo)文件》和《蘭州西固熱電有限責(zé)任公司#10爐FSSS改造項(xiàng)目招標(biāo)文件》的要求， #10爐熱工控制系統(tǒng)改造分為FSSS（鍋爐滅火保護(hù)系統(tǒng)）和DCS(分散控制系統(tǒng))改造兩部分。其中FSSS系統(tǒng)主控設(shè)備選用了美國(guó)Schneider公司的Modicon TSX Quantum系列PLC, 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總點(diǎn)數(shù)為160點(diǎn)?；饳z裝置為中能公司最新研制開(kāi)發(fā)的ZFDZ系列智能型火檢裝置。DCS系統(tǒng)主控設(shè)備選用中國(guó)電力科學(xué)研究院獨(dú)立開(kāi)發(fā)、擁有完全自主版權(quán)的EDPF-NT分散控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)總點(diǎn)數(shù)為356點(diǎn)，其中模擬量點(diǎn)為164點(diǎn)（包括熱電偶及熱電阻），實(shí)際使用140點(diǎn)；開(kāi)關(guān)量點(diǎn)為192點(diǎn)，實(shí)際使用105點(diǎn)（SOE共56點(diǎn)）。FSSS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)由不同的硬件組成，F(xiàn)SSS、DCS系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)配置操作員2個(gè)，工程師站1個(gè)。    FSSS系統(tǒng)采用雙CPU、雙電源、重要的I/O點(diǎn)冗余配置。這種配置可使任意CPU、電源、重要的I/O點(diǎn)故障時(shí)，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。    為可靠起見(jiàn)，F(xiàn)SSS系統(tǒng)除了在#1操作員站操作外，還保留了FSSS備用操作面板，重要的操作及顯示還可在FSSS備用操作面板上實(shí)現(xiàn)。 三、DCS 、FSSS功能及特點(diǎn)    EDPF-NT是由中國(guó)電力科學(xué)研究院獨(dú)立開(kāi)發(fā)、擁有完全自主版權(quán)的分散控制系統(tǒng)。EDPF-NT系統(tǒng)是吸取90年代國(guó)際上眾多同類系統(tǒng)的先進(jìn)思想，并充分結(jié)合我國(guó)國(guó)情而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一套分散控制系統(tǒng)。EDPF-NT系統(tǒng)以迅速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，以面向功能和對(duì)象而實(shí)現(xiàn)的"站"為基本單元，再配以獨(dú)具特色的專用分布式動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，加之專門(mén)為分散控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的高性能的全分散型智能測(cè)控子系統(tǒng)，使之成為一套集現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想和現(xiàn)代技術(shù)于一體的先進(jìn)系統(tǒng)。具有以下特點(diǎn)。    1）高可靠性和高可利用率    EDPF-NT系統(tǒng)所有重要設(shè)備和環(huán)節(jié)全部采用冗余設(shè)計(jì)，所有重要功能都采用了多重容錯(cuò)方式實(shí)現(xiàn)，以確保系統(tǒng)的可靠性。    具有良好的可維護(hù)性    EDPF-NT具有完善的自診斷功能，并以CRT畫(huà)面形式全面提供自診斷信息，可診斷網(wǎng)絡(luò)、站、模塊，直到I/O點(diǎn)，通過(guò)這些信息，用戶可及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行故障定位，將維修時(shí)間減至最少。    2）具有良好的適應(yīng)性    可通過(guò)組態(tài)來(lái)配置應(yīng)用規(guī)模，實(shí)現(xiàn)從大規(guī)模應(yīng)用到小規(guī)模應(yīng)用的廣泛適應(yīng)性，系統(tǒng)還允許將多個(gè)站的功能集成在一個(gè)站實(shí)現(xiàn)，以滿足有特殊要求的工程或微型工程的需要。    3）具有良好性能價(jià)格比    系統(tǒng)費(fèi)用約為同類進(jìn)口系統(tǒng)的30％到50％，運(yùn)行后的維護(hù)費(fèi)用約為1/10；如果考慮到服務(wù)、維修及備品備件的本地化，中文界面和中文文檔資料的使用方便性等因素，較之國(guó)外系統(tǒng)將有更大優(yōu)勢(shì)。    4）系統(tǒng)安全耐用，抗干擾能力強(qiáng)    強(qiáng)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所有I/O模塊和電源模塊采用全封閉結(jié)構(gòu)，防塵、防靜電、抗電磁干擾。I/O卡可適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境。    EDPF-NT系統(tǒng)的所有輸入/輸出模件，均滿足ANSI/IEEE427"沖擊電壓承受能力試驗(yàn)導(dǎo)則（SCW）"的規(guī)定，在誤加250V直流電壓或交流峰一峰電壓時(shí)，不損壞系統(tǒng)模件。尤其值得一提的是：EDPF-NT DCS系統(tǒng)的輸入模件均設(shè)計(jì)安裝了獲得專利技術(shù)的通道過(guò)電壓保護(hù)電路，強(qiáng)電輸入將使通道阻塞，撤除強(qiáng)電信號(hào)后，通道自動(dòng)恢復(fù)工作，真正實(shí)現(xiàn)了誤加380伏交流信號(hào)不損壞器件。    5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔    力求用最少種類和專用設(shè)計(jì)的 I/O 卡滿足復(fù)雜的應(yīng)用要求: 16個(gè)熱偶、熱阻、電壓、變送器等信號(hào)可以接入同一個(gè)AI模塊,大大有利于設(shè)計(jì)和電纜敷設(shè).。    所有DI輸入均可由軟件定義為SOE，分辨率優(yōu)于1ms。對(duì)于重要的AO輸出，可以作到通道間的雙冗于結(jié)構(gòu)，以進(jìn)行重要的模擬量輸出控制，兩塊AO卡輸出熱備份，無(wú)擾切換。    6）系統(tǒng)處理周期快、控制精度高，自診斷能力強(qiáng)，滿足用戶的高要求系統(tǒng)最快處理周期達(dá)30ms。各類型模擬量采集精度均優(yōu)于1‰ 。模擬量輸出精度也優(yōu)于1‰ 。具有完整的分層自診斷功能，可診斷網(wǎng)絡(luò)、站、I/O卡件直至I/O點(diǎn)。    7）系統(tǒng)組態(tài)方便，易學(xué)易用，而且操作方便    漢化界面，運(yùn)行人員可以在任何操作畫(huà)面上查看任一點(diǎn)的詳細(xì)信息,而不需要專門(mén)查看數(shù)據(jù)庫(kù)。 四、結(jié)束語(yǔ)    西固電廠#10爐FSSS、DCS系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)。FSSS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)由不同的硬件組成，這種結(jié)構(gòu)最大限度地發(fā)揮了Modicon TSX Quantum系統(tǒng)和EDPF-NT系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，從電力行業(yè)的應(yīng)用情況來(lái)看，可以說(shuō)是最可靠、最經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)構(gòu)成。就目前國(guó)內(nèi)200MW及其以下機(jī)組國(guó)產(chǎn)化DCS的應(yīng)用而言EDPF-NT系統(tǒng)具有領(lǐng)先地位。 經(jīng)測(cè)試EDPF-2000各項(xiàng)指標(biāo)均符合電力部規(guī)劃院頒布的《火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-RK-95-51)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。    通過(guò)此次技術(shù)改造，極大地提高了#10爐運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，降低了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕了檢修人員的維護(hù)量。    改造后近兩年的運(yùn)行實(shí)踐證明未出現(xiàn)過(guò)保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)現(xiàn)象，保護(hù)動(dòng)作正確率100%。自動(dòng)投入率86%。DAS投入率100%。減少了非正常停爐的次數(shù)，節(jié)約了燃油。降低了生產(chǎn)成本。    目前該系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)130多家電力行業(yè)應(yīng)用，改造的最大單機(jī)容量為到300MW。我省繼西固熱電有限公司#10爐改造后蘭州第二熱電廠在DEH改造中（由我所調(diào)試項(xiàng)目）也成功應(yīng)用了EDPF-NT。結(jié)合我省經(jīng)濟(jì)情況，目前除了靖遠(yuǎn)電廠、平?jīng)鲭姀S以及西固電廠#9、#10機(jī)采用了美國(guó)西屋公司的WDPF和OVATION分散控制系統(tǒng)外，蘭州第二熱電廠、西固熱電廠、永昌電廠、連城電廠等100MW型機(jī)組面臨技術(shù)改造，西固電廠#10爐熱控系統(tǒng)的成功改造為今后的我省熱控DCS的改造開(kāi)創(chuàng)了新的思路，相信必將有廣闊的推廣前景。 五、存在的問(wèn)題及完善目標(biāo)    由于EDPF-NT系統(tǒng)LOOP 、LADDER的組態(tài)環(huán)境為DOS環(huán)境而數(shù)據(jù)庫(kù)以及畫(huà)面的組態(tài)為Windows NT，在組態(tài)過(guò)程中需要切換 ，給軟件組態(tài)造成一定不便，尚需完善。