邢臺#11機組DCS系統(tǒng)改造實施經(jīng)驗

1、邢臺#11機組DCS系統(tǒng)改造實施經(jīng)驗上海新華控制技術(shù)（集團）有限公司 燕新波摘要：邢臺國泰電廠#11機組DCS系統(tǒng)原采用日本東芝TOSMAP-DS分散控制系統(tǒng)，其運行與維護極其不便。為滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展需求，有必要針對DCS系統(tǒng)進行改造，此次改造采用新華XDC800系統(tǒng)。本文將詳細(xì)說明了#11機組改造原則，以及采用新華XDC800系統(tǒng)的改造過程和改造后效果。關(guān)鍵詞：XDC800系統(tǒng)，DCS一體化，XDPS400，改造經(jīng)驗1、改造背景：現(xiàn)代電力發(fā)電企業(yè)為了提高市場競爭力、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，正逐步向大型化、高度自動化發(fā)展。分散控制系統(tǒng)（DCS）的主要作用是對生產(chǎn)過程進行控制、監(jiān)視、管

2、理和決策，必須具有很高的可靠性，在保證發(fā)電機組的安全、經(jīng)濟運行方面起著極其重要的作用。河北邢臺國泰電廠#11機組DCS控制系統(tǒng)采用日本東芝公司生產(chǎn)的TOSMAP-DS分散控制系統(tǒng)，其覆蓋DAS、MCS、SCS、FSSS、MEH、電氣ECS、熱網(wǎng)及循環(huán)水泵等子系統(tǒng)，涉及了電廠鍋爐、汽機的大部分熱控調(diào)節(jié)回路和程控回路、輔機聯(lián)鎖、鍋爐保護、電氣設(shè)備控制等。自機組投產(chǎn)運行以來，經(jīng)統(tǒng)計該DCS控制系統(tǒng)共出現(xiàn)6次不明原因的誤動作。檢查整個回路和設(shè)備均正常，TOSMAP-DS系統(tǒng)在邏輯組態(tài)方面存在功能缺陷及維護性困難。并且備品備件匱乏，價格昂貴，其設(shè)計理念和使用規(guī)范不能完全滿足當(dāng)前電力生產(chǎn)及發(fā)展需要。2、改

3、造原則本著減少改造的投資及工作量，減少運行人員工作強度，并且較大地提高自動化水平為生產(chǎn)帶來經(jīng)濟效益的原則。針對DCS系統(tǒng)改造，提出了以下幾個方面：1）盡量保留原有機柜和電纜，減少機柜安裝帶來的工作。2）DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其余網(wǎng)路結(jié)構(gòu)應(yīng)為冗余結(jié)構(gòu)，單一網(wǎng)絡(luò)故障不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行。3）DEH、ETS系統(tǒng)采用新華XDPS400，改造后與DCS系統(tǒng)納入統(tǒng)一系統(tǒng)控制。4）單一故障不應(yīng)引起鍋爐、汽機和發(fā)電機保護系統(tǒng)及主要輔機的保護系統(tǒng)誤動作或拒動作。5）應(yīng)與原SIS系統(tǒng)預(yù)留良好的接口程序，降低在改造中的工作量。6）機組改造應(yīng)采用原控制系統(tǒng)的邏輯作為參考，并且對某一方面進行合理化修正。改造

4、后，要全面實現(xiàn)原控制系統(tǒng)的所有功能。3、改造過程針對邢臺#11機組改造來說，檢修時間定為25天。工期特別緊張，人員工作強度極其重，并且此次改造包含了DAS、MCS、SCS、FSSS、MEH、DEH、ETS、ECS等主機的全部DCS系統(tǒng)。因此，改造過程必須做出絕對合理的規(guī)劃并且要有極強的時間觀念。在改造過程中，開展了以下幾個關(guān)鍵工作：1）機柜執(zhí)行方案 本次改造不變動舊電纜，從熱控人員角度上講，可以保留老機柜，只要將新華XDC800系統(tǒng)的控制器、卡件及端子板安裝在老機柜中即可。但由于東芝TOSMAP-DS系統(tǒng)控制器、卡件及端子板與新華XDC800系統(tǒng)存在較大差異，現(xiàn)場安裝極其不便，并且未知問題不定

5、。對于本改造是不可取的。必須拆除老機柜，采用安裝新華XDC800系統(tǒng)的新機柜，并且在新華工廠進行完整的調(diào)試、烤機等工作，保證新華XDC800系統(tǒng)的完整出廠。在按此方式執(zhí)行的情況下，工程人員到現(xiàn)場認(rèn)真測量機柜的尺寸、遠(yuǎn)程機柜的安裝方式及統(tǒng)計IO測點并核對位置。2）DEH、ETS系統(tǒng)實施方案DEH、ETS系統(tǒng)使用的是新華公司早期的產(chǎn)品XDPS400，經(jīng)過近幾年的運行，雖然DEH、ETS系統(tǒng)很多部件的運行狀況良好，但邏輯組態(tài)存在某些問題，需要優(yōu)化。另外，為更簡單地實現(xiàn)與DCS系統(tǒng)一體化。所以最終采用新華XDC800系統(tǒng)進行統(tǒng)一改造。3）開關(guān)誤動作處理新華公司針對邢臺電廠提出的原東芝系統(tǒng)開關(guān)量輸入信號

6、出現(xiàn)誤動作情況。研發(fā)部門設(shè)計了在回路中增加穩(wěn)壓管的新結(jié)構(gòu)開關(guān)量輸入模塊。當(dāng)外部節(jié)點由于受潮或其它原因造成阻抗降低時，輸入端子處的電壓（即線路阻抗上的壓降）必須低于12V，回路才會確認(rèn)導(dǎo)通。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖：4）新華XDC800系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)新華XDC800系統(tǒng)的特點，DCS系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)、控制器、電源模件、通訊模件及操作員站等方面采用了1:1冗余配置，且主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖：新華XDC800系統(tǒng)卡件模件采用了底座接線與卡件連接在一起的結(jié)構(gòu)，但卡件具有帶電插拔、在線維護的功能，而原東芝TOSMAP-DS系統(tǒng)采用了卡件與接線位置分離的方式，并且有許多接線端子柜。因此，在排卡

7、布置的時候，針對原電纜長度可能不足的情況，采用了卡件以安裝在機柜下部為原則進行IO分配。在控制器分配過程中，針對原系統(tǒng)控制器分配問題進行了調(diào)整：MEH系統(tǒng)從一對控制器分配到兩對控制器中；風(fēng)煙系統(tǒng)A、B側(cè)分開并分配到兩對控制器中。主要分配為：序號名稱控制器對數(shù)1DEH系統(tǒng)12ETS系統(tǒng)13BMCS系統(tǒng)34BFSSS系統(tǒng)25BDAS系統(tǒng)16BSCS系統(tǒng)37TMCS系統(tǒng)28TSCS系統(tǒng)29MEH系統(tǒng)210TDAS系統(tǒng)111ECS系統(tǒng)212循環(huán)水系統(tǒng)113熱網(wǎng)系統(tǒng)114吹灰系統(tǒng)15）邏輯組態(tài)工作實施本著原邏輯框架不便的原則，采用新華XDC800系統(tǒng)軟件進行組態(tài)。工作量相對來說比較大，前期應(yīng)明確好分工，

8、此外，讓廠里熱工人員參與進來，是不可或缺的部分，這對以后的現(xiàn)場調(diào)試和維護都有巨大的便利，最終確定以廠里熱工人員為主組態(tài)的方案。熱工人員對本系統(tǒng)工藝比較熟悉，對現(xiàn)場運行要求也比較明確。DEH、ETS系統(tǒng)由于采用原XDP400系統(tǒng)，更換XDC800系統(tǒng)后，對軟件組態(tài)進行升級即可，并對組態(tài)中問題進行優(yōu)化；主機DCS系統(tǒng)按鍋爐、汽機及電氣三部分分工組態(tài)，保護邏輯及定值先參照原東芝TOSMAP-DS系統(tǒng)進行編制，在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)問題重新確認(rèn)修正。6）SIS工作開展東芝TOSMAP-DS分散控制系統(tǒng)在與廠級信息監(jiān)控系統(tǒng)(XSIS)進行數(shù)據(jù)通訊中存在實時性差、數(shù)據(jù)超時現(xiàn)象嚴(yán)重、數(shù)據(jù)點狀態(tài)顯示異常等現(xiàn)象。由于SIS系統(tǒng)采用新華XSIS系統(tǒng)，而本次改造DCS系統(tǒng)采用新華XDC800系統(tǒng)，實現(xiàn)了DCS與SIS系統(tǒng)的無縫鏈接。采用新華ASDPU接口軟件進行DCS與SIS系統(tǒng)通訊，通訊測點名稱保持與SIS系統(tǒng)保持一直。整個工程量小，并且可靠、易可行，主要工作為配置ASDPU接口程序。4、改造結(jié)果2012年11月3日凌晨，邢臺#11機組正式點火，并一次成功。2012年11月5日凌晨并網(wǎng)成功，11月7日協(xié)調(diào)全部投運完成。機組改造后，其可控性、可靠性、經(jīng)濟性較改造前有了很大提高。