300MW机组DCS系统改造实施经验分析

张芳 包珍

（河北兴泰发电有限责任公司，河北 邢台 054000）

摘要：针对河北国泰发电有限责任公司#10机组原分散控制系统设备老化、性能不稳定等缺点，着重介绍了DCS改造方案，对其改造原则、总体设计、工作站配置、网络配置、控制器配置、软件实施及机柜执行方案、与SIS接口通讯等作了详细说明。针对原东芝系统开关量信号曾出现误动作情况，提出处理方案，增加了DCS系统运行稳定性，保障了机组的安全运行。

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关键词 ：XDC800系统；DCS一体化；改造经验

0引言

河北国泰发电有限责任公司#10机组（300 MW）于2005年投产，随着计算机控制技术的飞速发展，原有DCS系统出现了很多问题，严重威胁着热工控制系统的稳定运行，并且新的节能指标对机组运行也形成了压力。经综合论证研讨，公司利用机组大修机会，将DCS系统改造为上海新华公司的XDC800系统。

1改造原则

针对DCS系统改造，主要要求如下：

（1） DCS系统网络系统结构为环网结构，其余网路结构为冗余结构，单一网络故障不影响网络的正常运行。

（2） DEH、ETS系统采用新华XDPS400e，改造后与DCS系统纳入统一系统控制。

（3） 单一故障不应引起锅炉、汽机和发电机保护系统及主要辅机的保护系统误动作或拒动作。

（4） 与原SIS系统预留良好的接口程序，减少在改造中的工作量。

（5） 机组改造后，要全面实现原DCS控制系统的所有功能。

2改造方案

#10机组原控制系统的控制范围涵盖MCS、SCS、BPC、DAS、ECS、DEH及MEH，改造后控制系统的控制范围涵盖之前的所有功能。另外，在本次改造中，吹灰控制系统、脱硝控制系统也一并纳入DCS控制。

2.1工作站配置

操作员站、工程师站、历史站等均用新工控机代替当前的各工作站，并按1∶1比例配置，XDC800采用全局数据库，所有计算机只是级别不同，功能上完全可以实现互为备用。工程师站也可同时开历史数据收集软件，这样即使历史站出现问题，也不影响整个系统的历史数据收集和使用，更不会影响组态和整个系统的安全运行。

2.2网络配置

关于数据高速公路，原相对分散和传输速度较低的网络系统被快速以太网取代。A、B网为实时数据网，网路设计为环型结构，采用目前流行的工业以太网络交换机，安全、快速、可靠，用于完成系统中整个数据库、时钟、系统的报警信息、系统通告信息、操作指令以及应答和工程师的组态指令等等。C网为信息数据网，采用单独的交换机，一般用由操作系统直接支持文件与打印共享的通用网络，它只连接HMI，可以有效避免计算机传递数据时出现网络瓶颈问题。网络中使用的交换机安装问题通过设计一个专用的网络柜来解决。

2.3控制器配置

关于控制器，考虑到集中管理分散控制的要求，每对控制器管理点数不超过400，包含DEH/MEH在内的新系统共配置23对控制器。另外，此次将吹灰系统由PLC改为XDC800系统，使吹灰程序简单明了，可读性增强，故障率降低。

2.4软件实施与其他系统通讯配置

关于软件实施，本次改造硬件系统主体采用新华集团的XDC800，组态软件的DEH/ETS部分由新华公司提供。DEH、ETS系统由于采用原XDPS400e系统，更换XDC800系统后，对软件组态进行升级即可，但需对组态中个别问题进行优化；主机DCS系统按锅炉、汽机及电气三部分分工组态，保护逻辑及定值严格按照300 MW机组联锁保护及定值清单执行，并参考运行的操作规程。在调试过程中，对发现的问题及时核对确认，以保证逻辑组态的完整性及保护动作的准确性。

2.5机柜执行方案

本次改造拆除老机柜，安装新华XDC800系统的新机柜，并在新华工厂进行完整的调试、烤机等工作，以保证新华XDC800系统的完整出厂。在按此方式执行的情况下，工程人员到现场认真测量机柜尺寸，确定远程机柜安装方式，并统计I/O测点、核对位置。

3控制系统总体设计

针对上述改造方案，根据新华XDC800系统的特点，DCS系统在网络、控制器、电源模件、通讯模件及操作员站等方面采用了1∶1冗余配置，且主干网络结构采用环网结构。

新华XDC800系统卡件模件采用底座接线与卡件连接在一起的结构，但卡件具有带电插拔、在线维护的功能，而原东芝TOSMAP-DS系统采用卡件与接线位置分离的方式，并且专门设有许多接线端子柜。因此，在排卡布置时，针对原电缆长度可能不足的情况，以卡件安装在机柜下部为原则进行I/O分配。

在控制器分配过程中，针对原系统控制器分配存在的问题进行相应调整，如MEH系统从分配一对控制器改为两对控制器。主要控制器分配如表1所示。

4开关误动作处理

针对原东芝系统开关量输入信号出现误动作的情况，新华公司研发部门设计了在回路中增加稳压管的新结构开关量输入模块。当外部节点由于受潮或其他原因造成阻抗降低时，输入端子处的电压（即线路阻抗上的压降）必须低于12 V，回路才会确认导通。其内部结构如图1所示。

试验及实践验证表明，开关量输入信号误动作情况得以消除，DCS系统运行的可靠性得以提高。

5结语

机组改造后，其可控性、可靠性、经济性较改造前有了很大提高。机组的主保护投入率为100%，自动投入率也在95%以上。并且新华XDC800系统软件操作简单灵活，界面易于维护。本次改造提高了机组的稳定性、可靠性，降低了热工维护人员的工作难度，提高了运行人员的判断力和调控程度，安全效益显著，更好地满足了机组和电网现代化发展管理的需要。

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收稿日期：2015-07-07

作者简介：张芳（1970—），女，河北邢台人，工程师，研究方向：热能动力专业。