南屯電力分公司4#機組DCS升級改造

摘 要:本文敘述了南屯電力分公司4#機組DCS升級改造的必要性、方案實施、系統測試及改造效果。通過升級改造，提高了系統的安全可靠性和集控水平，對于老系統的升級改造具有一定的借鑒意義。

關鍵詞:DCS(集散控制系統) TPS(全廠一體化解決方案) 升級

中圖分類號:TM6文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)01(a)-0065-01

1 升級改造的必要性

南屯電力分公司4#機組DCS系統采用美國HONEYWELL公司TPS-3000作為單元機組的主要控制系統，自2002年開車投入運行后，該系統已經連續運行了十年。在近兩年的使用過程中，該系統的操作站因為設備老化經常出現故障，影響機組的正常操作，對電廠的正常安全生產帶來威脅，具體表現在以下幾個方面:

(1)GUS(全方位用戶操作站)故障多。GUS作為唯一的人機接口設備已經連續運行10年，由于常時間運行，GUS站已出現運行速度慢、工作不穩定、還頻繁死機等故障現象。一旦出現故障直接影響操作工的監控和操作。GUS操作站以及它的通訊卡備件都是專用設備，通用性不強，而且隨著時間的推移，這些部件價格越來越貴，甚至出現短缺。系統安全穩定性降低，而且使用成本和維護費用將大大增加。

(2)目前該控制系統的HM(歷史模件)容量小、速度慢、歷史數據的存儲時間短，系統一旦出現故障需要查看歷史記錄時，可能已經無法找到，給故障原因分析和故障出來帶來困難。

(3)由于近年來機組的改造較多，現在的控制器上 I/O備用點已經很少，不能滿足進一步的改造需要。

(4)原控制系統的部分功能需要進一步完善。如報表打印功能的完善、GPS時鐘同步功能實現和TPS防病毒功能的實現等。

由于上述原因和安全生產需要，電廠決定對原DCS系統進行升級改造。改造后的TPS是一個將整個工廠的商業信息系統與生產過程控制系統統一在一個平臺上的自動化系統，具有互操作性，良好的人機接口和生產控制、管理能力。

2 升級方案實施

2.1 GUS軟、硬件升級

(1)將DCS系統的4臺GUS操作員站主機更換為4臺最新版本的操作站

最新版本的全方位用戶操作站是LCN上的一個節點，是以Windows XP作為操作系統的高性能操作站。升級后的GUS采用DELL T5500系列服務器，機器運行的安全性、可靠性、穩定性、運行速率大幅提升。

原操作員站使用IKB鍵盤，升級后的GUS站提供IKB鍵盤電源適配器，供3臺操作員站的IKB鍵盤使用，保證了原IKB鍵盤的正常使用。

(2)將原有的GUS操作站的軟件升級為最新的R421.1版本

R421.1版本軟件基于Windows XP操作平臺，原來在Windows NT系統下不可以安裝的許多新的軟硬件能夠得到安裝，完善了擴展功能。用戶流程圖可以直接轉換成新的版本，不僅避免了大量復雜的組態工作而且減少了出線錯誤的可能，安全、穩定。

2.2 將TPN軟件由R620升級到R682.2

將TPN軟件由R620升級到R682.2。TPN R682.2軟件功能的增強還體現在:NCF在線修改功能提高，可以方面的優化配置，維護系統和修復系統故障;系統診斷功能增強，可更加細致的檢測系統存在的潛在問題，放緩與未然。歷史記錄容量有所提高。

2.3 將HM升級到SBHM(單本歷史模件)

將HM升級到SBHM(單本歷史模件)。SBHM新功能表現在:升級后的歷史模件采用霍尼韋爾最新的單板歷史模件(SBHM)，兩塊具有邏輯雙盤配的硬盤構成冗余硬盤，保證數據的安全性;硬盤容量提升到3.6G，可以存儲更多的歷史數據，解決目前該歷史數據存儲不足的問題。另外，替換下來的HM模件可以作為備件繼續保留，減少了備品備件數量。更加安全可靠。

2.4 IO卡件的擴展

根據現場實際需要，將三塊FTA卡件安裝到需要的鋁槽內，將三塊IOP分別安裝到兩套控制器的機架內，將三根FTA連接IOP與FTA卡件。分別修改兩對HPM的BOX點組態并進行下裝，重新進行Checkpoint工作。

2.5 網絡及病毒處理

原控制系統沒有安裝殺毒軟件，升級后發現四臺GUS的流程圖文件夾的共享及互訪存在問題，不能夠互訪。為了解決此問題，將四臺GUS安裝最新的操作系統HOTFIX補丁，安裝MACFEE殺毒軟件，并進行病毒庫更新，在安全模式下對全盤進行徹底殺毒，解決了GUS工程師站的病毒感染問題，確保了系統的安全穩定運行。

2.6 其他功能的實現

完善報表打印功能，原系統報表打印功能采用自由格式報表形式制作，報表功能不完善，不能滿足對比使用功能。

GPS時鐘同步功能的實現有利于事故的分析。

3 系統測試與備份

3.1 對LCN節點上電測試

將原系統GUS/NIM/HM節點全部下電，將冗余NIM/四臺GUS/新的SBHM通過冗余LCN電纜連接。將LCN節點分別上電，利用SBHM裝載四臺GUS、冗余NIM等LCN節點，節點測試正常。

3.2 系統整體測試

系統斷電，對原系統卡件進行清掃。清掃工作完成后，系統再次上電，SBHM自動加載成功，通過HM加載所有的LCN/UCN上的節點(包括LCN上的四臺GUS、冗余的NIM、UCN網上的兩套冗余HPM)。檢查HM的硬盤各個卷均在OK狀態，HM存儲歷史數據正常，檢測LCN/UCN網絡正常。安排操作人員操作測試鍋爐、汽機的調節、聯鎖回路，測試正常。

3.3 對新的HM進行備份

對新的SBHM進行全盤備份，備份內容存儲到其中一臺GUS下，并刻制成光盤，以便數據的長期保存。

4 升級改造效果

(1)升級設備技術先進、性能穩定可靠、故障率低，與原有設備完全兼容。

(2)GUS界面優越性顯著，功能得到優化，增加報表打印畫面、主要輔機的跳閘首出等畫面，優化報警組。

(3)升級了歷史模件，硬盤容量得到提升，數據安全性性有所提高。

(4)安裝操作系統HOTFIX補丁和殺毒軟件，系統網絡完全穩定性得到改善。

(5)擴展了DCS系統的控制范圍，提高了機組的集控水平，降低了維護費用。

(6)解決了原系統監視、控制信號不全的問題，消除了系統老化帶來的不安全因素，提高了系統的可靠性。

參考文獻

[1]Automation College.霍尼韋爾中國自動化學院.

[2]張魯、王利國.DCS典型故障原因分析與防范對策.2003.

[3]劉棟.分散控制系統(DCS)的可靠性.2003.