火電廠DCS主輔一體化及輔控集中控制模式的應用效益

楊延超，張勇軍（華潤電力焦作有限公司，河南 焦作 454450）

焦作龍源電廠2×660MW超超臨界機組工程于2013年4月開工建設，計劃2014年底機組投入生產運營。本工程的主機DCS控制系統和輔助車間控制系統采用的都是北京ABB貝利工程有限公司的Symphony Plus系統，Symphony Plus系統是ABB目前推出的最新的控制系統，在原系統上增加了現場總線功能模塊，以下是主機DCS系統和輔助車間DCS系統集中統一控制模式的介紹。

1 主機DCS系統

本工程主控DCS系統分為三個單元系統，#1機組單元系統，#2機組單元系統和公用系統，單元機組采用爐、機、電集中控制方式，實現爐、機、電全能值班運行模式，兩臺機組設一個集中控制室。

系統網絡結構分為兩層：Onet網絡層和Cnet網絡層，Onet網絡層是上層監控操作網絡層，Cnet網絡層是下層控制器網絡層。

兩臺單元機組的控制分別由DCS實現，兩臺機組公用系統設置一套DCS公用系統，控制系統網絡通過通訊接口與每臺單元機組的控制系統相聯，接受一臺機組的DCS實現對公用系統設備的控制，另一臺機組控制功能被閉鎖掉，只能監視。

單元機組DCS控制范圍包括：鍋爐及其輔助系統、汽機及其輔助系統、發電機及其輔助系統、脫硝SCR裝置、除渣系統、循環水泵房系統、廠用電及發變組(單元機組部分)等。DCS公用網絡控制范圍包括：廠用電公用系統、燃油泵房系統、熱網首站系統等。電氣控制系統設有計算機控制系統（ECMS），DCS和電氣系統的重要參數和關鍵控制指令采用硬接線連接，其余參數均通過ECMS的監視管理站對電氣設備進行監視。

本工程汽機數字電液控制（DEH）、汽機緊急跳閘系統（ETS）、給水泵小汽機數字電液控制（MEH）、給水泵小汽機緊急跳閘系統（METS）由東方汽輪機廠成套供貨；引風機小汽機數字電液控制（F-MEH）、引風機小汽機緊急跳閘系統（F-METS）由北京電力設備總廠成套供貨，上述系統與主機DCS系統采用相同的軟硬件設備。將DEH/ETS、MEH/METS、F-MEH/F-METS控制裝置總成在一套DCS中，將其控制裝置作為DCS的功能站掛在DCS通訊網上，實現其人機界面在DCS操作員站完成，能通過DCS的操作員站對其進行監視和控制。

以上是主機DCS系統的總體介紹，輔助車間控制系統通過傳統模式與我公司的模式進行對比介紹。

2 傳統的輔助車間控制系統

2.1 傳統的輔助車間控制方式特點

傳統的輔助車間控制系統一般采用分開獨立控制方式，按水系統、凝結水精處理系統、輸煤系統、除灰系統、脫硫系統，各個輔助控制系統之間相互獨立，分別布置在不同的地方，例如水系統控制系統布置在化水車間集控室電子間，輸煤控制系統布置在輸煤集控電子間，除灰系統和脫硫控制系統一般都布置在脫硫集控電子間等。

2.2 存在的問題

（1）各個輔助車間控制系統的不同一性，往往電廠的輔助控制系統采用的不是一個品牌的控制系統，是多個品牌的控制系統，這樣每個控制系統熱控維護人員都要培訓、熟悉、掌握，需要投入更多的人力物力來維護，設備的備品備件每個品牌的都需要備齊，這就占用了更多的流動資金和倉庫庫存。

（2）傳統的輔助車間多采用PLC控制方式，PLC控制相對于DCS控制，在復雜邏輯組態、掃描方式、I/O冗余、易用性等方面沒有DCS更方便、更靈活，隨著DCS的發展PLC在價格方面的優勢也不再明顯。

（3）各個輔助控制系統布置的不集中性，由于各個控制系統布置的不集中，維護巡檢人員每天需要到每個輔控車間去巡檢，降低了工作效率。同時每個輔助控制系統都需要專門的運行人員，相互之間也不能互為全能備用。

圖1 輔控網絡結構圖

3 我公司輔助車間系統控制方式的介紹

鑒于傳統輔助車間控制方式存在諸多效率低、經濟性不高、維護成本高等問題，我公司對輔助車間控制方式進行了改善，采用輔助車間統一集中控制方式。

我司將各個輔助車間的工程師站和操作員站布置在一個輔控車間集中控制，輔助車間按水系統、凝結水精處理系統、輸煤系統、除灰系統、脫硫系統分區設各自的控制系統網絡，分別采用分散控制系統(DCS)控制，在此基礎上構建輔控網。各子系統具有獨立運行功能，輔控網出現故障，不影響子系統正常監控。DCS系統采用C/S網絡結構，服務器配置滿足各子系統獨立運行。

輔控網是全廠輔助車間和輔助系統的控制中心，輔控網的值班點設在輔控樓的輔控網控制室。通過輔控DCS 操作員站完成對輔助車間(包括水處理、凝結水精處理、輸煤、除灰、電除塵、脫硫；其中輸煤系統僅做監視，不做控制)等輔助生產設備的全面監視和控制。各輔助車間就地不設值班點，水、凝結水精處理、除灰、脫硫各車間僅保留一臺巡檢站，用于設備調試及網絡故障等特殊情況下使用。考慮到輸煤工藝系統和設備的特殊性，輸煤系統保留就地控制室和值班點，不在輔控網控制室做主要控制，但輸煤控制系統所有信息均上傳至輔控網顯示。圖1為本項目的輔控網絡結構圖。

4 輔助車間采用統一集中控制方式的主要特點和

4.1 獨立靈活性

可以方便的在輔助車間一體化系統中加入和退出每個子系統或將子系統重新劃分，而不影響整個系統和其他子系統的正常運行，方便了輔助系統的分布投運以及投運后電廠的檢修和維護工作。

4.2 控制器處理能力強

和傳統的輔助車間PLC控制器相比，DCS系統除了具有對開關量信號處理的功能外，還有強大的模擬量控制組態功能，可以解決電廠復雜的控制方案，易用性更強。

4.3 經濟效益明顯

（1） 輔控系統采用統一集中控制方式，運行在人員配置上可以做一些調整，實現一專多能的運行人員，起到減員增效的作用。

（2）輔控系統采用統一集中控制方式，不同系統之間的操作員畫面可以相互調用，都可以配置成為操作員權限，可以減少輔控操作員站的配置數量，減少了費用。同時當一臺操作站出現故障時，可以用其他操作站臨時替換使用。

（3）輔控系統采用統一集中控制方式，減少了備品備件的數量，降低了維護成本、維護費用，

（4）輔控系統采用統一集中控制方式，對于熱控人員來說，不用對多個復雜的控制系統進行培訓、熟悉、學習，這樣一方面減少了培訓費用，另一方面可以把更多的時間和精力花在用來掌握、精通一套控制系統上，提高熱控人員對同一控制系統的維護能力。

（5）輔控系統的統一集中布置，有利于巡檢人員的日常巡檢，提高巡檢效率。從土建方面來說減少了多個集控室的布置成本。

5 結語

目前本工程DCS主輔一體化控制及輔助車間的一體化集中控制方式，已經在我公司穩定投入使用。投入運營以來經濟效益明顯，提高了巡檢效率，減少了備品備件。不管從人員管理上，還是設備的巡檢、維護上都有明顯的改善，是電廠輔助車間控制方式的發展趨勢。

[1]北京ABB貝利工程有限公司. Symphony Plus系統使用手冊[Z].