燃?xì)廨啓C(jī)DCS系統(tǒng)升級(jí)改造

朱俊

摘要：文章介紹了江蘇華電望亭發(fā)電廠兩臺(tái)由美國(guó)GE公司生產(chǎn)的9FA型燃?xì)廨啓C(jī)DCS計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在升級(jí)改造前存在的一系列威脅到機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題，列出了具體的升級(jí)改造方案及操作步驟，對(duì)改造中所做的措施及工作進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并對(duì)兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)DCS計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)改造后的性能及效果與原來(lái)進(jìn)行了對(duì)比。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；DCS；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；改造

1 改造前存在的問(wèn)題

望亭發(fā)電廠兩臺(tái)燃機(jī)作為調(diào)頻調(diào)峰、迎峰度夏的主力機(jī)組，自2005年雙投以來(lái)已連續(xù)運(yùn)行十多年，作為兩臺(tái)機(jī)組的核心控制部分分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS），其還是2004年時(shí)期的產(chǎn)品，目前存在的主要問(wèn)題如下。

（1）8臺(tái)工作站采用的是戴爾公司生產(chǎn)的OptiplexGX280，兩臺(tái)服務(wù)器是PRECISION370系列，兩臺(tái)歷史站是POWEREDGE2800，由于這些機(jī)器連續(xù)每天24 h不間運(yùn)行，各臺(tái)機(jī)器都發(fā)生過(guò)主板、硬盤等部件的損壞，我們都通過(guò)戴爾公司提供的質(zhì)保，及時(shí)進(jìn)行修理，未對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)造成影響。由于是2004年時(shí)期的產(chǎn)品，這批機(jī)器目前的運(yùn)行速度明顯變慢，出現(xiàn)死機(jī)的頻率增多，而且都已超出戴爾公司的質(zhì)保期，市場(chǎng)上已找不到同類型全新的備品備件，因此一旦再出現(xiàn)故障將很難修理[1]。

（2）DCS系統(tǒng)中的16個(gè)控制器分散處理單元（Distributed Processing Unit，DPU）與交換機(jī)的連接是單網(wǎng)連接，一旦由于交換機(jī)故障或者網(wǎng)線接頭松動(dòng)，DPU則會(huì)立刻切換到備用DPU，在故障未解除之前，機(jī)組是單DPU運(yùn)行，一旦該DPU出現(xiàn)故障，將直接導(dǎo)致解列、跳閘事故的發(fā)生，嚴(yán)重影響到電力企業(yè)的安全生產(chǎn)。

（3）DCS系統(tǒng)軟件采用的是基于Windows系統(tǒng)的Ovation2.3.1版本，由于版本較早，對(duì)于控制器、卡件今后升級(jí)的兼容性較差；每個(gè)控制器的閃存過(guò)小，只有32 MB，影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（4）歷史站采用的是老版本的Edb2.4.1系統(tǒng)，該系統(tǒng)依賴于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，查詢數(shù)據(jù)時(shí)其數(shù)據(jù)回放速度極慢，嚴(yán)重影響到運(yùn)行對(duì)數(shù)據(jù)分析的效果，對(duì)歷史事件的追憶也極為不便。

（5）OPC，AMS站軟件版本過(guò)老，會(huì)發(fā)生通新中斷、設(shè)備無(wú)法連接等問(wèn)題，運(yùn)行不夠穩(wěn)定。

2 改造方案

基于以上存在的這些問(wèn)題，兩臺(tái)燃機(jī)DCS系統(tǒng)的升級(jí)改造工作勢(shì)在必行。通過(guò)討論研究及調(diào)研學(xué)習(xí)，最終我們決定與上海艾默生過(guò)程控制有限公司簽署合作協(xié)議來(lái)共同完成兩臺(tái)燃機(jī)DCS系統(tǒng)的升級(jí)改造工作。具體改造方案如下。

（1）8臺(tái)工作站采用戴爾公司最新的主流配置OPTIPLEX 990系列工作站；兩臺(tái)服務(wù)器和歷史站均采用戴爾公司主流服務(wù)器PowerEdge T310系列；顯示器用戴爾24LCD（16：9）寬屏顯示器替代原來(lái)的21顯示器。

（2）修改原有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)配置，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)升級(jí)為100 Mbps的Fast Ethernet雙網(wǎng)架構(gòu)，增強(qiáng)Ovation系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，控制器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)冗余[2]。

（3）Ovation版本升級(jí)為基于Windows系統(tǒng)的Ovati。n3.0.4 版本，系統(tǒng)軟件的性能及兼容性大大增強(qiáng)，控制器的閃存更換為128 MB。

（4）歷史站升級(jí)為OPH3.4，不再依賴Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，歷史數(shù)據(jù)查詢速度加快，歷史站性能大大增強(qiáng)。

（5）OPC，AMS站的軟件分別升級(jí)到OPC4.1和AMS8.1，提高了OPC站和AMS站的工作穩(wěn)定性。

DCS系統(tǒng)升級(jí)前后的對(duì)比如表1所示。

3 改造中所做的具體工作

在兩臺(tái)機(jī)組的檢修中完成具體的改造工作。檢修前分別編制了《1號(hào)機(jī)組DCS計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)安全技術(shù)措施》和《2號(hào)機(jī)組DCS計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)安全技術(shù)措施》，在檢修中嚴(yán)格按照措施進(jìn)行施工。

改造前事先做好原系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、組態(tài)程序和畫面的備份工作。對(duì)原系統(tǒng)所有采用常閉觸點(diǎn)和常為“1”信號(hào)的DO指令進(jìn)行整理，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有模件進(jìn)行檢查并記錄故障情況，記錄系統(tǒng)中的強(qiáng)制點(diǎn)。系統(tǒng)斷電前先與運(yùn)行聯(lián)系好，把DCS系統(tǒng)停運(yùn)期間所有需要運(yùn)行的設(shè)備全部拔掉就地操作和監(jiān)視。

拔出系統(tǒng)內(nèi)所有DOC和DOX卡件的保險(xiǎn)絲，所有控制器下電，更換新閃存于OCR161控制器中，所有老工作站移除，敷設(shè)控制器和工作站的網(wǎng)線，安裝新工作站，修改原有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)配置，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部連接檢查。

所有控制器上電、重新定義控制器并進(jìn)行下裝，確認(rèn)控制器各模件狀態(tài)正常后恢復(fù)DO卡件的保險(xiǎn)絲。添加歷史點(diǎn)，恢復(fù)歷史死區(qū)設(shè)置，完成OPC，AMS站的配置，強(qiáng)制點(diǎn)恢復(fù)檢查，確認(rèn)系統(tǒng)各重要保護(hù)、自動(dòng)等參數(shù)正常無(wú)誤。

完成控制器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電源部分的切換試驗(yàn)及控制器、網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷測(cè)試，檢查DCS系統(tǒng)畫面各項(xiàng)操作功能正常，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確，OPC站的EDS，SIS數(shù)據(jù)傳輸正常，AMS站與848的通信、DCS與MK VI之間的通信正常無(wú)中斷。實(shí)時(shí)檢查歷史站功能，歷史趨勢(shì)調(diào)用響應(yīng)速度快，內(nèi)容準(zhǔn)確無(wú)誤。

4 改造后的效果

兩臺(tái)機(jī)組DCS系統(tǒng)升級(jí)改造后，兩套DCS計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)均正常工作，系統(tǒng)功能完好，從未發(fā)生過(guò)控制器切換、服務(wù)器、歷史站、網(wǎng)絡(luò)通信等軟硬件故障問(wèn)題，各臺(tái)操作員站性能良好，反應(yīng)迅速，未曾發(fā)生死機(jī)、不能操作等現(xiàn)象。對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)的12臺(tái)工作站，戴爾公司提供了 2年的質(zhì)保服務(wù)，我們還能通過(guò)續(xù)簽質(zhì)保再延長(zhǎng)4年共計(jì)6年的戴爾公司質(zhì)保服務(wù)，解決了我們對(duì)于硬件問(wèn)題的后顧之憂。系統(tǒng)軟件升級(jí)到Ovati。n3.0.4，性能及兼容性得到增強(qiáng)，與江蘇華電望亭發(fā)電廠兩臺(tái)60萬(wàn)機(jī)組的Ovation系統(tǒng)版本一致，DPU，I/O卡件都可以通用，可以實(shí)現(xiàn)備品備件的統(tǒng)一管理。AMS軟件版本的升級(jí)，可以支持更高版本的848T等通信卡件，解決了老版本卡件停產(chǎn)的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架從單網(wǎng)變成雙網(wǎng)，減少了控制器切換的概率，提升了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。歷史站從EDB升級(jí)為OPH，提升了數(shù)據(jù)的查詢速度，為機(jī)組運(yùn)行分析、故障追憶提供了保障。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，望亭發(fā)電廠兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)通過(guò)對(duì)DCS系統(tǒng)的升級(jí)改造，大大提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，有效降低了機(jī)組非停事件的發(fā)生率，為機(jī)組今后的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)強(qiáng)的保障。

[參考文獻(xiàn)]

[1]蘭昌洪，王力民.火電廠分散控制系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與安裝調(diào)試及檢修運(yùn)行維護(hù)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)科技文化出版社，2006.

[2]華能國(guó)際電力股份有限公司.熱工控制系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.