國華呼倫貝爾電廠主輔控DCS系統一體化方案的研究

楊有民

摘 ? 要：本文主要介紹了國華呼貝電廠主輔控DCS系統一體化方案的比較、選型及實施。文章結合工程實際情況，在原有DCS系統網絡結構、軟件現況的基礎上，選擇實用性、可靠性更強的方案進行實施，最終實現主輔控一體化集中控制。近年來，隨著電力體制改革的深入，對火電廠提出了更高的經濟性能要求。主輔控DCS系統正在朝著一體化方向發展，集計算機技術、信息技術和自動化技術為一體，成為工業自動化發展的趨勢。

關鍵詞：客戶/服務器模式 ?雙層網絡結構 ?域 ?DCS系統一體化

中圖分類號：TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0086-02

1 ?項目總體情況

內蒙古國華呼倫貝爾發電有限公司2×600MW超臨界空冷凝器式燃煤發電機組。鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠有限責任公司產品。鍋爐為超臨界參數變壓直流爐、一次再熱、全懸吊結構Π型鍋爐。同步配套煙氣脫硫系統，按一爐一塔配置，不設GGH，脫硫公用系統為兩臺爐共用。汽輪機、發電機均采用上海汽輪機有限公司產品，采用超臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽直接空冷凝汽式汽輪機。

2 ?主控DCS系統

DCS系統包括主機組控制系統（DCS）和煙氣脫硫控制系統（FGD-DCS），均采用杭州和利時自動化有限公司的HOLLiAS-MACS系列分布式控制系統。軟件版本MACS V6.1.5，硬件采用S/M系列。單元機組DCS控制系統網絡建立在客戶/服務器模式，控制管理網絡采用兩層結構，星型連接，控制網絡雙冗余配置。上層采用“域”連接技術。每個域由獨立的服務器、系統網絡和多個現場控制站組成，完成相對獨立的采集和控制功能。#1域、#2域之間上層網絡通過#0域互聯，方便操作公用系統，各域共享管理和操作數據。

在本DCS工程中：0號域―公用系統;1號域―#1機組鍋爐、汽機、電氣控制站;2號域―#2機組鍋爐、汽機、電氣控制站。單元機組共設36個現場控制站，以1號域為例，其中：鍋爐控制柜：#10到#24、#55站;汽機控制柜：#25到#31站;空冷從#32到#37站;#42、#43為DEH控制站;電氣控制柜：#38到#41站。公用系統為0號域：#44到#49、#50、#51站。以下為國華呼倫貝爾發電公司主控DCS系統網絡示意圖：

3 ?輔控DCS系統

煙氣脫硫控制系統（FGD-DCS）分為三個域，域號與主機重名，但其相對獨立于主機DCS控制系統，不能與主控系統同時互相操作，控制室布置在除灰綜合樓。

在FGD-DCS工程中：0號域―脫硫公用系統，1號域―#1機組脫硫控制系統，2號域―#2機組脫硫控制系統。脫硫單元機組共設3個控制站，以1號域為例，其中：脫硫控制柜：#10到#12站。脫硫公用系統為0號域：#16到#20站。

4 ?主輔控DCS系統一體化方案的研究

國華呼貝電廠脫硫FGD-DCS系統目前是一套獨立于主機DCS系統，針對已經投產的國華呼貝電廠，現對以下三個方案進行研究。

4.1 方案一

將脫硫DCS控制系統完全合并到主機DCS系統中，脫硫DCS系統不再作為單獨的DCS控制系統。將脫硫上層、下層控制全部移到主控進行控制，控制柜保留在原控制室，作為遠程站使用，取消脫硫服務器柜、工程師站，實現完全融入主機DCS系統。將#0脫硫系統的控制站#16站—#20站合并到主機公用系統中;#1脫硫系統控制站#10站—#12站合并到#1機組DCS系統;#2脫硫系統控制站#13—#15站合并到#2機組DCS系統。原脫硫數據庫測點合并到主機數據庫中，更改脫硫與主機的重名點，歸納脫硫點的組數不超過主機上線，降低數據庫點數。按照原脫硫系統硬件布置進行設備組態，邏輯組態，畫面組態。

4.2 方案二

脫硫DCS系統下層網絡仍獨立于主機DCS系統，上層網絡與主機DCS系統上層網絡級聯，融入主機DCS系統。控制柜、服務器柜、依舊保留在原控制室，作為遠程站使用，上層顯示融入主機DCS系統。將1號脫硫DCS系統與1號主機DCS系統130、131網絡連接，2號脫硫DCS系統與2號主機DCS系統130、131網絡連接，公用脫硫DCS系統與公用主機DCS系統130、131網絡連接。1號、2號、公用脫硫操作畫面并入1號、2號、公用主機操作員站畫面中。在滿足現場實際情況的同時，實現主輔控DCS系統一體化功能。

4.3 方案三

脫硫DCS系統作為獨立于主機的DCS系統，脫硫DCS系統服務器、工程師站保留在脫硫電子設備間內不變。取消脫硫集控室內脫硫操作員站，將其用光纖遠傳至主機集控室。較前兩個方案，方案3較易實現，費用不高，經濟性更強。但脫硫DCS系統仍獨立于主機DCS系統。

5 ?國華呼貝電廠主輔控DCS系統一體化的實施

鑒于方案一中實施的難點，服務器中數據庫組數的限制，模擬量緩存的限制，網絡負荷和服務器負荷的驟升，歷史服務器緩存的限制。最終根據國華呼貝電廠的實際情況，選取方案二進行實施施工。

5.1 網路結構方面

從脫硫電子設備間拉6路光纖到主機電子設備間。并取消原脫硫1號機組與公用系統130、131網級聯，脫硫2號機組與公用系統130、131網級聯。防止構成環網，造成數據擁堵、網絡癱瘓。敷設脫硫電子設備間至主機電子設備間的光纖清單如下：

主機盤前新加三臺操作員站，從1號機增加至1號盤前二臺，2號機增加至2號盤前一臺，其余操作員站原位置不動。

5.2 軟件實施方面

原脫硫域號為0號域、1號域、2號域與主機重名，一一更改域號，脫硫DCS系統更改域名：#0域改域號為#4域，#1域改域號為#5域，#2域改域號為#6域。1號脫硫系統、2號脫硫系統、公用脫硫系統的全部數據庫、域間變量域號更改，更改1號脫硫系統、2號脫硫系統、公用脫硫系統工程師站以及服務器節點站號并重裝，保證不與主機重名。公用脫硫DCS系統服務器新命名225、226，1號脫硫DCS系統服務器新命名227、228，2號脫硫DCS系統服務器新命名229、230，1號脫硫DCS工程師站新命名236，2號脫硫DCS工程師站新命名237，公用脫硫DCS工程師站新命名238。并對相應控制站初始化下裝。

6 ?結語

國華呼貝電廠主輔控DCS系統一體化方案的選取與實施充分考慮到該工程原設計中DCS系統的網絡機構、設備工藝、控制策略等因素。成功選取并實施主輔控一體化控制，實現了在一臺操作員站中完成主輔控多個工藝系統被控設備和工藝參數的所有監視、控制、操作，并對系統優化、降低網絡負荷率、減少組態及維護工作量的方面做出一定貢獻。

參考文獻

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