國產(chǎn)DCS系統(tǒng)在我省熱控改造中的應用

　　摘要：介紹了國產(chǎn)分散控制系統(tǒng)（DCS）－電科院開發(fā)的EDPF－2000系統(tǒng)在我省西固電廠＃10爐熱控改造中應用情況．
　　
　　一、概述
　　
　　甘肅電網(wǎng)位于西北電網(wǎng)的中心，南接青海、北接寧夏、西延新疆、東送陜西，在電網(wǎng)中起到十分重要的作用。而作為電網(wǎng)支撐點的電源點--發(fā)電廠的安全、可靠、經(jīng)濟運行就尤為重要。由于我省新老火電機組熱工控制水平較不平衡，新機組大多采用可靠性高的DCS分散控制系統(tǒng)，如靖遠電廠的WDPF系統(tǒng)、平?jīng)鲭姀SOVATION系統(tǒng),而中小型機組（100MW及以下）則大多采用常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，如二熱電廠，永昌電廠，隨著我省電力工業(yè)改革的不斷發(fā)展和深入，以及廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)的不斷深化，如何使中小型機組在新的形勢下適應電網(wǎng)不斷提高的安全、經(jīng)濟運行的發(fā)展需要，將成為今后工作的重點。當前我省中小型機組的技術(shù)改造迫在眉睫，而如何選擇可靠性高，組態(tài)方便，操作靈活，性能價格比高的國產(chǎn)DCS就尤為關(guān)鍵。
　　
　　蘭州西固熱電有限公司#10爐為我國60年代末期投資建成的鍋爐,原熱工控制系統(tǒng)為常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，2001年底經(jīng)省電力公司批準決定向社會公開招標對其進行技術(shù)改造。
　　
　　通過對DCS主控設備可靠性和性價比的深入細致的分析和比較，zui終確定中國電力科學研究院開發(fā)的EDPF-NT系統(tǒng)為DCS主控設備，北京施耐德電氣公司的ModiconTSXQuantum產(chǎn)品為鍋爐FSSS主控設備。
　　
　　二、DCS改造范圍及系統(tǒng)配置
　　
　　根據(jù)《蘭州西固熱電有限責任公司#10爐計算機控制系統(tǒng)（DCS）改造項目招標文件》和《蘭州西固熱電有限責任公司#10爐FSSS改造項目招標文件》的要求，#10爐熱工控制系統(tǒng)改造分為FSSS（鍋爐滅火保護系統(tǒng)）和DCS（分散控制系統(tǒng)）改造兩部分。其中FSSS系統(tǒng)主控設備選用了美國Schneider公司的ModiconTSXQuantum系列PLC,系統(tǒng)設計總點數(shù)為160點。火檢裝置為中能公司研制開發(fā)的ZFDZ系列智能型火檢裝置。DCS系統(tǒng)主控設備選用中國電力科學研究院獨立開發(fā)、擁有*自主版權(quán)的EDPF-NT分散控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設計總點數(shù)為356點，其中模擬量點為164點（包括熱電偶及熱電阻），實際使用140點；開關(guān)量點為192點，實際使用105點（SOE共56點）。FSSS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)由不同的硬件組成，F(xiàn)SSS、DCS系統(tǒng)既相對獨立又相互關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)配置操作員2個，工程師站1個。
　　
　　FSSS系統(tǒng)采用雙CPU、雙電源、重要的I/O點冗余配置。這種配置可使任意CPU、電源、重要的I/O點故障時，不影響系統(tǒng)的正常運行。
　　
　　為可靠起見，F(xiàn)SSS系統(tǒng)除了在#1操作員站操作外，還保留了FSSS備用操作面板，重要的操作及顯示還可在FSSS備用操作面板上實現(xiàn)。
　　
　　三、DCS、FSSS功能及特點
　　
　　EDPF-NT是由中國電力科學研究院獨立開發(fā)、擁有*自主版權(quán)的分散控制系統(tǒng)。EDPF-NT系統(tǒng)是吸取90年代上眾多同類系統(tǒng)的*思想，并充分結(jié)合我國國情而設計開發(fā)的一套分散控制系統(tǒng)。EDPF-NT系統(tǒng)以迅速發(fā)展的網(wǎng)絡通訊技術(shù)為基礎，以面向功能和對象而實現(xiàn)的"站"為基本單元，再配以*特色的分布式動態(tài)實時數(shù)據(jù)庫，加之專門為分散控制系統(tǒng)而設計、開發(fā)的高性能的全分散型智能測控子系統(tǒng)，使之成為一套集現(xiàn)代設計思想和現(xiàn)代技術(shù)于一體的*系統(tǒng)。具有以下特點。
　　
　　1）高可靠性和高可利用率
　　
　　EDPF-NT系統(tǒng)所有重要設備和環(huán)節(jié)全部采用冗余設計，所有重要功能都采用了多重容錯方式實現(xiàn)，以確保系統(tǒng)的可靠性。
　　
　　具有良好的可維護性
　　
　　EDPF-NT具有完善的自診斷功能，并以CRT畫面形式全面提供自診斷信息，可診斷網(wǎng)絡、站、模塊，直到I/O點，通過這些信息，用戶可及時、準確地進行故障定位，將維修時間減至zui少。
　　
　　2）具有良好的適應性
　　
　　可通過組態(tài)來配置應用規(guī)模，實現(xiàn)從大規(guī)模應用到小規(guī)模應用的廣泛適應性，系統(tǒng)還允許將多個站的功能集成在一個站實現(xiàn)，以滿足有特殊要求的工程或微型工程的需要。
　　
　　3）具有良好性能價格比
　　
　　系統(tǒng)費用約為同類進口系統(tǒng)的30％到50％，運行后的維護費用約為1/10；如果考慮到服務、維修及備品備件的本地化，中文界面和中文文檔資料的使用方便性等因素，較之國外系統(tǒng)將有更大優(yōu)勢。
　　
　　4）系統(tǒng)安全耐用，抗*力強
　　
　　強化的結(jié)構(gòu)設計，所有I/O模塊和電源模塊采用全封閉結(jié)構(gòu)，防塵、防靜電、抗電磁干擾。I/O卡可適應現(xiàn)場惡劣環(huán)境。
　　
　　EDPF-NT系統(tǒng)的所有輸入/輸出模件，均滿足ANSI/IEEE427"沖擊電壓承受能力試驗導則（SCW）"的規(guī)定，在誤加250V直流電壓或交流峰一峰電壓時，不損壞系統(tǒng)模件。尤其值得一提的是：EDPF-NTDCS系統(tǒng)的輸入模件均設計安裝了獲得技術(shù)的通道過電壓保護電路，強電輸入將使通道阻塞，撤除強電信號后，通道自動恢復工作，真正實現(xiàn)了誤加380伏交流信號不損壞器件。
　　
　　5）系統(tǒng)設計簡潔
　　
　　力求用zui少種類和設計的I/O卡滿足復雜的應用要求:16個熱偶、熱阻、電壓、變送器等信號可以接入同一個AI模塊,大大有利于設計和電纜敷設.。
　　
　　所有DI輸入均可由軟件定義為SOE，分辨率優(yōu)于1ms。對于重要的AO輸出，可以作到通道間的雙冗于結(jié)構(gòu)，以進行重要的模擬量輸出控制，兩塊AO卡輸出熱備份，無擾切換。
　　
　　6）系統(tǒng)處理周期快、控制精度高，自診斷能力強，滿足用戶的高要求系統(tǒng)zui快處理周期達30ms。各類型模擬量采集精度均優(yōu)于1‰。模擬量輸出精度也優(yōu)于1‰。具有完整的分層自診斷功能，可診斷網(wǎng)絡、站、I/O卡件直至I/O點。
　　
　　7）系統(tǒng)組態(tài)方便，易學易用，而且操作方便
　　
　　漢化界面，運行人員可以在任何操作畫面上查看任一點的詳細信息,而不需要專門查看數(shù)據(jù)庫。
　　
　　四、結(jié)束語
　　
　　西固電廠#10爐FSSS、DCS系統(tǒng)既相對獨立又相互關(guān)聯(lián)。FSSS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)由不同的硬件組成，這種結(jié)構(gòu)zui大限度地發(fā)揮了ModiconTSXQuantum系統(tǒng)和EDPF-NT系統(tǒng)的優(yōu)勢，從電力行業(yè)的應用情況來看，可以說是zui可靠、的系統(tǒng)構(gòu)成。就目前國內(nèi)200MW及其以下機組國產(chǎn)化DCS的應用而言EDPF-NT系統(tǒng)具有地位。
　　
　　經(jīng)測試EDPF-2000各項指標均符合電力部規(guī)劃院頒布的《火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書》（G-RK-95-51）的質(zhì)量標準要求。
　　
　　通過此次技術(shù)改造，極大地提高了#10爐運行的可靠性和經(jīng)濟性，降低了運行人員的勞動強度，減輕了檢修人員的維護量。
　　
　　改造后近兩年的運行實踐證明未出現(xiàn)過保護誤動和拒動現(xiàn)象，保護動作正確率。自動投入率86%。DAS投入率。減少了非正常停爐的次數(shù)，節(jié)約了燃油。降低了生產(chǎn)成本。
　　
　　目前該系統(tǒng)已在國內(nèi)130多家電力行業(yè)應用，改造的zui大單機容量為到300MW。我省繼西固熱電有限公司#10爐改造后蘭州第二熱電廠在DEH改造中（由我所調(diào)試項目）也成功應用了EDPF-NT。結(jié)合我省經(jīng)濟情況，目前除了靖遠電廠、平?jīng)鲭姀S以及西固電廠#9、#10機采用了美國西屋公司的WDPF和OVATION分散控制系統(tǒng)外，蘭州第二熱電廠、西固熱電廠、永昌電廠、連城電廠等100MW型機組面臨技術(shù)改造，西固電廠#10爐熱控系統(tǒng)的成功改造為今后的我省熱控DCS的改造開創(chuàng)了新的思路，相信必將有廣闊的推廣前景。