分散控制系統(tǒng)（DCS）對大型單元機組各溫度群的采集和檢測

　　摘要：本文介紹了將大型火力發(fā)電機組爐機金屬溫度、發(fā)電機內(nèi)部溫度等溫度群納入DCS統(tǒng)一監(jiān)視的三種方案，并對各方案的實施方法和特點做了簡單評述。
　　
　　大型單元機組各項溫度群，指的是爐機金屬壁溫、輔機軸承及電動機線圈溫度、發(fā)電機定子鐵芯線圈和冷卻水溫度等，以采用中速磨直吹制的引進型300MW機組為例，這部分測量點共約350點左右，詳細(xì)內(nèi)容見右表。
　　
　　由於測量點較多，在以前的工程中，大多采用多臺巡測儀安裝在BTG盤上檢測報警，或者采用國產(chǎn)遠程數(shù)據(jù)采集器在現(xiàn)場采集，獨立組成一個小型DAS系統(tǒng)，在操作員臺放置了臺CRT進行監(jiān)視。
　　
　　隨著大型單元機組以DCS為中心監(jiān)視水平的提高，目前已明確要求將上述溫度群納入DC$統(tǒng)一在運行員站CRT上監(jiān)視。歸納起來，其納入方案有三種，以下分別作一闡述。　　1．采用帶通訊接口的巡測儀
　　
　　目前，一般智能型溫度巡測儀都具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232通訊接口，多臺巡測儀的串行口通過集線器（分配器）再和CDS中承擔(dān)DAS功能的過程控制單元的外接RS232接口相聯(lián)。為防干擾，中間可設(shè)置光電隔離。此種方案已在清河電廠（200MW），錦州電廠（200MW）和南京下關(guān)電廠（125MW）中采用。
　　
　　按照上述350點檢測點規(guī)模，采用此方案需配置6臺60點巡測儀，加上網(wǎng)絡(luò)配件和軟件費用，共需費用約14—16萬元。
　　
　　該方案投資費用較低，一般適用于中小型機組，特別是老機組改造，可直接替換原有儀表，毋需增敷電纜，可以明顯減少改造工作量，縮短改造時間。
　　
　　但是由於巡測儀采集精度較低，可靠性較差，與DCS不相協(xié)調(diào)，也不利于縮小BTG盤面布置，因此在大型新建或擴建機組中不宜采用。
　　
　　2．采用國產(chǎn)遠程智能數(shù)據(jù)采集器
　　
　　國產(chǎn)遠程數(shù)據(jù)采集器在國內(nèi)火電廠應(yīng)用已很普遍，也較成熟。每臺采集器現(xiàn)場采集量一般為20點模擬量輸入。可以方便地安裝在被采集檢測點附近，真正做到物理分散，降低了安裝工作量，節(jié)省大量電纜。
　　
　　遠程數(shù)據(jù)采集器在現(xiàn)場用網(wǎng)絡(luò)相連，組成系統(tǒng)。它和DCS聯(lián)網(wǎng)方式一般有兩種。zui通用的方式是采用一臺工業(yè)PC機將遠程數(shù)據(jù)采集信息處理后再通過標(biāo)準(zhǔn)串行接口與DCS相聯(lián)。大多數(shù)DCS的過程控制器上，例如INFI90的MFP，WDPFⅡ和MAXl000PLUS系統(tǒng)的DPU以及XP系統(tǒng)中的AP都提供有標(biāo)準(zhǔn)串行接口，相聯(lián)很方便。如右圖所示：
　　
　　上述通過串行接口的連接方式，雖然通訊速率較低，但對350點左右溫度群的檢測，已足以滿足要求。
　　
　　另一種和DCS相連的方式是通過DCS中的PC接口，直接將遠程采集器網(wǎng)絡(luò)的PC通訊卡插入PC插槽。作為DCS網(wǎng)上的一個結(jié)點實現(xiàn)和DCS的融合，使其速率和可靠性都得到提高。　　
　　采用這一方式在多數(shù)DCS中是可行的。例如，INFI90系統(tǒng)中INFINET網(wǎng)上的CIU（計算機接口單元）；WDPFⅡ系統(tǒng)中的WESTNET上的PCH，以及MAXl000PLUS系統(tǒng)中MAXNET上的MAXSERVER等。
　　
　　無論采用上述串行接口還是PC總線插卡方式。對DCS硬件并無太大影響。在軟件方面，需要增加軟件接口和組態(tài)工作量，主要是增加驅(qū)動接口軟件。同時還需要互相提供嚴(yán)格準(zhǔn)確的接口協(xié)議和信息交換方式，例如：RS—232C標(biāo)準(zhǔn)下的數(shù)據(jù)編碼格式或PC總線標(biāo)準(zhǔn)下的數(shù)據(jù)讀寫格式等等。
　　
　　按本文前述的350點溫度檢測，考慮地理位置分散的要求，約需配置20-24臺現(xiàn)場采集器。一臺工控PC機和相應(yīng)的通訊卡等附件，硬軟件費用約60—70萬元。
　　
　　采用國產(chǎn)數(shù)據(jù)采集器和DCS相聯(lián)實現(xiàn)對溫度群檢測的方式是一種投資省、效果好，切實可行的方式，應(yīng)該提倡推廣。這一方式目前已在不少電廠獲得應(yīng)用，其中用于300MW機組的有湘潭電廠、西柏坡電廠，望亭電廠和銅陵電廠等。
　　
　　3．采用DCS系統(tǒng)本身的遠程I／O站
　　
　　目前在火電廠中使用較普遍的幾種DCS，都有各自的遠程I／O，其配置方式和技術(shù)條件不盡相同，主要技術(shù)參數(shù)見附表所示。　　總的來說，采用DCS本身的遠程I／O，具有硬軟件一體化的優(yōu)點，不需要有硬件接口的配合和軟件的開發(fā)工作量，有的DCS廠商在遠程I／O的應(yīng)用上也有成熟的經(jīng)驗和業(yè)績。目前來看其主要問題有二點，一是相比國產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器價格要高，一般是國產(chǎn)的一倍或以上；二是不少廠家產(chǎn)品的分散度不夠，一個zui小配置的遠程站往往是64點或更多的模擬量輸入，很難做到現(xiàn)場靠近檢測點分散布置，并盡可能多地節(jié)省電纜。
　　
　　但是隨著DCS現(xiàn)場總線技術(shù)的迅速發(fā)展，遠程I／O產(chǎn)品也會為適應(yīng)這，一趨勢而不斷更新，其應(yīng)用前景是美好的。