演馬電力3#機組DCS系統升級改造

焦作演馬電力有限責任公司 申宏棟 李穎娜 杜海強

演馬電力3#機組DCS系統升級改造

焦作演馬電力有限責任公司 申宏棟 李穎娜 杜海強

演馬電力3#機組容量為25MW，所用鍋爐為130T循環流化床鍋爐，DCS系統采用北京和利時公司SmartProV2.0系統，熱控設備采用III型儀表。演馬電力3#機組于2002年10月投入運行，DCS系統運行已有7年，自2007年開始經常出現數據死機，主控下裝程序有時出現故障，機組運行的安全可靠性得不到保障，滿足不了機組優化控制的要求，為適應電力技術飛速發展，2009年9月，進行了3＃機組DCS控制系統升級改造。

一、系統介紹

DCS系統采用MACS系統，實現機、爐、電一體化微機監控。控制站按生產工藝系統劃分，共為3個I/O站：10＃站為鍋爐系統；11＃站為汽機系統；12＃站為電氣系統。

二、功能特點

系統軟件平臺采用WindowsNT4.0操作系統中文版，控制系統為和利時SmartProV2.0系統。系統各個工作站采用相同的主控單元FM811，同類型的I/O點采用相同的I/O模件。操作員站、工程師站采用相同的硬件配置及軟件平臺。各子系統的應用功能均用同一種圖形組態工具實現。

系統管理網絡SNET采用并行冗余100M總線結構的以太網，控制級網絡（現場總線級網絡FBUS）采用標準EN10570的現場總線PROFIBUS-DP/PA現場總線。采用CLIENT/SERVER（客戶/服務器）結構，所有的數據管理和處理均由系統服務器完成，使系統內部各項數據更加準確，并確保一致性。每個客戶機申請的數據被打包后快速的、有效的傳遞，大幅度降低通訊負荷，同時使系統的各項任務分配更加合理。

主控單元、系統服務器、網絡現場控制站的主控單元上的以太網卡、現場控制站內的24V系統電源、48V現場電源均以熱備份方式冗余配置，在出現故障時能夠自動無擾切換，并保證不會丟失數據。

該系統的I/O模塊、主控單元、網絡運行具有狀態實時監測、自診斷與故障報警功能。I/O模塊、主控單元上固化了相應的軟件。I/O模塊采用光電隔離且均支持帶電熱插拔。模件具有看門狗定時器電路，可使模塊在異常情況下自動復位。

在現場控制站硬件設計中采用大量的先進技術，模塊采用低功耗元器件，降低整體的熱損耗，同時在機柜中設計了通暢的風道。

三、升級前存在的問題

在升級改造前，整套系統運行已7年，系統穩定性差，控制站故障高，經常出現卡件通訊不暢、不能正常工作；6臺FM811主控單元廠家已停產，沒有配件，經常出現小故障；操作員站6臺主機已經到服務年限，容易出現死機、通訊不暢等現象；主要配件也已停產。

四、升級方案及實施過程

1.經過技術分析，將DCS系統升級，采用原廠家系統，保留原有的I/O站，及原有模塊；將6臺主控單元FM811升級為新產品FM801；6臺操作員站DELL奔四工控機升級為HP雙核工控機；操作系統由WindowsNT升級為WindowsXP；系統軟件由SmartProV2.0系統升級為SmartPro3.1.3；兩臺交換機換為性能更好的3COM交換機；網線更換為機壓網線。這種升級方案投資少，工期短，原操作界面不變，運行人員熟悉，并能解決出現的通訊不暢、死機等現象，保證DCS系統的安全、穩定運行。

2.演馬電力公司中修期間，對DCS系統升級，升級前期對DCS控制系統工程在廠家進行在SmartPro3.1.3平臺下測試，測試結果穩定正常。改造共分為以下幾步實施：（1）對機壓網線進行布線，改造機柜內部電源線路，安裝機籠。（2）6臺主控單元布線安裝。（3）6臺操作員站主機軟件安裝、參數設置。（4）將備份的工程進行導入工程師站，做好安全措施，下裝調試6臺主控單元下層程序。啟動主服務器，調試人機界面程序。（5）進行主控單元掉電試驗、主從切換試驗，主、從服務器切換、掉電試驗。（6）進行模擬量輸入、輸出試驗，開關量輸入、輸出試驗，連鎖試驗。（7）機組運行后48小時運行正常。

五、升級過程中出現的問題及處理

在升級過程中出現了汽機循環泵聯鎖程序差錯，投入1#泵閥聯鎖后2#泵出口蝶閥自動開，經檢查是升級后原函數定義發生變化造成，經修改新的函數后，程序正常。

升級后，出現了電氣畫面中的勵磁電流及定子線圈溫度有時出現無數據，顯示##.com；主、從服器人機界面無數據；及多臺人機界面無數據現象。分析認為，可能是系統軟件升級至SmartPro3.1.3，但人機界面模版是2.0版本，未升級至3.0模版造成的。經過升級后運行正常，未再出現無數據現象。

六、效果

1.升級設備性能穩定可靠、故障率低，與原有設備完全兼容。

2.操作員界面優越性顯著，功能得到拓展。

3.通訊速率大為提高，通訊模件采用了冗余配置。

4.工程師工作站工作環境簡化，功能齊全，系統維護方便。

5.擴展了DCS系統的控制范圍，提高了機組的集控水平，降低了維護費用。

6.解決了原系統死機、卡件通訊不暢的問題，消除了系統老化帶來的不安全因素，提高了系統的可靠性。

7.提高了事故快速響應能力及事故分析、排查信息，保證了系統的安全運行。