華電包頭發電廠DCS升級改造

摘 要：隨著電廠自動化水平的不斷提高，電廠的大腦控制系統DCS的地位隨之攀高，進而對DCS控制系統的穩定性和可靠性的要求也就越來越高。華電包頭發電有限公司的上位機控制系統（DCS）為上海福克斯波羅公司的I/A Series。由于當初DCS網絡設計問題一直對機組安全運行存在著隱患，并且I/A Series硬件的更新換代，對于一些重要備件已購置不到。由此，對此DCS系統進行了升級改造與優化。

關鍵詞：DCS；升級改造；網絡結構；隱患；I/A Series；控制器

一、改造的必要性、可行性

（1）網絡結構改造，解決由于跨控制器和跨LAN卡通訊點較多引起的網絡通訊中斷或死機問題。（2）一些控制器由于I/O點設計較多，且運算量較大，或者組態過程中設置了過多的報警點，造成了負荷和空閑容量登指標都超過正常范圍，對機組安全穩定運行極為不利，特別是CP1001、CP1009、CP2001、CP2009。

二、改造方案

（1）網絡結構改造，解決由于跨控制器和跨LAN卡通訊點較多引起過的網絡通訊中斷或死機問題。 具體措施為：LAN卡升級到ATS卡，通過ATS接口卡實現公用系統和單元機組的通訊；同時搭建ATS卡運行需要的Mesh平臺，徹底杜絕因為幾個機組大數據量互相訪問導致系統奔潰的現象發生。（2）解決控制器負荷過高問題。在搭建好Mesh平臺后，對于負荷較高的控制器，將其升級到FCP270。利用高性能的產品，實現較低的運行負荷；對于那些負荷及其高的控制器，可以考慮通過增容，分擔其現有任務，達到降低負荷的目的；（3）SOE點增容：目前系統的SOE功能是集中布置在CP1001下，因此在系統不做大的改動的情況下，增加的SOE點也必須布置在該控制器下。在該控制器下增加一對FCM10e通訊卡和若干FBM207c卡件。考慮到現場機柜空間有限，可能需要再增加機柜；

三、方案的實施過程

查看組態邏輯：在改造前，均在#1、#2機組的組態邏輯中有軟邏輯的連接，為了消除這些連接，就得用硬線實現，修改邏輯，增加I/O卡件。改造步驟如下：利用#2機組檢修機會首先（1）將#2號機組DCS與原系統網絡分離，AW2001， 工程師站

的系統備份， 重裝， 恢復， I/A軟件，AW2002工程師站的系統備份， commit重定義， 恢復， I/A軟件 。（2）新增AW7012工程師

站， I/A軟件 ， CP2001， CP2009原CP60換成FCP270和10塊新FBM DIN板，通過新增24光口交換機 和ATS002接入原2號DCS系統。（3）將原CP2001， CP2009的ICC組態遷移至新增

FCP270中， 現場排線，修改ICC組態，CP， FBM， Eeprom版本升級， 系統補丁安裝， 將原2對CP負荷由76%，101% 降為35%，38%，新舊流程圖修改， 歷史庫組態， 趨勢畫面， ICC組態， 聲光報警的完善， 20對CP初始化， 組態恢復， 新增FCP270機柜，交換機柜的電源，網絡冗余切換等各項工作， 保證2號DCS系統良好運行。將原有的WP2005操作員站改為公用系統WP0002操作員站。（4）將1號DCS與原系統網絡分離，AW1001，工程師站的系統備份，重裝， 恢復， I/A軟件，AW1002工程師站的系統備份， commit重定義， 恢復， I/A軟件。（5）新增AW7011工程師站， I/A軟件， CP1001， CP1009原CP60替換成FCP270和10塊新型FBM DIN板，通過新增24光口交換機和ATS001接入原1號DCS系統。（6）將原CP1001， CP1009的ICC組態遷移至新增FCP270中， 現場排線，修改ICC組態，CP， FBM， Eeprom版本升級， 系統補丁安裝， 將原2對CP負荷由77%，102% 降為28%，32%，新舊流程圖修改， 歷史庫組態， 趨勢畫面， ICC組態， 聲光報警的完善， 20對CP初始化，組態恢復新增FCP270機柜，交換機柜的電源，網絡冗余切換等各項工作， 保證1號DCS系統良好運行。（7）公用DCS系統，AW0002工程師站的系統備份， commit重定義， 恢復， I/A軟件。（8） 對公用DCS系統CP

0001和CP0009的ICC組態進行相位調整，2對CP初始化，組態恢復，將2對CP的相位負荷由原來的120%，160% 降為70%， 80%，現2對CP負荷為35%， 49%保證公用DCS系統良好運行。將原有的WP1005操作員站改為公用系統WP0001操作員站。

四、改造后存在的問題

由于本次改造所申請的費用有限，雖然改造項目按計劃完成，但任存在一些遺留問題：（1）由于51F工程師站歷史庫容量有限，有些重要歷史數據未進入歷史庫。（2）一些重要CP負荷如CP2002、CP2010、CP1002、CP1001等相位分配已經有所調整，但是 負荷任接近要求上限值。

五、投入使用后評價及達到經濟效益分析總結

通過本次升級改造項目，解決了公用系統通訊中斷的歷史遺留隱患，使硬件設備更可靠，系統更穩定安全，減少出現因DCS控制系統不穩定給機組運行帶來的巨大安全隱患，提高我廠機組的安全運行水平。