火電廠某典型分散控制系統IO配置可靠性全面優化

摘要：托電公司8*600MW及2*660MW機組DCS采用艾默生公司OVATION系統，該控制系統設計先進，功能齊全，運行可靠。然而智者千慮必有一失，設計再先進考慮再齊全的系統總有其局限性及缺點。本文主要講述從OVATION系統在硬件的設計安裝角度，考慮到機組重要冗余IO測點分布去優化卡件槽位及通道的配置。本文首先詳細介紹OVATION系統機柜，分支（也稱BRANCH），槽位（IO卡件），分支保險及卡件保險的配置方法，從電源供電方式到每一塊卡件與控制器通信都進行了詳細的說明，并對缺點進行了闡述。之后文章針對控制系統的缺點進行IO信號進行可靠的配置，保證系統在出現問題的情況下能夠將影響最小化。

關鍵詞：分支;槽位;保險;分散

中圖分類號：TM621 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-9129（2017）16-0026-01

Abstract：Tkt Power company 8*600MW and 2*660MW unit DCS using Emerson OVATION system， the control system design advanced， full-featured， reliable operation. However， Homer sometimes nods， then consider the advanced system design complete has its limitations and shortcomings. This article mainly from the OVATION system in the hardware design and installation angle， considering the unit important redundant IO measurement point distribution to optimize card slot and channel configuration. This paper first introduced the OVATION system cabinet， branch （BRANCH）， slot （IO card）， branch of insurance and insurance card configuration method， from the power supply to each piece of card and the communication controller are described in detail， and the disadvantages are described. After the article for the shortcomings of the control system IO signal for reliable configuration， to ensure that the system in the case of problems can minimize the impact.

Key words：branch;slot position;safety;dispersion

1 前言

托電公司使用的DCS為艾默生過程控制公司OVATION系統，該系統設計先進，功能齊全，運行可靠。本文主要從機組重要IO測點分布配置可靠性要求出發，針對運行多年來發現該DCS系統一些特點進行優化配置。OVATION系統涉及IO測點的有關設備主要有機柜，分支，卡件，保險以及相連接的通信及電源電纜，最后就是通信。

2 OVATION系統機柜及分支配置方式的介紹

由圖可知，每個機柜正面（反面）有兩個分支（稱為BRANCH），兩個分支頂端通過ROP板相連，ROP板給兩個分支供電，也是兩個分支通信的中轉站。主柜正面兩個分支ROP板電源由電源分配板提供，通信是和控制器（CPU）通過金手指直接相連。主柜背面電源來自電源分配板，通過一根串口通信電纜接至主柜正面ROP板。-1擴展柜正面電源來自電源分配板，通信是由一根串口通信線連接至主柜背面ROP板。-1擴展柜背面ROP板電源及通信都連接至自-1擴展柜正面ROP板。-2擴展柜電源來自-2擴展柜的背面電源（單獨電源），通信來自主柜正面ROP板。-2擴展柜背面ROP板電源來自電源分配板，通信線連接至正面ROP板。-3擴展柜正面ROP板電源來自-2擴展柜背面電源分配板，通信來自-2擴展柜背面ROP板。-3擴展柜背面ROP板電源及通信均來自機柜正面的ROP板。從這里就可以看出，最可靠的就是主柜正面的兩個分支。

3 冗余IO信號可靠性優化

3.1開關量輸出信號。

（1）這里主要想說的開關量輸入信號主要指互為冗余設備的狀態監視，還有一些冗余信號主要是作為保護連鎖的壓力溫度等。對于互為冗余設備的狀態監視監視信號，運行中的設備跳閘信號發出后，DCS要及時發出冗余備用設備啟動指令，所以設備的狀態信號很重要。還有就是冗余的作為保護連鎖的開關量信號，比如爐膛負壓等。這些信號都需要分配在不同的分支上。

（2）用于保護的開關量輸入信號配置。機組大量保護使用開關量信號進行判斷，其中大部分信號使用SOE卡，信號攝取方式主要是“三取二”。為了保證信號可靠性，也要將冗余信號分配在不同的分支上，保證連鎖保護可靠。

3.2模擬量輸出信號。機組模擬量輸出信號可靠性主要是針對一些閥門的指令信號，例如高低加的正常疏水門及事故疏水門，鍋爐各臺磨煤機、給煤機的指令信號，風機的動葉指令等等。以一號高加為例，其正常疏水門和事故疏水門必須在不同的分支上，以保證安全。每套制粉系統，給煤機煤量指令，熱風門，冷風門等指令屬于控制同一套對象，可以配置在一套卡件。但和另一套制粉系統不能在同一分支上。還有AB引風機，AB送風機，AB一次風機的動葉指令也不能在同一個分支上。

4 結論

通過文章中論述，為了保證信號的可靠性，要將DCS存在不可靠造成的風險降低到最低。這就需要火電廠熱控設計人員提前考慮，在設計機柜出線圖時充分考慮DCS系統硬件特點，合理布置重要IO測點的位置。文中提到的OVATION系統，按照本文中所列舉的方式進行IO通道的合理布置，能夠規避DCS存在的一些缺點產生的安全隱患，提高熱控設備運行可靠性。托電公司已經利用機組停運的機會按照文中所列的方式進行的通道優化。保證了設備運行可靠。

參考文獻：

[1]侯新建.火電廠分散控制系統信息安全[J].自動化博覽.2015.z2

作者簡介： 王志良（1985.11.06），男，工程師，畢業于華北電力大學，現任內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司設備部熱控室班長。