Symphony Plus系統(tǒng)控制器電源改造優(yōu)化

何婭妮，侯保成

（國能寧夏鴛鴦湖第一發(fā)電有限公司，寧夏 銀川 750410）

0 引 言

某電廠二期項目分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）采用ABB貝利公司的Symphony Plus系統(tǒng)，Symphony Plus系統(tǒng)因具有高靈活度、可擴展性強等特點被廣泛應(yīng)用于火電廠控制領(lǐng)域[1]。Symphony Plus系統(tǒng)硬件是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，由控制器、通訊接口模件、輸入輸出模件組成。Harmony Process Controller（HPC800）控制器則是Symphony Plus系統(tǒng)最基本的控制單元，由一個控制處理器（HC800）、一個通訊處理器（CP800）、一個具有雙模件安裝槽位的底座（MB810）、網(wǎng)絡(luò)終結(jié)器（TER800）以及通訊端子單元（CTB810和CTB811）組成，如圖1所示。其中HC800執(zhí)行過程控制和組態(tài)管理，CP800 執(zhí)行到PN800網(wǎng)絡(luò)的通信處理。

圖1 DCS系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

HPC800是一個高性能、大容量的過程數(shù)據(jù)處理器，并參與完成過程控制，用來支持發(fā)電廠DCS系統(tǒng)總體的控制需求，實現(xiàn)從離散、連續(xù)到批量以及更高級的控制應(yīng)用。HPC800控制器環(huán)境也可以執(zhí)行包括數(shù)據(jù)和程序密集度要求更高的過程控制應(yīng)用程序。

HPC800控制器的HC800和CP800處理器模塊均支持硬件冗余。冗余需要兩塊HC800和兩塊CP800模件。每個MB810底座都有自己的電源輸入，因此使得每個HPC800能夠獨立獲得電源。備用的HC800或者CP800模件使用專用的冗余通信電纜實時監(jiān)控其主模件，當(dāng)備用控制器檢測到主模件故障時則實現(xiàn)無擾動切換。當(dāng)這種情況發(fā)生時，備用控制器承擔(dān)主模件開始工作，主模件處于離線狀態(tài)。本發(fā)電廠DCS系統(tǒng)采用兩套控制器冗余配置方式，冗余選項可以用于控制、I/O和通信的所有級別，提供了更大的靈活性和應(yīng)用性。

在電廠DCS系統(tǒng)運行維護(hù)中，由電源系統(tǒng)引起的DCS故障危害更大，不僅造成機組非計劃停運，還可能損壞DCS模塊，使恢復(fù)工作變得更加困難[2]。因此火力發(fā)電廠DCS系統(tǒng)供電的可靠性對DCS系統(tǒng)的安全運行起著至關(guān)重要的作用，也影響到整個機組的安全可靠運行[3]。

1 HPC800控制器原始電源配置

1.1 HPC800控制器電源配置說明

給 Symphony Plus 系統(tǒng)供電的電源分別取自兩路UPS電源，是相互獨立的兩組電源，專門對DCS控制系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行供電。

SPS 電源系統(tǒng)配置包括兩對+24 V 直流電源模塊SPS01和1對+48 V直流電源模塊SPS02以及3個底座（RML），每個底座可以安插兩塊相同的電源模件輸出冗余電源，配置如圖2所示。

圖2 SPS電源系統(tǒng)配置

SPS輸出24 V或48 V電源，通常根據(jù)模件柜供電設(shè)備情況配置4個12通道電 源分配板，兩個7通道電源分配板。由電源分配板給模件柜內(nèi)的各供電設(shè)備，包括模件、端子板和中間擴展繼電器等供電。電源分配板上有狀態(tài)指示燈，綠色表示正常，紅色表示保險燒毀，需要更換。保險位于狀態(tài)指示燈上方，以12通道分配板為例，對應(yīng)12個通道，分別為F1 到F12。電源分配板布置如圖3所示。

圖3 SPS電源分配板布置圖

本系統(tǒng)中HPC800控制器采用冗余配置，共計兩塊HC800和兩塊CP800模件。每一組HC800和CP800同時插入到一個MB810安裝底座上。每個MB810提供24 V DC電源輸入，使每個 HPC800能夠獨立獲得電源。控制器原始接線原理如圖4所示，原始實物接線如圖5所示。

圖4 控制器原始接線原理圖

圖5 控制器原始實物接線圖

1.2 存在問題

生產(chǎn)現(xiàn)場中主控制器由TB-24VA電源分配板供電，備用控制器由TB-24VB電源分配板供電，每個控制器只有一路電源供電，若電源分配板故障或者為其供電的所在通道故障，相對應(yīng)的控制器將會失電，造成控制器工作異常或者無法冗余，從而影響DCS系統(tǒng)正常運行，威脅機組運行安全。

2 HPC800控制器電源優(yōu)化配置

基于前面所述情況，本次對控制器電源重新進(jìn)行了配置，主控制器分別從TB-24VA電源分配板和TB-24VB電源分配板各取一路電源，備用控制器也分別從TB-24VA電源分配板和TB-24VB電源分配板各取一路電源，從而每個控制器均實現(xiàn)雙路電源供電，這樣當(dāng)其中一路電源失去時，控制器仍然可以正常工作，從而進(jìn)一步保證了控制器的可靠穩(wěn)定運行，避免了因控制器電源失去而造成的DCS系統(tǒng)故障。具體電源配置原理如圖6，圖7所示。

圖6 控制器優(yōu)化后接線原理圖

圖7 控制器優(yōu)化后實物接線圖

3 結(jié) 論

HPC800控制器作為Symphony Plus系統(tǒng)重要硬件，關(guān)系到整個發(fā)電廠DCS系統(tǒng)的安全可靠運行，此次對控制器電源進(jìn)行優(yōu)化，徹底實現(xiàn)了控制器兩路電源供電方式，保證了控制器電源供電可靠性的同時，確保了DCS系統(tǒng)安全可靠運行，避免了因控制器電源故障而導(dǎo)致DCS系統(tǒng)失靈問題。