EDPF-NT在国电太原热电厂#11300MW机组DCS一体化改造中的成功应用

摘要　本文介绍EDPF-NT在国电太原#11300MW机组改造工程中的运用情况和EDPF-NT平台上控制系统一体化的实现情况。
关头词　改造运用控制一体化
1、改造的缘由
国电太原热电厂装机4×300MW、1×50MW、1×25MW燃煤汽轮发机电组，#11300MW机组于1991年7月投进运行，汽锅为波兰产低倍率复合轮回炉，四角切圆燃烧，过热器三级喷水减温，再热汽温采用二级喷水减温；汽轮机、发机电划分由东方汽轮机厂和东方机电厂提供。制粉系统为直吹式，配备了5台中速碗式磨，4台正常运行，1台备用，3台电泵，2台运行，1台备用，2台汽锅再轮回泵，1台运行，1台备用，2台一次风机，2台二次风机，2台引风机，2台二次风空预器，3台高加，4台低加，1台除氧器。
控制系统，一次装备主要由波兰生产，DAS为德国制造（1997年改成HS2000），MCS为波兰组装仪表（1998年改成HS2000）、SCS为波兰组装仪表、平安系统低旁为AV6控制系统，高旁，平安门系统为波兰组装仪表（1998年改成HS2000），汽轮机调理系统为同步器控制的液调（2001年改成新华的DEH）。
由于控制系统为多家公司提供，且有相当部门的组装仪表，软硬件欠亨用，数据没法同享，不能顺应现代化电厂控制和信息流动的要求。组装仪表已严重老化，其他装备的良莠不齐，每一年均需花费年夜的人力物力进行系统的维护，维护费用不竭增加同时系统的稳定性又年夜年夜下降，严重影响着机组的平安稳定运行。现有的装备技术状态将很难甚至不成能实现年夜范围变负荷快速调峰时的机组自动协调控制，制约着协调控制系统水平的提高，为顺应当前电力市场竞争、下降发电成本和电网调剂对更高水平机组自动化的要求，控制系统进行DCS一体化改造十分需要。
2003年年夜修，#11机组热控系统进行了一体化改造，DCS采用了北京国电智深控制技术有限公司的EDPF-NT涣散控制系统，汽轮机控制系统不作改造仍采用新华XDPS-400控制系统，但实现两系统数据同享，实现GPS时钟对时且DCS与DEH时钟同步。
2、改造的范围和方针
1、改造的范围及具体设置装备摆设
#11机组改造从平安靠得住、进步前辈实用原则动身，以实现DCS一体化和周全提高机组控制性能为方针，改造包括了热控的主要控制系统和电气控制系统：CCS、BMS、DAS、SCS、BPS、电气ECS系统（包括电气220KV系统监视和6KV和380V电源的操作和监视），原10套基地式调理仪纳进DCS系统，取消原温度巡测仪，温度测点进DCS，并使用远程I/O。原温度变送器全数取消，DCS直接接收热电阻，热电偶旌旗灯号。集控室内装备全数改造，完全地抛弃了常规仪表和盘台，设置年夜屏幕显示系统，三台工电视和少少数硬接线操作按扭，及电气用的操作盘，设置装备摆设了5台操作员站，完全采用鼠标操作。该项目2002年3月25日签定合同，7月11日出厂验收，9月12日机组一次性启动成功。DCS改造采用北京国电智深控制技术有限公司的EDPF-NT涣散控制系统，整个系统设置装备摆设以下：
系统设置装备摆设有17对控制器（DPU）和1个与DEH通讯站。系统I/O点按工艺分配到各个DPU，具体以下：
lDPU1:#1,#2磨煤机逻辑及响应调理系统
lDPU2:#3,#4磨煤机逻辑及响应调理系统
lDPU3:#5磨煤机逻辑及响应调理系统
油系统（非FSSS部门）控制
lDPU4:A侧送风机、1、二次风机控制
炉膛负压、风及氧调理
lDPU5:B侧送风机、1、二次风机控制
1、二次风压调理
lDPU6：机炉协调控制，电气光字
lDPU7:FSSS系统、焚烧程控、机炉SOE点
lDPU8:#1、#3给水泵
lDPU9：#2给水泵及汽锅轮回泵控制
lDPU10:给水调理及校正，部门除氧装备
lDPU11:旁路调理及控制
lDPU12:抽汽系统、氢、水及油系统控制及调理
lDPU13:凝结水、低加及除氧系统
lDPU14:主蒸汽、再热蒸汽系统控制
lDPU15:ECS系统及电气SOE点
lDPU16:汽锅疏放水系统、给煤机拉杆门、磨消防电磁阀
lDPU17:汽机疏水门、发机电温度
lDPU30:与DEH数据的通讯
凭据运行要求及现实需要设置装备摆设了6个操作员站（包括一个年夜屏幕操作员站），2个工程师站，1个MIS网关，1个历史站，1台激光彩色打印机，1台激光黑白打印机。
系统设置装备摆设有1个电源分配柜；34个I/O控制柜。
2、改造的方针
l统一运行人员监控和操作平台，远程控制由DCS实现
l庇护投进率100，不发生装备误动、拒动
l自动投进率100，慢慢投进AGC
lDAS测点全数投进，且旌旗灯号抗干扰能力能知足现实要求
lSOE平安靠得住，历史曲线便于事故分析
l旁路控制系统改造后稳定靠得住
3、EDPF-NT系统的主要特点
EDPF-NT系统是北京国电智深控制技术公司开发制造的具有全数常识产权的DCS，系统采用开放式系统结构、模块化设计、软、硬件可灵活设置装备摆设、系统易于扩大、用户界面友好，整个系统具有壮大功能和高靠得住性。
1、系统的进步前辈性
1)新结构设计：在结构设计上，率先采用端子/模块一体化方案，省往了年夜的柜内配线和标设工作，省往了年夜预制电缆，下降了工艺复杂性，下降了工艺复杂性，提高了空间哄骗率，提高了毗连靠得住性和施工/维护的利便性。
2)新器件：在硬件模块上采用高性能CPU，集成在CPU内的用通讯处置器，实现了在I/O总线层的真正冗余的高速、高靠得住通讯。
在丈通道庇护上采用高性能PTC器件，实现了模块的强电庇护功能。
3)新技术：采用网络流时间片分时控制技术，提高了系统网络的实时性、靠得住性。
2、系统的靠得住性
1)冗余技术：电源：输进总电源、直流供电电源冗余设置装备摆设
网络：系统级网络、I/O总线网络冗余设置装备摆设
DPU：控制器冗余设置装备摆设
I/O：支持I/O冗余设置装备摆设
2)隔离技术：I/O总线隔离：I/O模块和控制器间的通讯隔离
I/O现场隔离：I/O模块和现场旌旗灯号距离离
数字/模拟隔离：I/O模块内部的数字电路和模拟电路隔离
电源隔离：I/O模块内的通讯电源、CPU电源、现场旌旗灯号激励电源隔离
3)防护技术：机械防护：采用密封封装
电磁防护：封装采用金属材料
静电防护：封装采用金属材料和接地处置
强电防护：采用新型电子器件防护250VAC/DC强电
3、系统的实用性
1)系统功能：已实现DAS、MCS、SCS、FSSS、DEH、ECS、BPS功能
2)板卡种类：除通用卡件外，还具有MCS、DEH、ECS等用卡件，RTU用光纤模块
3)数据库组态：支持Excel表格批组态，和单点在线组态
4)控制组态：图形组态，自动跟踪（隐式跟踪），逆运算自动完成
5)监控画面：多窗口、多画面，尽显Windows气概
6)控制算法：各类算法约70种以上，控制类算法可以自动实现逆运算和跟踪
4、系统可维护性
1)硬件免维护：硬件以封装为单元整体维修，用户不需分化，维护简洁
2)软件自诊断：完整的自诊断系统，可诊断到卡件，在操作站上用形象、准确的图形暗示系统运行状态，故障点
4、系统的组态安装调试
太原热电厂#12机组采用的是今朝在国内的低倍率轮回汽锅，配直吹式制粉系统，控制较为复杂，与国内汽锅相比有特殊控制要求的装备较多，为此EDPF-NT系统出格定制了响应的装备算法，经由过程现场运用取得了很好的效果。在旁路控制系统中采用EDPF-NT系统阀门控制卡（VC）对苏尔寿AV6系统的各阀门的电液伺服阀直接进行控制，经由过程对VC卡软件的特殊改良，取得了很是满意的效果。在本系统中充实哄骗远程I/O技术，在之前仅完成监视功能的根蒂根基上，实现了磨煤机拉杆门、汽锅和汽机疏水门的远程操作与控制。
国电太原热电厂#11机组热控系统的一体化改造是在20003年7，8月份年夜修时代进行的，系总共设置装备摆设了模拟1936个，开关5016个，系统总点数近30000点，系统调试的工作庞大。此次DCS改造准备时间短，而且年夜修进程中泛起电缆重新敷设，造成机组启动前的调试时间只有15天左右，如斯短时间的调试却保证了机组顺遂启动，启动后未泛起装备误动，拒动等不平安现象。如斯秀的调试效果是同EDPF-NT系统的稳定性，靠得住性分不开的，但更为关头的是组态的严谨，图纸的完整，静态调试的认真细致。
EDPF-NT涣散控制系统是基于WINDOWS－NT的开放式的控制系统，界面和操作气概同WINDOWS系统一致，DPU组态是用LOOP图和LADDER图的方式实现的，每一个DPU可以界说99个LOOP图（MCS），999个LADDER（SCS），999个TEXT算法。组态时有一个将SAMA图转换为上述组态图的进程，要求组态工程师必需认真准备SAMA图，严酷数据库点的编码划定规矩，因而年夜年夜削减了组态犯错的机遇。同时EDPF-NT提供了调试工具LLTTUNER工具软件，正由于EDPF-NT系统的这些特点，使得调试工作犯错少，发现问题迅速。以下就系统的调试工作进行介绍。
1、系统组态
2003年的“非典”使得DCS的改造又艰难了许多，原本DCS改造的组态国电太原热电厂热工人员将全进程、位地介入，但由于“非典”，只能由国电智深工程师零丁完成。由于严酷了技术准备，增强了技术联络，系统在出厂前进行的各项功能测试和严酷的验收，确认组态工作完成秀，是高水平的，硬件设置装备摆设合理，高的系统设置装备摆设和组态为一次启动成功奠基了坚实的根蒂根基。
2、系统安装
EDPF-NT系统的安装较国电太原热电厂原来安装上海新华XDPS-400和北京和利时MAX系统简单，且容易实现，尤其是系统接地机柜可直接与底座焊接，只要保证接地电阻即可。
机柜受电前严酷依照DCS系统机柜受电方案严酷进行复查，保证了机柜受电一次成功。
3、SCS调试
DCS改造后，SCS系统所有装备的操作都可在CRT的软手操上完成；软手操器除完成装备的启停/开关操作外，还具有需要的操作提醒功能。SCS系统除完成各装备的单操及连锁逻辑外，还完成对子组的顺序启停控制。
在SCS的调试中，为确保#11机组DCS改造的圆满完成，对SCS年夜修的所有组态和图纸进行了校核，并一方面人负责对SCS进行了静态测试，保证了装备输进输出旌旗灯号的准确，保证装备单操功能正常，另外一方面是检查、实验庇护、连锁、允许逻辑正常。由于EDPF-NT系统的组态严酷，图纸齐全，机柜受电后的静态调试很顺遂，未发现年夜的问题，在装备现实试运时，各装备启停正常，允许，连锁正常。
4、BMS调试
BMS在保证原功能的实现外，还增加了MFT、OFT记忆，在调试进程中，个体SOE不记忆，检查发现是由于在建立数据库时，数据库项有错位而至，对数据项进行了修改，故障破除。在调试中发现报警旌旗灯号无划定规矩，级别紊乱，对事故分析很晦气，对其进行了分级回类；由于油枪有4种，且差异较年夜，对油枪进行了重新组态。
5、系统功能测试
为确保系统稳定靠得住，对系统的电源、DPU、卡件进行了测试，在测试中发现DPU电源空气开关设置装备摆设偏小，进行了更换，DPU失落电调整门不保位，对换整门组态增加失落电庇护功能，知足了现场的保位要求。
6、旁路控制系统调试
旁路控制系统的自动运行是提高机组整体自动化运行水平的标志，是实现主汽压力全程自动控制中机组启动阶段的主要手段，也是机组停机进程中，保证机组平安的有用手段。11#机组DCS改造进程中，将旁路控制系统纳进DCS，操作的阀门有高压旁路门、高旁减温门、再热器平安门、低压旁路门、低旁减温门、高旁喷水总门，控制方案在原设计的根蒂根基上，重点斟酌在机组的全进程与MCS配合完成主汽压力的全程控制和机组的甩负荷控制。
7、MCS调试
在机组启动进程中不竭调试，不竭投进，与机组启动同步投进了低旁、平安门、除氧器水位、汽水份离器水位、润滑油温、吹灰器压力自动，于9月10日又将减温、高加自动投进运行，又于9月30日前，将炉膛负压、二次风压、一次风压、磨煤机自动调试完成，炉膛负压、二次风压投进运行，紧接着对氧控制和CCS进行了调试和投运，到今朝#11机组自动投进率已到达100。
至此在系统功能上，庇护随机组启动同步全数投运，投进率100；自动投进率已达100。EDPF-NT系统所具有的性能和特点在#11机组的运行中获得了充实的体现和证实，出格是对于11#机组，燃烧系统、风*系统、制粉系统的自动控制和机炉协调一直没有正常投运，此次DCS改造，也对丈旌旗灯号（如：风旌旗灯号）和一次控制装备（如：送、引风机导叶，制粉系统风门，给煤机控制装配等）进行完全的检查、改良，使其知足所有自动调理系统秀投运的要求，DCS势功能的阐扬有了坚实的根蒂根基，整个控制系统改造的方针全数实现。
5、电厂对EDPF-NT系统运行评价
自2003年9月1日开机以来，机组运行情况正常，控制系统稳定，整个调试时代未发生过由于系统或调试缘由引发的装备误动，拒动故障。EDPF-NT系统在#11机组上平安，稳定运行虽然只有半年多的时间，但从整体上看，#11机组DCS改造长短常成功的，为#11机组平安、稳定、经济运行奠基了坚实的根蒂根基。
用EDPF-NT系统阀门控制卡（VC）对苏尔寿AV6系统的各阀门的电液伺服阀直接进行控制，完整实现旁路控制的各项功能，简洁靠得住。用远程I/O技术，实现了磨煤机拉杆门、汽锅和汽机疏水门等的远程操作与控制，对远程I/O年夜都用于监视是一突破。实现了DCS与DEH数据同享和两系统时钟同步。EDPF-NT平台上控制系统一体化的实现统一和简化运行人员对机组的监视和操作。
6、改造前、后比力
1.装备维护年夜年夜削减。改造前是年夜的分歧系统，掌握坚苦，工作年夜，故障点多，故障率高。
2.逻辑回路靠得住性增强。改造后回路中的继电器，组装仪表装配由软件运算单元取代，相当于取消了中心环节，逻辑回路又实现了各装备的周全连锁、庇护条件，系统稳定性，靠得住性年夜年夜增强。
3.实现了控制系统一体化，几近所有的控制对象都进进DCS，运行人员经由过程统一人机接口实时周全监视全数工况，进行远控，把他们从繁琐的仪表、开关、按钮中解放出来，监视操作简单、靠得住。
4.热工人员可完成逻辑修改和参数设定，年夜年夜提高了热工人员装备维护效率、利便和加速了控制系统的调试。
7、电厂对EDPF-NT的建议
国电太原热电厂的#11机组的DCS改造曾部门使用过北京和利时的HS2000，而电调使用的是上海新华的XDPS-400，此次DCS改造是使用北京电研智深的EDPF-NT，在使用进程中，发现这三种DCS系统各有特点，但都须增强以下几方面的工作：
1.自始自终都要为用户负责，软件应终生免费升级，维护，树立秀的信誉；
2.系统都有成功的经验，失败的教训，应勇于认可系统不足，起劲加以改善，并认真分析其发生的缘由；
3.要严酷软件经管制度。