分散控制系统在电厂循环流化床的设计和应用
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摘要：详细介绍了由东方电气自动控制工程有限会司首次总承的分散控制系e~(DCS)的情况，论述了控制方案的设计覆其特点。并对运行后系统的准确性、可靠性厦经济性进行了分析。
关键词：分散控制系统(DCS)；循环流化床锅炉；设计；应用
中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1001—9006(2006)02—0053—05
Design and Application of DCS to CFB Unit i’n She nhnuo Pl'ower Plant Xu J／a (Vongfang Steam Turbine Works，Deyang 618000．China)
Abstract：This paper describes the design and characteristics of control mode of DCS in Shenhuo Power Plant of Henan，which is the first project contracted by DEA．It also analyses the veracity，dependability and econo—my of the system operation Key words：DCS；CFB boiler；design；application
引 言
河南神火电厂2×60 MW机组DCS由东方电气自动控制工程有限公司总承，整套系统包括MCS，SCS，DAS，FSSS，ECS等子系统。本工程从2003年5月开始进行前期准备，系统设计从7月开始，于9月完成了整套系统的方案设计，包括硬件配置和各予系统的方案。l1月份完成了硬件成套及画面和软件组态工作，并结束了厂内调试。12月初通过厂家验收发往电厂。2004年2月初开始现场各系统的静态调试，6月中旬机组运行，开始MCS等系统的动态调试，其余各系统投入使用并作局部调整。6月21日第一次并网成功，系统投运完成，所有系统投入使用，工作正常。该系统的各项功能及技术指标均达到设计要求，得到用户的高度评价。
单机合计I／O信号量2 465点，硬件配置为：工程师站1台、操作员站3台、控制站(cP)4对。其中卡件柜7个、继电器柜5个、主机柜1个、电源柜1个。其中1、2号机柜为锅炉系统，3、4号机柜为FSSS系统，5、6号机柜为汽机系统，7号机柜为电气系统。另外，DEH系统单独使用1对控制器、1个机柜、1个继电器柜、1台工程师站和操作员站。
1 DCS系统介绍

根据合同的要求，本工程CDS硬件采用FOXBORO分司I／A’S分散控制系统。该系统基本结构由四部分组成：系统网络、操作员站、工程师站、控制器(CP)。其中，操作员、工程师站、控制器(cP)作为逻辑意义相同的节点联接在系统网络上。
本工程使用的系统有以下特点：
1．1 坚固、可靠的硬件
该控制系统的硬件具有多层次的环境防护能力，所有的电子元器件都封装在组件中，无暴鳝的电子元件，无传统的底板和卡件支架，无大型的集中供电组件。组件的工作温度可高达6O度。
1．2 控制器的容错提高了可靠性
为了使这套控制系统具有高度的安全性，我们在控制处理机的设计原则是“容错” ，这是从冗余的概念发展而来。与传统的冗余相比，它保证每一次输出都是正确的。每一个组件都具有自诊断功能。利用该控制系统的分散故障检测和诊断功能。
可将任何故障隔离。对重要组件的容错组态，更进一步扩展了系统的可用率。在任何一个控制器故障时，电厂继续100％可用，无任何中断。
1．3 通讯
在控制系统的通讯方面，我们采用“目标管理”和“例外报告”的技术，以降低通讯网络上的负荷。数据是面向对象的，系统的数据库是唯一的。
1．4 灵活的组态
控制组态和所有应用软件的生成，例如电厂控制方案的生成、用于闭环和开环控制和组显示画面生成、趋势组态、历史数据库和报表组态等。可在普通的Pc机上进行，然后直接加载到I／A控制系统系统上，无需进行编译或转换。
1．5 远方I／O
系统的I／0组件可远方安装。所有的I／0组件都是智能的。具有自诊断能力，其中一些组件可执行就地程序。
1．6 专用的模拟■ I／O组件
用于闭环控制的I／0组件具有多个输人和输出通道。这就允许一个组件专用于一组回路。另一方面，对一些重要的回路，组件可组态成接收三个传感器输人。对特别快速的回路，可组态其基本处理周期为组件的处理周期。
1．7 分散的数据库
我们这套控制系统的数据库是分散的。因此可以在全厂的任何部分的任何一台CRT上访问你所要的数据。
1．8 冗余的通讯
系统的通讯皆为冗余配置。控制器与I／0转换组件之间的通讯标准是冗余的IEEE1 ll8。节点总线的通讯标准是冗余的IEEE802．3。
1．9 与MIs系统联网
由于采用了一系列的标准，系统与MIS系统的联网极为方便。
1．10 矩阵式电源
与传统的DCS的集中供电的电源不同，本系统采用分散分布的矩阵式电源。可分别接受两路独立的220 V交流电源(一路为厂用电，一路为UPS供电)。采用适当的组态方式，可以做到任何一路交流电源的故障不会影响系统的供电。
1．11 方便的在线维护和修改
所有出现故障的系统的组件，都可以在线更换。
2 本工程的设计方案
我们在深入了解循环流化床机组的特点和控制功能的基础上，通过与电厂等相关单位的密切合作，做出了如下的设计方案，使其充分发挥出DCS的能力，使用户获得最佳的效益：
硬件方面包括：控制处理机(CP)、应用处理机(AP)、操作站处理机(WP)、通讯处理机(COMMP)；软件方面包括： 系统软件、应用软件。
本DCS系统完成规定的数据采集(DAS)、模拟量控制系统(Mcs)、顺序控制系统(SOS)、数字电调(DEH)、电气控制(ECS)功能，以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。
本DCS系统的设计采用合适的冗错配置和诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障，均不影响整个系统的工作。
系统的参数、报警和自诊断功能高度集中在显示器上显示和在打印机上打印。控制系统在功能和物理上适当分散，功能相同的重要的辅机(如A／B侧送风机等)组态于不同的控制器内；重要控制回路尽量分散在不同的控制器中。
控制盘台上的电气控制操作按钮采用可靠的软手操方式实现。
控制盘(台)上设置必要的手动操作按钮。
2．1 数据通讯系统