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PineControl分散控制系統(tǒng)在華能岳陽電廠2期擴(kuò)建工程的應(yīng)用

[ 通信界 / 康孝順 / m.6611o.com / 2006/8/13 12:03:59 ]

　　摘要：介紹華能新銳控制技術(shù)有限公司的PineControl分散控制系統(tǒng)在華能岳陽電廠2期擴(kuò)建工程中的應(yīng)用。
　　
　　關(guān)鍵詞：PineControl分散控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、硬件配置
　　
　　一、岳陽電廠機(jī)組概述
　　　　華能岳陽電廠2期2×300MW機(jī)組（#3、#4機(jī)組）自2004年8月開工，2006年3月投產(chǎn)，是華能國際電力股份有限公司招標(biāo)項(xiàng)目，設(shè)計單位為中南電力設(shè)計院，發(fā)電機(jī)組主設(shè)備分別由東方鍋爐廠、哈爾濱汽輪機(jī)和哈而濱發(fā)電設(shè)備廠提供，DCS控制系統(tǒng)為華能新銳PineControl分散控制系、控制組態(tài)由華能新銳控制技術(shù)有限公司的福州制造部組態(tài)(后和西安院合并)，調(diào)試單位為湖南調(diào)試所。
　　機(jī)組具備一次調(diào)頻、AGC（自動發(fā)電控制）和AVC（220kV母線電壓自動控制）能力。
　　　　采用亞臨界壓力中間一次再熱的自然循環(huán)鍋爐，雙拱形單爐膛，燃燒器布置于下爐膛前后拱上，呈“W”型火焰，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼結(jié)構(gòu)，全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，半露天布置。鍋爐配置有4臺雙進(jìn)雙出直吹式的鋼球磨原設(shè)計為3用一備，實(shí)際運(yùn)行中因?yàn)槊嘿|(zhì)變化大等原因一般為4臺磨同時運(yùn)行。
　　每臺機(jī)組配1臺50%容量的電動調(diào)速給水泵，1臺100%容量的汽動給水泵，在汽泵運(yùn)行后電泵作為汽泵的50%備用（當(dāng)汽泵跳閘時，電泵自啟，同時機(jī)組產(chǎn)生50%的RB）。汽輪機(jī)共設(shè)八級非調(diào)整抽汽，供3臺高加，1臺除氧器和4臺低加汽源，除氧器采用滑壓運(yùn)行方式。凝結(jié)水為單元制系統(tǒng)，每臺機(jī)組設(shè)兩臺100%容量的立式凝結(jié)水泵，互為備用。
　　
　　二、 PineControl分散控制在岳陽電廠中的配置
　　　　岳陽電廠2期工程DCS的控制范圍是數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控(FSSS)、汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)（DEH）、順序控制(SCS)、旁路控制（BPC）、電氣控制（ECS）、吹灰程控(SOOT)等幾部分。單元機(jī)組配置有19對的控制站和21臺20通道/臺的智能測量前端，公用系統(tǒng)中配置有4對控制站和一個燃油泵房的遠(yuǎn)程IO站。具體配置點(diǎn)數(shù)如下表所示，含15%備用IO點(diǎn)。
　　
　　1．單元機(jī)組總點(diǎn)數(shù)
　　

　　
　　2．公用系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)分配
　　

　　
　　3．每個控制站的控制功能分配：
　　

　　
　　
　　三、 PineControl分散控制在岳陽電廠中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　　　公用系統(tǒng)配置有3層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)#3機(jī)組和#4機(jī)組均可以對公用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視但無操作權(quán)限，#3機(jī)組和#4機(jī)組不能相監(jiān)視和控制以防止誤操作。所有的網(wǎng)絡(luò)采用冗余設(shè)計以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
　　

　　圖3 #4機(jī)組PineControl系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
　　
　　四、 PineControl分散控制在岳陽電廠中的冗余設(shè)計
　　　　為了能滿足電廠長期穩(wěn)定運(yùn)行，控制系統(tǒng)采用了大量的冗余設(shè)計，PineControl系統(tǒng)在岳陽2期項(xiàng)目中主要采用了CPU冗余、電源冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余的方式保證機(jī)組能安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
　　
　　1)CPU冗余
　　每個控制站均配置有冗余的2個CPU,當(dāng)主用CPU故障時，自動切換到備用cpu運(yùn)行，沒有必要人工干預(yù)。并且不影響控制品質(zhì)和保護(hù)。
　　2)電源冗余
　　電源冗余則分幾部分.
　　a) 控制站的電源：采用每個機(jī)架安裝有2塊冗余的電源模塊,任何一塊模塊故障或者失電不影響控制和保護(hù).
　　b) IO卡件電源：開關(guān)電源采用SIEMENS的產(chǎn)品，然后通過2級管后將2路電源變成一路電源如圖4
　　

　　圖4 IO卡件電源冗余原理圖
　　c) 計算機(jī)交換機(jī)的電源切換：計算機(jī)和交換機(jī)等設(shè)備只有單路電源進(jìn)線，因此必須進(jìn)行雙路電源切換保證計算機(jī)和交換機(jī)的電源可靠性。其電氣原理圖如下。
　　

　　圖5 AC220V電源切換圖
　　　　經(jīng)過測試和工程實(shí)際使用，該切換回路能滿足2路電源的切換并且滿足計算機(jī)和交換機(jī)不重新啟動等要求。
　　3)網(wǎng)絡(luò)冗余：PineControl的網(wǎng)絡(luò)可以分為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用冗余的100M以太網(wǎng)，控制網(wǎng)絡(luò)采用CLK總線網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)CLK故障時則以太網(wǎng)作為clk的備用網(wǎng)絡(luò)，因此對PineControl的控制網(wǎng)絡(luò)是三重冗余的網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控網(wǎng)是兩重冗余。具體見圖3。
　　
　　五、 PineControl分散控制系統(tǒng)的運(yùn)行
　　　　到目前為止，#3機(jī)組PineControl系統(tǒng)已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行。#4機(jī)組正在單體調(diào)試中,無論是汽機(jī)還是鍋爐，其控制性能都達(dá)到了系統(tǒng)的要求。機(jī)組負(fù)荷控制、汽包水位控制、風(fēng)量控制、負(fù)壓控制、蒸汽溫度控制、汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制效果都非常令人滿意，體現(xiàn)了Pinecontrol系統(tǒng)良好的控制性能。針對雙進(jìn)雙出鋼球磨協(xié)調(diào)控制難的問題采用了合理的控制策略在岳陽電廠取得良好的控制品質(zhì)。
　　　　PineControl系統(tǒng)控制站的計算速度快，計算周期短，控制站的平均計算周期為50~60ms。DEH的控制周期則更短,在30ms左右。
　　　　PineControl系統(tǒng)具有的報警歷史記錄和查詢、操作記錄和查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能對熱工人員查找設(shè)備的故障、分析故障原因、尋找最加控制方案和最佳運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值都起到了很大的作用。PineControl系統(tǒng)的靈活方便的報表組態(tài)功能為運(yùn)行人員“抄表”提供了方便。PineControl記錄的歷史數(shù)據(jù)有近7000個，歷史數(shù)據(jù)采用了壓縮技術(shù)，至少存儲6個月的數(shù)據(jù)對事故的追憶和分析有著非常重要的參考價值。
　　　　PineControl系統(tǒng)還具有信息服務(wù)功能，能夠在不影響DCS的安全性的情況下（岳陽2期采用串口傳送文件的方式）方便地把機(jī)組的主要數(shù)據(jù)送到華能國際電力股份公司生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)管系統(tǒng)廠站側(cè)的服務(wù)器上，并經(jīng)過廠站側(cè)服務(wù)器將數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)送到了股份公司的主站側(cè)大屏幕上。
　　　　PineControl從運(yùn)行至今還沒有出現(xiàn)過一例因?yàn)楫a(chǎn)品本身質(zhì)量的問題出現(xiàn)模塊的損壞，也沒有因?yàn)楫a(chǎn)品的問題導(dǎo)致過設(shè)備的損壞，是一種不可多見的高可靠性的DCS產(chǎn)品。
　　
　　　　結(jié)論：PineControl分散控制系統(tǒng)以良好的控制性能和技術(shù)指標(biāo)在岳陽電廠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，較好地滿足了我廠機(jī)組的運(yùn)行要求。該系統(tǒng)具有維護(hù)方便、簡單實(shí)用、安全可靠的特點(diǎn)，獲得了用戶的首肯。
　　
　　作者簡介：康孝順，男，1973年出生，1997年參加工作，福州大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)畢業(yè)，主要從事熱電廠模擬量控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試。
　　
　　通訊地址：福建省福州市倉山科技園雙湖三路#6
　　郵編：350007
　　聯(lián)系電話：0591-87242506（辦）
　　 E-mail:kangxiaoshun@tpri.com.cn
　　廠辦傳真：0591-83460152

作者：康孝順　合作媒體：中國工控網(wǎng)　編輯：顧北

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