渭河发电有限公司#3机组DCS改造

电力18讯：    渭河发电有限公司#3机组DCS改造
―― Honeywell TPS系统在3机组DCS改造中的应用
一． 机组简介；
渭河发电有限公司#3机组系上海锅炉厂、上海汽轮机厂、上海电机厂成套生产的国产300MW汽轮发电机组，锅炉型号为SG-1025/16.7-M315型亚临界中间再热自然循环汽包炉；燃烧方式为四角切圆燃烧，制粉系统采用中间仓储式，配四台低速钢球磨，热一次风送粉；汽机型号为：N300-165/535/535亚临界一次再热单轴四缸四排汽冲动凝汽式汽轮机，8级回热（3级高压加热器，1级除氧器，四级低压加热器）；发电机转子绕组水冷方式，配主付励磁机。机组于1991年8月正式投入运行.
二． 机组改造前控制系统概况：
热控系统由横河西仪公司的CENTUM―V分散控制系统实现模拟量控制（MCS）和数据采集（DAS）功能；PLC完成FSSS和部分辅机顺控；30%旁路系统由西门子AS220的一个子系统构成；汽轮机监测装置（TSI）采用菲利浦RSM700；主辅机保护联锁装置采用继电器搭接；电气控制采用传统继电器和专用装置构成。汽轮机调节系统为上海汽轮机厂配套生产凸轮配汽机构的电液调节系统。操作方式以硬手操和操作把手为主要操作手段。
三． 改造方案选择：
为了切实保证DCS改造后有较好的可操作性，同时保证改造后的控制系统有较好的性能指标、功能分配和性能价格比，作了大量的前期准备工作。对一次设备状况进行了详细的调查分析。提出改造的基本原则和模式。
3.1、改造的原则：
3.1.1以实用、可靠和先进为基本原则，确定以CRT操作为主，在原控制室内能进行操作和监视的，全部纳入DCS系统。
3.1.2  DCS设备要求可靠、性价比优良和产品延续性好
3.1.3  DEH选用纯电调，采用高压抗燃油系统
3.1.4  机本体保护和炉MFT保护作为机炉运行中异常状态下的最后也是最直接的保护措施，要求汽机ETS系统及锅炉BMS系统动作的及时性能好，考虑到PLC是模仿原继电器控制原理发展起来的，在逻辑运算方面表现出快速的优点，将ETS从DCS中分离出来，采用独立的控制设备PLC实现；锅炉MFT保护配置冗余的继电器硬逻辑保护柜，确保事故情况下万无一失。
3.1.5  电气部分如厂用电监控、发电机增减负荷等纳入DCS系统进行控制。
3.1.6  模拟量控制系统的执行机构取消外挂伺放，采用软伺放。
3.1.7  DCS系统处理器和I/O点分配方案一般有两种方案：按实现功能和按系统工艺。为了方便管理，处理器及I/O采用按设备的功能划分配置。
3.1.8  远程I/O是在系统中将一些信号处理和控制功能转移到现场设备附近，采用通讯技术连接到主控制器，以达到降低造价（如减少电缆），减少施工工作量的目的。对物理位置集中的温度测点信号采用远程智能I/O进入DCS，如：汽包和过热器壁温监测，发电机线圈、铁芯温度监测，汽轮机缸壁温度监测，循泵等辅机温度监测等。
3.2 改造模式
集控室在原基础上进行改造，吸收目前最新的改造理念，采用大屏幕，彻底抛弃了常规仪表和盘台。取消原集控室卧盘、立盘和辅盘，改造后集控室配置6套操作员站、一台值长站和两台大屏幕，报警光子全部采用软光子。为了保证在DCS系统失灵的情况下，主机、主要辅机在事故状态下能安全可靠的启、停，控制立盘上的热工仪表仅保留了两块锅炉汽包水位电接点表，一块除氧器水位电接点表，两台工业电视，其余常规仪表全部取消；操作台仅保留了“紧急停机”，“紧急停炉”，“交、直流油泵启、停”等少量后备事故硬接线操作按钮 ，正常操作通过CRT完成。
四． 改造概况；
整个改造工程自2003年12月开始设计，2004年2～4月份进行控制系统组态工作，3月下旬，改造工程正式开始。在改造过程中，共更换了控制电缆270多公里，拆除所有旧的控制盘柜，新电子间安装控制盘柜60多面，热控电缆全部更换，电气电缆部分更换，经过近三个月的奋战，在6月底系统安装调试基本完毕。 机组于6月27日一次启动成功。
五． 改造后的系统配置；
5.1 系统设计特点：
整个热控系统由DCS、DEH、ETS和TSI等构成，DCS选用美国霍尼韦尔公司的TPS系统，包括MCS、BMS、BSCS、TSCS、DAS、ECS六个子系统，共配有8对冗余配置的处理单元（HPM）、2个远程I/O柜，6个操作员站、1个工程师站、1个历史站和1个OPC服务器（现用做工程师站，处理报表和性能计算）。系统由两条冗余的UCN网、一条冗余的HIWAY网，一条冗余的LCN网和一条以态网组成。UCN网和LCN网组成TPS系统控制网络，LCN网络为TPS系统操作网络，以太网则构成TPS系统信息网络。
UCN网和LCN网之间通过两对网络界面模块（NIM）相连接，HIWAY网和LCN网之间通过一对冗余的通讯模块（EPLCG）相连接。HIWAY主要用于TPS系统和第三方控制系统的数据交换， HIWAY采用MODBUS协议，通过2个PORT分别和ETS（采用RS485接口）和DEH交换数据（采用RS422接口）。由于MODBUS协议的通用性，以及RS485/422接口的可扩展性，TPS系统和其它系统的集