趙松烈，賀賢峰，何彥君，丁俊宏

（1.國(guó)電浙江北侖電廠，浙江省 寧波市，315800；2.北京國(guó)電智深控制技術(shù)公司，北京市，100085；3.浙江電力試驗(yàn)研究院，杭州市，310014）

1 北侖電廠三期DCS概述

國(guó)電北侖電廠三期工程2×1000 MW超超臨界機(jī)組工程選用艾默生OVATION分散控制系統(tǒng)（DCS），除了汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）和緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）采用上海汽輪機(jī)廠配套提供的西門子T3000系統(tǒng)，傳統(tǒng)的成套控制裝置也納入DCS控制范圍，包括給水泵汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng)（MEH）和給水泵汽輪機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（METS）、旁路、鍋爐吹灰器、等離子點(diǎn)火裝置和空壓機(jī)等。與DCS通訊的系統(tǒng)包括DEH、分布式電氣控制系統(tǒng)（FECS）和發(fā)電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）。

2 控制器分配

三期工程單元機(jī)組DCS配置30對(duì)控制器，發(fā)電機(jī)溫度、鍋爐本體溫度和循環(huán)水泵房采用遠(yuǎn)程I/O站。

DCS控制器采用工藝系統(tǒng)結(jié)合控制功能的分配方式，以“控制器故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)功能影響最小”、“重要輔機(jī)或系統(tǒng)按A側(cè)和B側(cè)分設(shè)不同的控制器”和“控制器輸入輸出（IO）點(diǎn)數(shù)量相對(duì)均衡”為原則。局部工藝系統(tǒng)的全部控制任務(wù)集中在同一個(gè)控制器內(nèi)完成，取消了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）控制器，所有DAS信號(hào)按照工藝系統(tǒng)分散到各控制器。

根據(jù)以上分配原則，單元機(jī)組30對(duì)控制器分配如下。DPU1/51：磨組A；DPU2/52：磨組B；DPU3/53：磨組 C；DPU4/54：磨組 D；DPU5/55：磨組 E；DPU6/56：磨組F；DPU7/57：爐膛安全系統(tǒng)（FSS）、輔機(jī)故障減負(fù)荷（RB）；DPU8/58：等離子點(diǎn)火、火檢冷卻風(fēng)、時(shí)間順序記錄（SOE）；DPU9/59：A側(cè)風(fēng)煙；DPU10/60：B側(cè)風(fēng)煙；DPU11/61：爐膛負(fù)壓、一次風(fēng)壓、氧量及總風(fēng)量；DPU12/62：鍋爐疏水放氣；DPU13/63：協(xié)調(diào)控制；DPU14/64：主再熱汽溫控制、鍋爐壁溫；DPU15/65：鍋爐吹灰器；DPU16/66：鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)、旁路；DPU17/67：脫硝裝置、空壓機(jī)、燃油泵；DPU18/68：高加及抽汽、與DEH通訊；DPU19/69：凝泵A、輔助蒸汽、除氧器及抽汽、電泵；DPU20/70：凝泵B、低加及抽汽；DPU21/71：循泵 A、開式泵 A、閉式泵 A；DPU22/72：循泵B、開式泵B、閉式泵B；DPU23/73：發(fā)電機(jī)輔助系統(tǒng)；DPU24/74：發(fā)變組系統(tǒng)、與電氣FECS通訊 1；DPU25/75：廠用電A、與電氣 FECS通訊2；DPU26/76：廠用電 B、與電氣 FECS通訊3；DPU41/91：小汽機(jī)A MEH；DPU42/92；小汽機(jī)A ETS、汽泵A；DPU43/93：小汽機(jī)B MEH；DPU44/94：小汽機(jī)B ETS、汽泵B。

3 IO分配

3.1 IO清單

作為建立DCS數(shù)據(jù)庫(kù)的重要一環(huán)，IO清單除了必要的信號(hào)物理位置、卡件類型、功能標(biāo)識(shí)等內(nèi)容外，準(zhǔn)備IO清單時(shí)特別注意了以下2項(xiàng)。

（1）修改日期。

新建機(jī)組普遍存在資料收集拖后和設(shè)計(jì)變更頻繁等問(wèn)題，在IO清單里增加修改日期一列，為后續(xù)邏輯組態(tài)、報(bào)警整理和畫面修改等工作提供便利。

（2）修改類型。

在工程進(jìn)展的不同階段修改IO清單時(shí)，增加修改類型一列，例如增加、刪除、修改通道和點(diǎn)描述等，并記錄相應(yīng)的工程聯(lián)系單編號(hào)作為修改依據(jù)。

3.2 IO卡件和通道分配

每個(gè)OVATION機(jī)柜的正面為A分支（BRANCH）和B分支，反面為C分支和D分支，每個(gè)分支最多可放8塊卡件?？屯ǖ婪峙鋾r(shí)以“IO卡件故障和分支故障影響相對(duì)最小”為原則，防止保護(hù)的拒動(dòng)、誤動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置失靈。

（1）冗余信號(hào)分配到不同的IO卡件上，主保護(hù)（如MFT）、重要輔機(jī)(如汽泵)保護(hù)和重要模擬量調(diào)節(jié)回路（如爐膛負(fù)壓）的冗余信號(hào)分配在不同的分支。

（2）縱向組合設(shè)備的IO布置在同一塊IO卡件上。

（3）控制內(nèi)容一樣的控制器（A側(cè)和B側(cè)）的通道分配盡量一致。

（4）備用通道均勻分布在每一卡件上，便于今后加點(diǎn)和更換通道。

3.3 SOE系統(tǒng)配置

北侖三期SOE系統(tǒng)設(shè)計(jì)了總?cè)剂咸l（MFT）源觸發(fā)信號(hào)、小汽機(jī)METS源觸發(fā)信號(hào)、重要輔機(jī)停運(yùn)信號(hào)、發(fā)變組保護(hù)信號(hào)和中壓開關(guān)進(jìn)線及饋線開關(guān)的斷開信號(hào)。主機(jī)ETS的SOE功能由T3000系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

分配SOE信號(hào)時(shí)，如果遵循“所有SOE信號(hào)都必須取自現(xiàn)場(chǎng)觸點(diǎn)”這一原則，SOE卡件將分散到各個(gè)控制器，因而需要很多SOE卡件。如果把SOE卡件當(dāng)作開關(guān)量輸入（DI）卡件使用，會(huì)使重要和次要的信號(hào)混雜在一起，失去了SOE系統(tǒng)的純粹性。另外，很多保護(hù)條件必須經(jīng)過(guò)邏輯處理，如MFT中的臨界火焰失去和小汽機(jī)保護(hù)中的潤(rùn)滑油壓低（來(lái)自變送器）等，因此這一原則在實(shí)際執(zhí)行中很難做到。OVATION系統(tǒng)歷史功能比較強(qiáng)大，每個(gè)信號(hào)都能以1 s的分辨率保存到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，保存時(shí)間也很長(zhǎng)，設(shè)備故障時(shí)用于分析的數(shù)據(jù)非常多，而且由于設(shè)計(jì)了保護(hù)首出邏輯，很少會(huì)出現(xiàn)需通過(guò)SOE才能分辨熱工觸發(fā)信號(hào)先后順序的情況，SOE的重要性相對(duì)降低。

因此，北侖三期SOE卡件采用了在同一個(gè)控制器集中布置的方法。MFT的SOE信號(hào)來(lái)自FSS控制器，小汽機(jī)的SOE信號(hào)來(lái)自METS控制器，均采用柜間接線；重要輔機(jī)停運(yùn)信號(hào)來(lái)自電氣開關(guān)柜，發(fā)變組保護(hù)信號(hào)來(lái)自發(fā)變組保護(hù)柜，中壓開關(guān)進(jìn)線及饋線開關(guān)的斷開信號(hào)來(lái)自電氣開關(guān)柜。

3.4 柜間接線

DCS柜間接線的設(shè)計(jì)遵循“主重要保護(hù)均采用硬接線輸入”的原則。考慮到開關(guān)量輸出卡件排列的困難，設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少柜間接線數(shù)量。

MFT保護(hù)中DCS柜間接線設(shè)計(jì)2個(gè)常開信號(hào)，加上通信總線的信號(hào)后組成3取2邏輯。通過(guò)柜間接線和通信總線信號(hào)的不一致判斷邏輯，出現(xiàn)報(bào)警后很容易判斷是柜間接線的問(wèn)題還是通信總線的問(wèn)題。

重要輔機(jī)保護(hù)中DCS柜間接線設(shè)計(jì)1個(gè)常開信號(hào)，加上通信總線信號(hào)后組成2取1邏輯。

模擬量控制系統(tǒng)中形成閉環(huán)回路的信號(hào)采用柜間接線，前饋信號(hào)通過(guò)通信總線傳輸。

4 軟件設(shè)計(jì)

4.1 控制器掃描時(shí)間

OVATION控制器共有5個(gè)任務(wù)區(qū)，其中第1區(qū)掃描時(shí)間1000 ms，第2區(qū)掃描時(shí)間100 ms，第3、4、5區(qū)的掃描時(shí)間由用戶自定義。不同的掃描時(shí)間影響模擬量調(diào)節(jié)回路PID參數(shù)的整定和一些功能塊（如KEYBOARD）的參數(shù)設(shè)置，因此在邏輯組態(tài)前應(yīng)確定掃描時(shí)間。

北侖三期把邏輯頁(yè)面和IO點(diǎn)均放在第3區(qū)，F(xiàn)SS控制器第3區(qū)的掃描時(shí)間設(shè)置為100 ms，小汽機(jī)MEH、METS控制器第3區(qū)設(shè)置為100 ms，其余控制器第3區(qū)設(shè)置為250 ms。同時(shí)，加大第3區(qū)的控制器內(nèi)存容量，滿足負(fù)荷率不大于40%的要求。

4.2 開關(guān)量驅(qū)動(dòng)級(jí)設(shè)計(jì)

開關(guān)量控制按功能組級(jí)、子功能組級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)3級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)級(jí)是針對(duì)具體設(shè)備的監(jiān)視與控制，主要有啟停操作、狀態(tài)指示、故障報(bào)警和設(shè)備的連鎖保護(hù)等功能。北侖三期開關(guān)量驅(qū)動(dòng)級(jí)主要包括旋轉(zhuǎn)設(shè)備、電動(dòng)閥、雙電控氣動(dòng)閥和單電控氣動(dòng)閥等幾種類型。其中前3類占絕大多數(shù)，它們有以下特點(diǎn)。

（1）為節(jié)省系統(tǒng)資源，規(guī)范畫面和邏輯接口形式，驅(qū)動(dòng)級(jí)廣泛應(yīng)用打包點(diǎn)。

（2）啟動(dòng)（開啟）和停止（關(guān)閉）指令輸出端都采用短信號(hào)的形式，持續(xù)時(shí)間3 s。啟停指令互相閉鎖，防止同時(shí)發(fā)啟停指令。

（3）把不存在跳閘信號(hào)作為啟動(dòng)許可條件之一，避免了跳閘信號(hào)存在時(shí)啟動(dòng)許可條件滿足的矛盾。

（4）因?yàn)槲丛O(shè)計(jì)輔機(jī)緊急停運(yùn)按鈕，因此在DCS里，除了重要輔機(jī)（例如引風(fēng)機(jī)）的油泵外，旋轉(zhuǎn)設(shè)備都未設(shè)計(jì)停運(yùn)許可條件。重要輔機(jī)停運(yùn)后，才能停附屬油泵，防止誤停油泵引起重要輔機(jī)跳閘和機(jī)械損傷。

（5）接至驅(qū)動(dòng)級(jí)的跳閘信號(hào)一般采用長(zhǎng)信號(hào)，少量可能引起死循環(huán)的跳閘信號(hào)采用短信號(hào)。例如“2組送引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，1臺(tái)送風(fēng)機(jī)跳閘，連跳對(duì)應(yīng)側(cè)引風(fēng)機(jī)”中，送風(fēng)機(jī)跳閘采用短信號(hào)。

（6）擋板和閥門的自動(dòng)關(guān)閉條件分連鎖關(guān)閉和保護(hù)關(guān)閉2種類型。連鎖關(guān)閉和手動(dòng)關(guān)閉的許可條件一樣，而保護(hù)關(guān)閉無(wú)須滿足關(guān)閉許可條件。例如空預(yù)器二次風(fēng)進(jìn)出口擋板必須在煙氣進(jìn)口擋板關(guān)閉后才能手動(dòng)關(guān)閉，但在空預(yù)器跳閘隔離時(shí)，由于煙氣進(jìn)口擋板全關(guān)限位開關(guān)可能存在不到位的情況，同時(shí)發(fā)關(guān)閉煙氣進(jìn)口擋板和關(guān)閉二次風(fēng)進(jìn)出口擋板指令，這種情況下的關(guān)閉二次風(fēng)進(jìn)出口擋板指令接入驅(qū)動(dòng)級(jí)的保護(hù)關(guān)閉接口。

（7）旋轉(zhuǎn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)級(jí)除了啟動(dòng)失敗、停止失敗、IO故障、電氣故障、遠(yuǎn)方/就地等用于畫面顯示和報(bào)警的要素外，還包括設(shè)備跳閘（TRIPPED），它指的是在啟動(dòng)指令記憶時(shí)運(yùn)行信號(hào)失去。與設(shè)備停運(yùn)信號(hào)（STOPPED，來(lái)自電氣開關(guān)柜）相比，設(shè)備跳閘信號(hào)用于軟光字牌報(bào)警的優(yōu)點(diǎn)是處于停運(yùn)狀態(tài)的備用輔機(jī)不會(huì)引起報(bào)警，減少軟光字牌常亮的數(shù)量。

（8）設(shè)備跳閘信號(hào)都設(shè)計(jì)首出回路。

（9）根據(jù)北侖電廠的運(yùn)行管理體制，驅(qū)動(dòng)級(jí)不設(shè)置“軟掛牌”功能。

4.3 可靠性設(shè)計(jì)

DCS可靠性設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于防止因DCS硬件故障和信號(hào)故障（包括斷線）引起的保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)。OVATION的硬件故障包括控制器失電、控制器死機(jī)、控制器脫網(wǎng)、IO卡件與控制器通訊故障、IO卡件或通道故障等幾種類型，其中控制器失電和控制器死機(jī)是最嚴(yán)重的故障。除了控制器和IO分配外，北侖三期DCS防誤和防拒的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

4.3.1 DO卡件采用繼電器的常開觸點(diǎn)

除了FSS控制器送MFT繼電器柜的6個(gè)跳閘命令采用常閉觸點(diǎn)，其他DO（開關(guān)量輸出）通道采用繼電器常開觸點(diǎn)，可防止因控制器失電、IO卡件或通道故障等引起的保護(hù)誤動(dòng)。

4.3.2 開關(guān)量/模擬量輸出卡件設(shè)置

FSS控制器送MFT繼電器柜的跳閘命令，在控制器和DO卡件出現(xiàn)通訊故障時(shí)，選擇輸出“置零”，通過(guò)常閉觸點(diǎn)的閉合，在FSS控制器故障的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停爐，確保機(jī)組安全。其余的開關(guān)量/模擬量輸出卡件與控制器通訊失敗后，選擇輸出“保持”，防止誤動(dòng)。

4.3.3 主重要保護(hù)的取信方法

主重要保護(hù)（包括重要輔機(jī)的進(jìn)出口擋板/閥門），均采用“正邏輯”的設(shè)計(jì)方法。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，跳閘信號(hào)閉合后保護(hù)動(dòng)作。開關(guān)量信號(hào)選擇合適的觸點(diǎn)形式，杜絕跳閘信號(hào)在邏輯里加非門的設(shè)計(jì)。重要模擬量調(diào)節(jié)的超馳回路也采用類似的方法。

4.3.4 模擬量故障解決辦法

針對(duì)用于保護(hù)的模擬量測(cè)點(diǎn)故障可能引起的保護(hù)誤動(dòng)，采取如下解決辦法。

（1）速率和品質(zhì)檢測(cè)。

模擬量信號(hào)變化率超過(guò)工藝參數(shù)可能變化的最大值，或者信號(hào)“壞質(zhì)量”（通過(guò)質(zhì)量功能塊檢測(cè)），該測(cè)點(diǎn)保護(hù)切除，當(dāng)測(cè)點(diǎn)恢復(fù)正常時(shí)，保護(hù)自動(dòng)恢復(fù)。為了防止在保護(hù)自動(dòng)恢復(fù)時(shí)引起保護(hù)誤動(dòng)，速率和品質(zhì)檢測(cè)回路只有在該測(cè)點(diǎn)小于保護(hù)定值時(shí)才能允許自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)。為了防止速率和品質(zhì)檢測(cè)回路由于掃描次序的原因引起工作不正常，源自模擬量信號(hào)的保護(hù)條件都有3 s或以上的延時(shí)，3 s延時(shí)對(duì)工藝系統(tǒng)不會(huì)有影響。

（2）單測(cè)點(diǎn)保護(hù)變送器量程逆設(shè)。

除了速率和品質(zhì)檢測(cè)，4～20 mA模入的單測(cè)點(diǎn)保護(hù)的變送器采用量程反置的方法，增加1道防誤動(dòng)措施。

4.3.5 防拒的設(shè)計(jì)

（1）主重要保護(hù)均采用硬接線輸入。

（2）通過(guò)DCS柜間接線實(shí)現(xiàn)的單點(diǎn)保護(hù)，在邏輯里采用硬接線信號(hào)和通信總線信號(hào)2取1的方法，防止卡件或通道故障引起的保護(hù)拒動(dòng)。如果DCS通信總線故障或控制器故障，通信總線信號(hào)保持為原狀態(tài)，因此邏輯里取或的做法不會(huì)增加誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

4.3.6 投備邏輯的設(shè)計(jì)

冗余設(shè)備的投備邏輯設(shè)計(jì)中，采用如下原則判斷哪些設(shè)備需要投備按鈕：如果冗余設(shè)備和上一級(jí)設(shè)備有明確的關(guān)聯(lián)，即可通過(guò)判斷相關(guān)的狀態(tài)或參數(shù)決定是否投入備用，不設(shè)計(jì)投備按鈕。例如對(duì)于引風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油泵，只要引風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，停運(yùn)泵就處于投備狀態(tài)，滿足運(yùn)行泵運(yùn)行信號(hào)失去或運(yùn)行泵出口壓力低等條件時(shí)，備用泵自啟。不設(shè)計(jì)投備按鈕可防止因忘投備用引起的連鎖拒動(dòng)。如果須緊急停運(yùn)油泵，應(yīng)先停運(yùn)上級(jí)設(shè)備。

循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵等沒(méi)有上級(jí)關(guān)聯(lián)設(shè)備的大型輔機(jī)采用一個(gè)設(shè)備一個(gè)投備按鈕的設(shè)計(jì)方法。

作為防拒措施，自啟備用設(shè)備的條件中，采用運(yùn)行設(shè)備運(yùn)行信號(hào)失去的信號(hào)，而不是停運(yùn)信號(hào)。

4.3.7 公用設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)

北侖三期未配置DCS公用網(wǎng)，DCS控制的公用設(shè)備主要是燃油泵和空壓機(jī)。

為了適應(yīng)北侖電廠運(yùn)行管理模式，燃油泵啟停和油壓調(diào)節(jié)在就地變頻控制器上實(shí)現(xiàn)，送相關(guān)信號(hào)至2臺(tái)機(jī)組DCS顯示，同時(shí)接受2臺(tái)機(jī)組DCS發(fā)出的緊急停運(yùn)命令。

空壓機(jī)接收開關(guān)量輸入的遙控命令必須是長(zhǎng)信號(hào)，在閉合時(shí)啟動(dòng)空壓機(jī)，斷開時(shí)停止空壓機(jī)。由于空壓機(jī)廠家無(wú)法更改空壓機(jī)自帶控制器的接口形式，為了實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)DCS啟停命令是常規(guī)脈沖信號(hào)的形式，在每臺(tái)空壓機(jī)的控制柜內(nèi)增裝繼電器組，實(shí)現(xiàn)DCS脈沖指令到空壓機(jī)長(zhǎng)信號(hào)遙控輸入的轉(zhuǎn)換。繼電器組電源取自本控制柜的控制電源，其上級(jí)電源是該空壓機(jī)冷卻風(fēng)扇的動(dòng)力電源，控制電源故障或繼電器故障的影響范圍僅限于1臺(tái)空壓機(jī)。DCS輸出指令改為脈沖后，通過(guò)在就地端子柜并接啟停命令，實(shí)現(xiàn)了2臺(tái)機(jī)組控制空壓機(jī)。為了協(xié)調(diào)2臺(tái)機(jī)組對(duì)空壓機(jī)的控制，2臺(tái)機(jī)組之間增加硬接線，并在邏輯里設(shè)計(jì)空壓機(jī)控制權(quán)作為啟?？諌簷C(jī)的許可條件。一臺(tái)機(jī)組投入空壓機(jī)控制權(quán)后，另一臺(tái)機(jī)組即自動(dòng)撤出空壓機(jī)控制權(quán)。如果2臺(tái)機(jī)組控制權(quán)處于都投入或都未投入的方式，軟光字牌都會(huì)有報(bào)警提示。

4.4 畫面設(shè)計(jì)

北侖三期DCS過(guò)程畫面分為主圖和窗口圖2部分。主圖是監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程的主要人機(jī)界面，包含了設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)；窗口圖是設(shè)備操作畫面，并為主圖提供輔助信息。在邏輯和畫面組態(tài)前，明確畫面設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，可避免畫面和邏輯組態(tài)的重復(fù)工作。北侖三期DCS畫面組態(tài)有以下特點(diǎn)。

（1）1張總目錄圖，包括機(jī)、爐、電3個(gè)分區(qū)，直接鏈接到畫面主圖。

（2）主圖分為上、中、下3個(gè)部分，頂部區(qū)域顯示機(jī)組重要參數(shù)；中間區(qū)域?yàn)橄到y(tǒng)流程顯示區(qū)；底部區(qū)域?yàn)橄嚓P(guān)畫面鏈接區(qū)，分全局鏈接和局部鏈接，其中全局鏈接便于快速返回監(jiān)控主畫面（例如燃燒畫面、汽溫畫面），局部鏈接對(duì)象主要是與本畫面相關(guān)的工藝系統(tǒng)。

（3）所有操作對(duì)象均設(shè)計(jì)彈出窗口圖，實(shí)現(xiàn)分步操作，防止誤操作。主重要設(shè)備跳閘首出和啟動(dòng)許可也以彈出窗口圖的形式顯示。窗口圖采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方式，有效地減少了窗口圖的數(shù)量。窗口圖里通過(guò)設(shè)置鏈接點(diǎn)，可快速找到相關(guān)邏輯圖，便于故障原因查找。

（4）作為列表報(bào)警的補(bǔ)充，畫面隱形報(bào)警主要包括設(shè)備電氣故障（ET）、沒(méi)有變送器測(cè)點(diǎn)的開關(guān)量測(cè)點(diǎn)報(bào)警和設(shè)備故障3種類型。

（5）流程的系統(tǒng)畫面顯示調(diào)節(jié)和保護(hù)的參數(shù)，設(shè)備畫面顯示包括DAS參數(shù)在內(nèi)的全部參數(shù)。

（6）畫面參數(shù)顯示結(jié)合報(bào)警功能。在正常范圍時(shí)模擬量參數(shù)顯示綠色平光，高1限報(bào)警時(shí)（或低1限）顯示紅色，高2限報(bào)警（或低2限）時(shí)顯示紅閃，測(cè)點(diǎn)品質(zhì)為“BAD”時(shí)顯示紫色平光，切除掃描時(shí)顯示為湖藍(lán)色平光，通訊中斷時(shí)顯示藍(lán)色平光。

（7）設(shè)計(jì)燃燒控制畫面，方便機(jī)組運(yùn)行時(shí)負(fù)荷和汽溫控制的常規(guī)操作。燃燒畫面包括6大風(fēng)機(jī)控制、6臺(tái)磨組控制、水煤比控制、燃料主控、給水流量控制、過(guò)熱器及再熱器減溫水控制和煙溫?fù)醢蹇刂频取?/p>

（8）設(shè)計(jì)時(shí)間顯示和轉(zhuǎn)速負(fù)荷顯示等專用畫面，替代時(shí)鐘和傳統(tǒng)后備監(jiān)視儀表，簡(jiǎn)化集控室布置。

4.5 列表報(bào)警的設(shè)置

列表報(bào)警是值班人員監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程的主要手段。列表報(bào)警點(diǎn)數(shù)量龐大，和邏輯組態(tài)的關(guān)系密切。

OVATION系統(tǒng)的點(diǎn)類型中，和列表報(bào)警相關(guān)的有模擬量點(diǎn)（LA）、開關(guān)量點(diǎn)(LD)、打包點(diǎn)(LP)、站點(diǎn)點(diǎn)(DU)、節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（RN）和模件點(diǎn)（RM）等幾種類型。站點(diǎn)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和模件點(diǎn)都是和硬件相關(guān)的點(diǎn)類型，它們的列表報(bào)警由系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。

各種點(diǎn)類型的列表報(bào)警設(shè)置中，共性部分有報(bào)警級(jí)別和報(bào)警組別。列表報(bào)警共分2級(jí)，1級(jí)為紅色，操作站有聲音提示；2級(jí)為黃色，無(wú)聲音提示。會(huì)引起主輔設(shè)備跳閘和需要值班人員特別關(guān)注的點(diǎn)設(shè)置為1級(jí)報(bào)警。列表報(bào)警組別的意義有2個(gè)：（1）如果沒(méi)有報(bào)警組別，不能發(fā)出報(bào)警；（2）方便篩選報(bào)警。

模擬量點(diǎn)設(shè)置時(shí)，一般把運(yùn)行規(guī)程里的報(bào)警限值定義為高2值（或低2值），把跳閘定值定義為高3值（或低3值）。根據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，把高2值（或低2值）適當(dāng)縮小，作為動(dòng)態(tài)報(bào)警值設(shè)置到高1值（或低1值）。開關(guān)量點(diǎn)的設(shè)置工作主要是選擇哪些點(diǎn)（特別是中間點(diǎn)）作列表報(bào)警。打包點(diǎn)報(bào)警時(shí)只能顯示打包點(diǎn)的描述，不能顯示每一位的描述。出現(xiàn)打包點(diǎn)報(bào)警時(shí)，通過(guò)翻閱相應(yīng)流程畫面，確定故障原因。

為節(jié)省工作量，選擇在項(xiàng)目推進(jìn)的不同階段進(jìn)行不同點(diǎn)類型的列表報(bào)警設(shè)置工作。在分步調(diào)試前，根據(jù)IO清單設(shè)置模擬量和開關(guān)量IO點(diǎn)的列表報(bào)警。在整組啟動(dòng)前，這時(shí)候邏輯組態(tài)已基本定型，根據(jù)邏輯圖逐頁(yè)設(shè)置中間點(diǎn)（包括模擬量點(diǎn)、開關(guān)量點(diǎn)和打包點(diǎn)）的列表報(bào)警，增補(bǔ)和修改中間點(diǎn)的描述，增補(bǔ)設(shè)計(jì)變更部分的列表報(bào)警。機(jī)組“168”試運(yùn)后，把OVATION系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出為EXECL表格，篩選檢查所有的列表報(bào)警，重點(diǎn)整理完善模擬量點(diǎn)的報(bào)警定值。

4.6 軟光字牌報(bào)警的設(shè)計(jì)

4.6.1 DCS軟光字牌報(bào)警的設(shè)計(jì)思路

從機(jī)組運(yùn)行安全、便于報(bào)警監(jiān)視等角度出發(fā)，軟光字牌報(bào)警系統(tǒng)有以下設(shè)計(jì)思路。

（1）機(jī)組的報(bào)警以列表報(bào)警為主、軟光字牌報(bào)警為輔的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，即列表報(bào)警涵蓋了機(jī)組全面的報(bào)警信息，而軟光字牌報(bào)警則提取列表報(bào)警中的重要報(bào)警，用聲光的形式表現(xiàn)出來(lái)。軟光字牌報(bào)警的源信號(hào)設(shè)置成最高級(jí)別的列表報(bào)警，在軟光字牌報(bào)警出現(xiàn)的同時(shí)也有最高級(jí)別的列表報(bào)警出現(xiàn)。軟光字牌報(bào)警和列表報(bào)警的確認(rèn)應(yīng)相互獨(dú)立，確認(rèn)列表報(bào)警時(shí)不會(huì)同時(shí)自動(dòng)復(fù)歸軟光字牌報(bào)警。

（2）軟光字牌報(bào)警沿用常規(guī)光字牌報(bào)警裝置的形式，具有自動(dòng)閃光、重復(fù)音響、人工復(fù)歸和音響試驗(yàn)等功能。軟光字牌報(bào)警系統(tǒng)配置專用喇叭，喇叭的音量可調(diào)。軟光字牌報(bào)警畫面布置4個(gè)按鈕，分別為報(bào)警確認(rèn)、允許喇叭發(fā)聲、禁止喇叭發(fā)聲和喇叭聲音測(cè)試。禁止喇叭發(fā)聲功能一般用于機(jī)組調(diào)試和檢修期間。禁止喇叭發(fā)聲時(shí)軟光字牌報(bào)警畫面有“禁止喇叭發(fā)聲”的閃爍提示。機(jī)組啟動(dòng)前應(yīng)投入喇叭發(fā)聲功能。

（3）軟光字牌報(bào)警集中于1幅畫面，分汽機(jī)、鍋爐、電氣3個(gè)區(qū)域。熱工監(jiān)控系統(tǒng)的故障報(bào)警一般分散到相應(yīng)工藝系統(tǒng)的軟光字牌，特別重要的或找不到合適的工藝系統(tǒng)時(shí)，采用單獨(dú)的軟光字牌。為了讓值班員在操作臺(tái)位置上能看清大屏幕上光字牌內(nèi)容，軟光字牌的總數(shù)量控制在99（11×9）塊以內(nèi)。主要輔機(jī)的跳閘和故障合用1塊軟光字牌，電動(dòng)機(jī)跳閘時(shí)軟光字牌用紅色顯示，設(shè)備故障或參數(shù)超限時(shí)軟光字牌用黃色顯示。

（4）每個(gè)軟光字牌鏈接彈出窗口，彈出窗口顯示該軟光字牌報(bào)警的所有源信號(hào)，處于報(bào)警狀態(tài)和未處于報(bào)警狀態(tài)的源信號(hào)用顏色加以區(qū)分。共用1塊軟光字牌報(bào)警的源信號(hào)，如果其中一個(gè)源信號(hào)存在報(bào)警的情況下，另一個(gè)源信號(hào)再出現(xiàn)報(bào)警時(shí)仍應(yīng)有聲光提示。

（5）為盡量減少機(jī)組啟動(dòng)后軟光字牌報(bào)警常亮的數(shù)量，采用電動(dòng)機(jī)跳閘信號(hào)作為軟光字牌報(bào)警的源信號(hào)。電動(dòng)機(jī)跳閘指的是驅(qū)動(dòng)級(jí)典型圖上的跳閘報(bào)警信號(hào)，表示在啟動(dòng)指令記憶的情況下電動(dòng)機(jī)停運(yùn)，可通過(guò)驅(qū)動(dòng)級(jí)操作面板復(fù)歸電動(dòng)機(jī)跳閘信號(hào)。

（6）模擬量測(cè)點(diǎn)用于軟光字牌報(bào)警時(shí)，高低值比較功能塊應(yīng)單獨(dú)組態(tài)，便于報(bào)警定值的調(diào)整。如果同時(shí)有調(diào)節(jié)用的測(cè)點(diǎn)和保護(hù)用的測(cè)點(diǎn)，把調(diào)節(jié)用和保護(hù)用的測(cè)點(diǎn)都作為軟光字牌報(bào)警的源信號(hào)。如果同時(shí)有顯示用的測(cè)點(diǎn)和調(diào)節(jié)用的測(cè)點(diǎn)，選擇調(diào)節(jié)用的測(cè)點(diǎn)作為軟光字牌報(bào)警的源信號(hào)。

4.6.2 軟光字牌報(bào)警源信號(hào)的收集原則

DCS軟光字牌報(bào)警具有任選進(jìn)入DCS的I/O點(diǎn)、通訊點(diǎn)和邏輯中間點(diǎn)作為報(bào)警源信號(hào)的優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)DCS軟光字牌時(shí)，應(yīng)避免因選點(diǎn)原則不明確而出現(xiàn)選點(diǎn)過(guò)于龐雜、和列表報(bào)警功能重疊的缺點(diǎn)。根據(jù)DL5000—2000《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》里有關(guān)熱工報(bào)警的設(shè)計(jì)規(guī)定，北侖三期DCS軟光字牌報(bào)警系統(tǒng)的選點(diǎn)有以下原則。

（1）主、輔設(shè)備跳閘，如鍋爐MFT、汽機(jī)跳閘、送風(fēng)機(jī)跳閘等。

（2）引起主設(shè)備跳閘（鍋爐MFT、汽機(jī)跳閘和發(fā)電機(jī)故障）的參數(shù)偏離正常范圍，包括一些原設(shè)計(jì)為跳閘條件而后改為報(bào)警的參數(shù)，如主蒸汽壓力高、汽機(jī)振動(dòng)高等。

（3）主要輔助設(shè)備跳閘條件中的參數(shù)偏離正常范圍，包括一些原設(shè)計(jì)為跳閘條件而后改為報(bào)警的參數(shù)，如送風(fēng)機(jī)油壓低、凝泵軸承溫度高等。

（4）機(jī)組運(yùn)行中特別需要關(guān)注的參數(shù)偏離正常范圍，包括緊急停爐、停機(jī)和故障停爐、停機(jī)條件中的參數(shù)偏離正常范圍，如鍋爐壁溫高、空預(yù)器出口煙溫高等。

（5）機(jī)、爐主要輔助設(shè)備故障，如送風(fēng)機(jī)運(yùn)行90 s后出口隔離擋板未全開、電泵反轉(zhuǎn)等。

（6）冗余設(shè)備失去備用，如凝泵未投入備用。

（7）主要電氣設(shè)備故障。

（8）熱工監(jiān)控系統(tǒng)故障和熱工電源、氣源故障，主要包括熱工配電柜電源故障、MFT繼電器柜電源故障與控制器電源裝置故障、DEH電源故障、TSI（汽輪機(jī)監(jiān)視儀表）故障、MEH&METS故障、火檢柜故障和重要自動(dòng)回路撤出等。

（9）用于保護(hù)和調(diào)節(jié)的模擬量測(cè)點(diǎn)之間的偏差大，如FSS控制器和MCS（模擬量控制系統(tǒng)）控制器的給水流量之間偏差大。

（10）針對(duì)多個(gè)條件同時(shí)滿足才動(dòng)作的的保護(hù)，在其中一個(gè)條件滿足時(shí)，提前進(jìn)行報(bào)警。如再熱器保護(hù)、臨界火焰失去、循環(huán)水路中斷和凝結(jié)水路中斷等。

4.6.3 主重要保護(hù)信號(hào)的不一致報(bào)警

北侖三期軟光字牌報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)了主重要保護(hù)信號(hào)的不一致報(bào)警，有防止誤動(dòng)和拒動(dòng)的作用，主要有以下幾種類型。

（1）來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的3個(gè)開關(guān)量信號(hào)之間的不一致報(bào)警，如3個(gè)爐膛壓力低低信號(hào)。

（2）來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的2個(gè)開關(guān)量信號(hào)之間的不一致報(bào)警，如FSS控制器的送風(fēng)機(jī)2個(gè)停運(yùn)信號(hào)。

（3）2個(gè)通過(guò)DCS柜間接線的開關(guān)量信號(hào)和1個(gè)經(jīng)過(guò)通信總線的開關(guān)量信號(hào)之間的不一致，如3個(gè)總風(fēng)量低低信號(hào)。

（4）1個(gè)通過(guò)DCS柜間接線的開關(guān)量信號(hào)和1個(gè)經(jīng)過(guò)通信總線的開關(guān)量信號(hào)之間的不一致報(bào)警，如FSS控制器的空預(yù)器跳閘信號(hào)。

（5）FSS控制器里的軟MFT信號(hào)和MFT繼電器柜送到其他各控制器的MFT硬接線信號(hào)之間的不一致報(bào)警；FSS控制器的汽機(jī)跳閘信號(hào)和送到其他各控制器的汽機(jī)跳閘硬接線信號(hào)之間的不一致報(bào)警。

（6）重要輔機(jī)的電機(jī)狀態(tài)信號(hào)不一致。

4.7 數(shù)據(jù)庫(kù)建點(diǎn)設(shè)置

OVATION數(shù)據(jù)庫(kù)建點(diǎn)設(shè)置的相同選項(xiàng)通過(guò)默認(rèn)設(shè)置的方法實(shí)現(xiàn)，大部分區(qū)分設(shè)置的選項(xiàng)通過(guò)IO清單導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，需要特殊整理的主要有以下幾項(xiàng)。

（1）單位。

計(jì)量單位標(biāo)準(zhǔn)化包括流程畫面單位和點(diǎn)定義中的單位2部分。其中點(diǎn)定義中的單位標(biāo)準(zhǔn)化是基礎(chǔ)工作，需要落實(shí)在IO清單準(zhǔn)備階段，否則工程后期不但需要修改畫面，而且可能需要修改邏輯。

（2）小數(shù)位。

不同的參數(shù)有不同的小數(shù)位要求。小數(shù)位太少會(huì)影響參數(shù)顯示精度，小數(shù)位太多會(huì)引起參數(shù)不必要的頻繁刷新，影響值班員監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程的注意力。北侖三期根據(jù)參數(shù)的單位選擇小數(shù)位，例如單位為MPa的數(shù)值保留2位小數(shù)位，單位為℃的數(shù)值保留1位小數(shù)位。

（3）歷史點(diǎn)定義。

歷史庫(kù)收集模擬量點(diǎn)時(shí)需要定義死區(qū)，分量程百分比和工程單位2種，變化幅度超過(guò)死區(qū)后收入歷史庫(kù)。定義合適的死區(qū)，可以減少歷史點(diǎn)不必要的收集，延長(zhǎng)保存時(shí)間。溫度信號(hào)的量程較大（如0～700℃），死區(qū)采用工程單位定義，一般定義為1℃。其他信號(hào)的死區(qū)采用量程百分比定義，一般定義為1%。機(jī)組主重要參數(shù)可適當(dāng)縮小死區(qū)定義，如負(fù)荷、爐膛負(fù)壓等。

5 DCS組態(tài)和調(diào)試的收尾工作

5.1 廢點(diǎn)清理

調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的IO點(diǎn)和初始設(shè)計(jì)不符，這是IO點(diǎn)廢點(diǎn)產(chǎn)生的主要原因。通過(guò)設(shè)備廠家、設(shè)計(jì)院和調(diào)試單位等共同確認(rèn)可刪除這些IO點(diǎn)后，除了解線工作，軟件里需要?jiǎng)h除這些點(diǎn)相關(guān)的邏輯和畫面顯示，并把這些點(diǎn)從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除，相應(yīng)的通道改為備用通道。

組態(tài)過(guò)程往往出現(xiàn)建立了中間點(diǎn)但沒(méi)有用到的現(xiàn)象，這樣產(chǎn)生了中間點(diǎn)廢點(diǎn)。把這些沒(méi)有應(yīng)用于任何一張邏輯頁(yè)面的中間點(diǎn)廢點(diǎn)搜索出來(lái)，逐個(gè)檢查確認(rèn)后再刪除。

5.2 強(qiáng)制信號(hào)處理

由于工期緊張等原因，調(diào)試過(guò)程中在設(shè)備存在小缺陷或保護(hù)設(shè)計(jì)不合理時(shí)，有時(shí)會(huì)采取在DCS里強(qiáng)制相關(guān)信號(hào)的臨時(shí)措施。強(qiáng)制信號(hào)的隱患在于，如果DCS控制器閃存格式化，所有強(qiáng)制的信號(hào)會(huì)丟失；DCS下電時(shí)可能引起強(qiáng)制的信號(hào)出現(xiàn)混亂，過(guò)多的強(qiáng)制信號(hào)則會(huì)亂上加亂；部分測(cè)控信號(hào)（如限位開關(guān)）的強(qiáng)制會(huì)誤導(dǎo)運(yùn)行人員的判斷。因此，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)強(qiáng)制的信號(hào)越少越好。在機(jī)組整組啟動(dòng)前，根據(jù)設(shè)備對(duì)象的不同情況修改相關(guān)邏輯，盡量減少?gòu)?qiáng)制的信號(hào)。

5.3 邏輯執(zhí)行順序整理

邏輯執(zhí)行順序（包括頁(yè)面和算法）會(huì)影響連鎖保護(hù)的正確動(dòng)作，除了在組態(tài)和分步調(diào)試階段及時(shí)檢查邏輯執(zhí)行順序的合理性外，在機(jī)組整組啟動(dòng)前，專項(xiàng)檢查主重要連鎖保護(hù)回路的執(zhí)行順序。

5.4 執(zhí)行批處理程序

由于邏輯組態(tài)的不規(guī)范等原因，會(huì)給OVATION控制器的正常工作帶來(lái)影響。在機(jī)組整組啟動(dòng)前，執(zhí)行控制建立器（CONTROL BUILDER）的專用批處理程序，完成邏輯圖的全面檢查和編譯，然后再重裝所有控制器。

5.5 報(bào)警定值整理

在機(jī)組通過(guò)“168”后，利用調(diào)停機(jī)會(huì)，熱控、機(jī)務(wù)和運(yùn)行等相關(guān)人員全面檢查修改了列表報(bào)警和軟光字牌報(bào)警的定值。

6 結(jié)論

在DCS項(xiàng)目準(zhǔn)備階段，電廠和設(shè)計(jì)院、DCS廠家等參建方一起，不但明確了DCS設(shè)計(jì)框架，而且對(duì)組態(tài)的細(xì)節(jié)處理形成了統(tǒng)一的意見(jiàn)。這不僅確保了項(xiàng)目的順利推進(jìn)，還減少了后期組態(tài)和調(diào)試過(guò)程中的重復(fù)勞動(dòng)，但以下2方面還須進(jìn)一步完善：

（1）IO清單準(zhǔn)備階段，設(shè)計(jì)院提供的有些設(shè)備和信號(hào)的中文描述不符合本廠習(xí)慣用法，因?yàn)闆](méi)有在初始階段予以明確，即使以后修改了設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)、系統(tǒng)圖和規(guī)程等地方的命名，但在DCS組態(tài)過(guò)程中這些描述已經(jīng)擴(kuò)散，很難全面修改。

（2）DCS組態(tài)的易讀性規(guī)則執(zhí)行得不夠，用了較多的通用圖符，和SAMA（美國(guó)科學(xué)儀器廠商協(xié)會(huì)）的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)仍有不小差距，這和工期緊張有關(guān)。

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