李志剛

【摘 要】介紹某電廠125MW機(jī)組#1機(jī)熱工控制系統(tǒng)DCS技改升級(jí)情況，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及采取的措施進(jìn)行了闡述，特別是對(duì)DPU4F改造后達(dá)到的效果進(jìn)行評(píng)估，值得參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】熱控；DCS；升級(jí)控制

1.概述

1.1主要功能

某電廠125MW機(jī)組#1機(jī)DCS分散控制系統(tǒng)采用美國(guó)利諾公司生產(chǎn)的MAX1000系統(tǒng)，主要配置功能是：

（a）DAS（數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）。

（b）CCS（模擬量控制系統(tǒng)）。

1.2 MAX1000分散控制系統(tǒng)包括設(shè)備

（a）十個(gè)分布式處理單元（DPU）和多個(gè)輸入/輸出設(shè)備（I/O）用于對(duì)實(shí)際過程進(jìn)行監(jiān)視和控制。

（b）兩個(gè)MAX1000產(chǎn)品目錄號(hào)525實(shí)時(shí)處理器（RTP）和RPU接口并從RPU處收集數(shù)據(jù)。

（c）一個(gè)MAX1000產(chǎn)品目錄號(hào)526應(yīng)用處理器（AP）用于數(shù)據(jù)庫(kù)和控制組態(tài)。

（d）三個(gè)MAX1000產(chǎn)品目錄號(hào)527圖形處理器（GP）用于產(chǎn)生和觀察圖形，操作和監(jiān)視生產(chǎn)過程。

（e）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)及OEI接口裝置。

（f）MAX1000分散控制系統(tǒng)構(gòu)成圖。

2.存在的問題

MAX-1000系統(tǒng)，版本是E版。使用到現(xiàn)在已有10年有余的時(shí)間時(shí)間，設(shè)備老化嚴(yán)重，部分設(shè)備已無(wú)備品。GP經(jīng)常死機(jī)，經(jīng)常發(fā)生重啟死機(jī)，這在機(jī)組運(yùn)行中無(wú)疑增加了運(yùn)行安全隱患，GP屬于老工控機(jī)，其微機(jī)的硬件配置無(wú)法在市場(chǎng)上購(gòu)買，系統(tǒng)的WIN95系統(tǒng)處理能力差，運(yùn)行不穩(wěn)定，GP工控機(jī)損壞后恢復(fù)難度大。網(wǎng)絡(luò)故障，包括光纖網(wǎng)和以太網(wǎng)通訊狀態(tài)經(jīng)常故障。每班必須兩次調(diào)出系統(tǒng)畫面檢查系統(tǒng)工作狀態(tài)，以保證網(wǎng)絡(luò)正常。平時(shí)運(yùn)行中經(jīng)常對(duì)網(wǎng)絡(luò)的同軸電纜接頭及其網(wǎng)卡進(jìn)行維護(hù)，OEI及其光纖使用時(shí)間長(zhǎng)也經(jīng)常發(fā)生故障。

應(yīng)用處理器AP（工程師站）使用UNIX系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法兼容新系統(tǒng)，掌握人員難度大，該系統(tǒng)在命令系統(tǒng)等與常規(guī)系統(tǒng)均有較大區(qū)別。AP內(nèi)進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試已經(jīng)不滿足現(xiàn)實(shí)需求，系統(tǒng)、工程備份需用磁帶機(jī)進(jìn)行，這些老化的設(shè)備無(wú)法在市場(chǎng)獲得，其工控機(jī)硬件同樣GP狀況一樣存在問題，無(wú)法更換檢修。

3.改造的措施及施工

3.1 DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

MAX1000+PLUS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由遠(yuǎn)程處理單元（RPU）、工作站（Work Station）、冗余的10M/100Mbps快速切換型以太網(wǎng)、智能切換開關(guān)（switch HUB）構(gòu)成。

3.2系統(tǒng)工作站部分

a.拆除原鍋爐汽機(jī)及DCS控制室工作站機(jī)柜中MAX1000的3臺(tái)GP，1臺(tái)AP，2臺(tái)RTP，拆除原數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)IDAS工控機(jī)1臺(tái)。

b.在原鍋爐汽機(jī)工作站機(jī)柜中安裝maxDNA的3臺(tái)操作員站，原數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)IDAS操作臺(tái)安裝1臺(tái)臺(tái)操作員站；DCS控制內(nèi)安裝1臺(tái)工程師站，1臺(tái)歷史站，1臺(tái)LINK站，1臺(tái)SIS站。

3.3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部分

a.在原工作站機(jī)柜中安裝冗余通訊交換機(jī)2臺(tái)。

b.連接相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)預(yù)制電纜，包括DPU到交換機(jī)、交換機(jī)至各操作員站、歷史站等網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)線。

3.4控制機(jī)柜部分

a.拆除原控制機(jī)柜內(nèi)MAX1000E.3版本的DPU，新裝增加送、引風(fēng)機(jī)變頻的機(jī)柜卡件。

b.在原來(lái)控制機(jī)柜內(nèi)安裝maxDNA的新系列DPU。

3.5系統(tǒng)軟件及組態(tài)工作

a.新裝各操作員站的操作系統(tǒng)，按maxDNA的系統(tǒng)軟件重新組態(tài)125MW機(jī)組#1機(jī)的工程應(yīng)用軟件。

b.現(xiàn)場(chǎng)安裝新的maxDNA系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，并進(jìn)行調(diào)試。，回收美卓公司原機(jī)組MAX1000的硬件狗，包括3只GP，1只AP的硬件狗。

c.將數(shù)采系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)采控制器接入lingk工控機(jī)，由DCS系統(tǒng)內(nèi)虛擬DPU進(jìn)行組態(tài)顯示和報(bào)警等功能。

d.將送引風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)納入DCS控制。

3.6遺留問題

因原來(lái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)控制盤臺(tái)問題，機(jī)組在硬件上沒有徹底進(jìn)行改造，只是對(duì)原有DCS硬件及軟件進(jìn)行升級(jí)。因此機(jī)組的原有的硬手操回路，原始的控制盤上的M/A操作器；原始的外回路邏輯判斷（包括電器回路判斷）；原始回路的FSSS系統(tǒng)等，在這次升級(jí)中保留原始狀態(tài)，均沒有引入DCS控制。

DCS硬件部分，受限費(fèi)用及機(jī)柜，考慮實(shí)際使用情況，沒有進(jìn)行更換老的I/O卡件。

3.7調(diào)試情況

調(diào)試中，上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試與DPU通訊因版本原因，廠家調(diào)試時(shí)間較長(zhǎng)，最后通過重新修改原配置的通訊程序完成通訊；LINK與數(shù)采通訊的問題匹配通過數(shù)采通控制器完成；不能實(shí)現(xiàn)DPU之間的冗余以及不能與下層部分I/O卡件采集數(shù)據(jù)均在調(diào)試中出現(xiàn)，集中體現(xiàn)是DPU內(nèi)設(shè)置不正確和I/O卡件接觸不良造成該現(xiàn)象。調(diào)試中因組態(tài)參數(shù)不當(dāng)，造成部分流量參數(shù)顯示有誤，通過組態(tài)更改達(dá)到目的。

4.改造效果

此次升級(jí)改造，硬件將DPU版本由原來(lái)的DPU 4E版本升級(jí)為DPU4F版本。操作員站操作系統(tǒng)升級(jí)為WINXP系統(tǒng)；組態(tài)軟件改造為maxTOOLS4E，版本MaxDNA3.5；圖形組態(tài)器Graphical Configurator；圖形用戶界面軟件maxVUE；歷史數(shù)據(jù)和報(bào)表包軟件maxSTORIAN；還包含有豐富工具軟件（報(bào)警、記錄、診斷等）、Security安全軟件、SBP Wrapper Calculation背板軟件等。

改造后的操作員站MAXSTATION人-機(jī)接口，解決了老DCS系統(tǒng)操作員站死機(jī)、無(wú)硬件更換的問題，解決了運(yùn)行人員可靠的與DCS系統(tǒng)接口、保證機(jī)組安全。

數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)改造為MAXNET數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，星型網(wǎng)絡(luò)故障比環(huán)形網(wǎng)絡(luò)故障容易處理，網(wǎng)絡(luò)更加可靠實(shí)用，解決老DCS網(wǎng)絡(luò)OEI光電轉(zhuǎn)換裝置、網(wǎng)絡(luò)故障引起操作員站死機(jī)的問題和網(wǎng)絡(luò)故障。

改造后的DPU4F版本，使設(shè)備的可靠性得到了提高。該DPU4F版本的DPU無(wú)需風(fēng)扇、不會(huì)受散熱不良的影響其DPU的工作，解決了原來(lái)DPU風(fēng)扇故障導(dǎo)致DPU散熱不良而導(dǎo)致DPU故障、死機(jī)的問題。DPU無(wú)需電池，使用存儲(chǔ)卡進(jìn)行下裝程序的保存，增加設(shè)備的穩(wěn)定可靠性，解決了因老DPU電池失效帶來(lái)程序因電源切換等原因造成的程序丟失。新DPU4F取消了插針，使得DPU4F通訊只靠總線通訊，簡(jiǎn)化安裝方式，安裝方便，接觸可靠，解決老DPU插針加總線的安裝方式帶來(lái)的一系列故障、及不方便、也容易損壞插針和接觸不良帶來(lái)的故障。

操作員站操作系統(tǒng)升級(jí)為WINXP系統(tǒng)，使得系統(tǒng)運(yùn)行比原來(lái)win95系統(tǒng)更加可靠穩(wěn)定。增加了一臺(tái)操作員站，保證了運(yùn)行人員有足夠的操作監(jiān)視平臺(tái)，保障了安全。

升級(jí)后的DCS系統(tǒng)組態(tài)軟件方便、填表式的組態(tài)方式容易上手，在設(shè)備的可靠性和安全性上得到了提高。硬件上有利于備品備件的訂購(gòu)，方便維護(hù)，增加了一臺(tái)操作員站，方便了運(yùn)行人員的操作。

升級(jí)后完善的報(bào)警、SOE記錄、歷史趨勢(shì)等功能保證了機(jī)組運(yùn)行的需求，解決了原始SOE、歷史趨勢(shì)記錄時(shí)間較短（有時(shí)30分鐘SOE記錄就刷新掉）無(wú)法及時(shí)保存的難題。

總體上，此次升級(jí)改造，解決了老MAX1000系統(tǒng)的軟件、硬件問題，確保了機(jī)組的的安全運(yùn)行。

5.結(jié)束語(yǔ)

此次DCS升級(jí)為MAX100+PLUS系統(tǒng)，提高機(jī)組的安全與穩(wěn)定性，解決機(jī)組DCS控制系統(tǒng)的配件問題，方便維護(hù)。為金沙另外2臺(tái)機(jī)組MAX1000系統(tǒng)的升級(jí)提供參考依據(jù)，同時(shí)也為其它采用MAX系統(tǒng)的電廠升級(jí)使用新MAXDPU4F版本的DPU提供參考和依據(jù)，降低因DPU故障帶來(lái)機(jī)組不安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]潘汪杰.熱工壓力測(cè)量及儀表[Z].