鄧軍

摘 要：本文介紹了某廠汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及由新華DEH-Ⅲ系統(tǒng)升級至V型的升級過程及升級主要內(nèi)容，并針對DEH-Ⅲ型系統(tǒng)應(yīng)用過程中的主要問題提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：DEH-Ⅲ；XDPS-400+；BTC控制

一、引言

某廠1號機(jī)組DEH系統(tǒng)采用新華DEH-Ⅲ型產(chǎn)品，控制系統(tǒng)軟件為XDPS 2.05版XDPS-400+。自投產(chǎn)以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性較高，但近年來，硬件（卡件）故障、異常的次數(shù)有增加趨勢；同時由于1號機(jī)組投產(chǎn)七年有余，而產(chǎn)品的實(shí)際壽命也已接近8年，DEH-Ⅲ型系統(tǒng)中的BC-NET卡、MCP卡、MCP-OPC卡、包括閥門控制的VCC卡等原廠家已停產(chǎn)，BC-NET卡在停機(jī)狀態(tài)下可以成組更換升級替代產(chǎn)品，而VCC卡、MCP卡和MCP-OPC卡新華公司在工作機(jī)理上有了進(jìn)一步的優(yōu)化，分別升級為VPC卡、SDP卡，當(dāng)故障時必須連帶接線端子板和卡件全部更換；同時應(yīng)電網(wǎng)要求一次調(diào)頻死區(qū)由±3RPM改為±2RPM，由于當(dāng)前機(jī)組轉(zhuǎn)速控制精度為1RPM，導(dǎo)致一次調(diào)頻動作頻繁，就地設(shè)備承受調(diào)節(jié)負(fù)荷也相應(yīng)增加不少，衍生的設(shè)備問題也有增加趨勢，如LVDT的可靠性、閥門流量調(diào)節(jié)跟蹤能力、就地油動機(jī)波動大、EH油管振動大等，顯然目前轉(zhuǎn)速控制精度不能滿足要求，而DEH-V型系統(tǒng)的SDP卡轉(zhuǎn)速采集精度能達(dá)到0.1RPM，并新增了智能轉(zhuǎn)速保護(hù)功能，對機(jī)組轉(zhuǎn)速保護(hù)和一次調(diào)頻能力都有一定的積極意義。另外當(dāng)前新華的XDPS軟件已升級為XDPS 6.0 SP4版本，系統(tǒng)功能更加完善、控制功能和控制技術(shù)更加全面和可靠，也極大方便了系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)、調(diào)試、系統(tǒng)控制參數(shù)的整定和在線處理等。因此，對新華DEH-Ⅲ控制系統(tǒng)升級至V型系統(tǒng)勢在必行。

二、DEH系統(tǒng)升級

1、DEH系統(tǒng)硬件升級

DEH控制系統(tǒng)硬件升級從原基于XDPS-400的DEH-Ⅲ型系統(tǒng)硬件平臺出發(fā)，并結(jié)合XDPS-400+系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和某廠DEH系統(tǒng)功能特點(diǎn)，本著最大化利用現(xiàn)有系統(tǒng)的資源和最高性價比的原則進(jìn)行硬件升級。因此該項(xiàng)目對DEH系統(tǒng)BTC控制柜進(jìn)行全面升級，對ATC控制柜DPU與卡件站冗余通信BC-NET卡升級，其余設(shè)備保持不變。

（1）DPU控制單元升級

由于新華DEH-V型的DPU控制單元內(nèi)部構(gòu)件可拆裝，分別對DPU內(nèi)部的主板、雙機(jī)切換、DPU以太網(wǎng)集線器和DPU A、B網(wǎng)網(wǎng)卡進(jìn)行升級。DPU的總線接口采用ISA總線，升級時可將DEH-V型的DPU主板、雙機(jī)切換和DPU A、B網(wǎng)網(wǎng)卡插入即可。

以DEH系統(tǒng)BTC控制柜的DPU11為例，其它DPU升級過程一樣，原DPU以太網(wǎng)集線器和A、B網(wǎng)網(wǎng)卡等設(shè)備為10MB/t，此次統(tǒng)一升級為100MB/t的通信速率，對應(yīng)于各卡件站的主/從BC-NET通信卡升級為100MB的通信速率；原主板CPU由原Pentium233升級為低功耗的C3 400MHz，其板載VGA/LCD/CFC/和3個以太網(wǎng)RJ45接口驅(qū)動，取消原主板集成的用來存貯系統(tǒng)文件和組態(tài)數(shù)據(jù)的Flash存儲器，改用方便插拔CF存儲卡，這樣便于系統(tǒng)軟件的維護(hù)和升級，同時主板可根據(jù)DPU負(fù)荷率選用容量合適的通用內(nèi)存條。

（2）BTC控制柜卡件站升級

原DEH系統(tǒng)BTC控制設(shè)計(jì)時將三個I/O卡件箱配置成5個卡件站，分別為閥門控制VCC站、轉(zhuǎn)速站1、轉(zhuǎn)速站2、轉(zhuǎn)速站3和超速保護(hù)站，每個站都含一對主/從的BC-NET通信卡。對于VCC站共有10塊VCC卡，分別為4塊GV、4塊IV和2塊TV；3個轉(zhuǎn)速站用來采集BTC過程控制中的重要信號如轉(zhuǎn)速、功率、主蒸汽壓力、再熱壓力、掛閘、并網(wǎng)等的三取二邏輯軟運(yùn)算，各分別含1塊MCP卡（轉(zhuǎn)速采集卡）、1塊LC卡，以及1塊DI卡、1塊DO卡；超速保護(hù)站由3塊MCP卡和1塊MCP-OPC卡組成機(jī)組超速硬回路保護(hù)。

從中可以看出來卡件站數(shù)目偏多，對于汽輪機(jī)的閥門控制VCC卡集中于一個卡件站，風(fēng)險過于集中，當(dāng)出現(xiàn)卡件站通信中斷時可能導(dǎo)致所有閥門狀態(tài)無法監(jiān)控；轉(zhuǎn)速采集，汽輪機(jī)超速保護(hù)軟回路和硬回路分開設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速站1、2、3采集汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號，在DPU控制器中實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制與超速軟保護(hù)回路。汽輪機(jī)超速保護(hù)硬回路在超速保護(hù)站獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，通過另外3塊MCP卡采集汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號送入MCP-OPC卡進(jìn)行三取二判斷，再輸出到相應(yīng)的繼電器板實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)超速保護(hù)。轉(zhuǎn)速保護(hù)的MCP卡集中在一個卡件站中，當(dāng)出現(xiàn)卡件站故障時，容易導(dǎo)致超速保護(hù)誤發(fā)，而且超速保護(hù)輸出過程頻繁，需要通過中間環(huán)節(jié)，而且硬超速保護(hù)MCP-OPC卡工作狀態(tài)在XDPS軟件中無法直接監(jiān)視，需要通過超速保護(hù)站的BC-NET通信卡送DPU中處理后才能監(jiān)視，不利于機(jī)組超速保護(hù)和超速狀態(tài)監(jiān)視。

升級時將5個卡件站配置成3個卡件站。將BTC控制柜原VCC站10塊VCC卡更換為10塊VPC卡，并將主機(jī)閥門按照GV、IV和TV類型分配到3個卡件站中；取消原來的轉(zhuǎn)速站和超速保護(hù)站，將原來的MCP卡和MCP-OPC卡更換為以3塊SDP卡組成的轉(zhuǎn)速采集與超速保護(hù)方式，超速保護(hù)軟邏輯與超速保護(hù)硬回路很好地結(jié)合在一起。參與三取二邏輯判斷的LC卡和SDP卡也根據(jù)分散原則分別分布在三個卡件站中。相對原5個卡件站設(shè)計(jì)方式，當(dāng)前方式簡介、明了，同時也兼顧了風(fēng)險分散原則，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，尤其是在汽輪機(jī)超速保護(hù)硬回路實(shí)現(xiàn)方式上，直接用SDP卡的SDP-TB端子板實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)超速保護(hù)硬回路。

2、DEH系統(tǒng)軟件升級

在硬件升級完畢后，檢查系統(tǒng)正常就可以進(jìn)行DEH系統(tǒng)的軟件升級了。軟件升級分為DEH系統(tǒng)工程師站與操作員計(jì)算機(jī)升級、DPU軟件升級和DPU內(nèi)部邏輯修改三部分。

運(yùn)行人員對DEH控制系統(tǒng)的監(jiān)控與操作在DCS系統(tǒng)的操作員站上進(jìn)行，因此DEH系統(tǒng)的工程師站與操作員計(jì)算機(jī)不但負(fù)責(zé)與DCS的通信，同時也兼有DEH系統(tǒng)的操作員與工程師站的功能。具體升級項(xiàng)目有：工控機(jī)的操作系統(tǒng)由Windows NT升級為Windows XP SP2，XDPS軟件由XDP 2.05升級為XDP 6.0 SP4，XDPS系統(tǒng)參數(shù)配置，DEH系統(tǒng)A、B、C網(wǎng)與DCS通信的通信網(wǎng)絡(luò)配置。

DEH系統(tǒng)工程師站與操作員計(jì)算機(jī)正常后，啟動XDPS系統(tǒng)軟件，以超級用戶登錄進(jìn)行DPU軟件升級。由于DPU主板上的CF卡已帶有操作系統(tǒng)WinCE XDPS 6.0 SP4，上電后DPU網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)號默認(rèn)為99，因此對于DPU的升級需要逐個上電，逐個進(jìn)行升級，避免網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)號沖突。DPU上電后XDPS的自檢程序會顯示DPU99已啟動，連接DPU99，修改DPU的配置文件，將節(jié)點(diǎn)號99改為DPU的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)號，以11為例，重啟DPU后在自檢程序中會顯示DPU11連接在A、B網(wǎng)上，依次完成其它的DPU升級。

DPU內(nèi)部邏輯修改步驟主要有：

（1）以工程師站權(quán)限在XDPS中導(dǎo)入原備份的DEH邏輯及數(shù)據(jù)。

（2）按照分配圖進(jìn)行各卡件地址的重新分配和卡件內(nèi)部信號的通道地址重新分配，在未修改前，原信號點(diǎn)狀態(tài)為未連接狀態(tài)，顯示為紅色。

（3）在點(diǎn)目錄和歷史數(shù)據(jù)目錄中定義和增加VPC和SDP卡件監(jiān)視IO點(diǎn)。

（4）修改VPC卡和SDP卡內(nèi)部模擬量點(diǎn)的精度，增加VPC卡和SDP卡監(jiān)視和控制邏輯。

（5）增加閥門VPC調(diào)試程序和組態(tài)文件。

（6）增加監(jiān)控畫面中各端子排顯示和鏈接監(jiān)控數(shù)據(jù)。

（7）進(jìn)行DEH系統(tǒng)功能邏輯仿真和測試。

三、結(jié)語

系統(tǒng)升級設(shè)計(jì)的主要目的是構(gòu)建一個通用的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺，因此在硬件選擇和軟件開發(fā)上都比較注重通用性，在系統(tǒng)升級過程中的實(shí)時優(yōu)化處理改善了系統(tǒng)的性能。目前升級后的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，很好地解決了以前運(yùn)行中系統(tǒng)存在的諸多問題。