國產(chǎn)DCS系統(tǒng)SmartPro在自備電廠中的應(yīng)用

摘要：介紹和利時公司的SmartPro系統(tǒng)，重點介紹SmartPro系統(tǒng)在自備電廠的組態(tài)、應(yīng)用情況，及其心得。
關(guān)鍵詞： SmartPro系統(tǒng) 組態(tài) 自備電廠
0 引言
DCS在20世紀80年代甚至90年代還是技術(shù)含量很高、應(yīng)用相對復(fù)雜且價格也相當昂貴的工業(yè)控制系統(tǒng)。隨著計算機應(yīng)用的發(fā)展，國內(nèi)以和利時、浙大中控等為代表的自動化公司紛紛推出了自己的控制系統(tǒng)。其中， 和利時的第4代DCS系統(tǒng)MACS—Smartpro， 完全采用分散化的智能模塊，可以實現(xiàn)完全分散，模塊之間采用Profibus—DP現(xiàn)場總線聯(lián)接， 是一套標準的混合集散控制系統(tǒng)。
1 工程概述
廣東韶關(guān)鋼鐵集團有限公司熱電廠的高爐煤氣綜合利用#3、#4機組技術(shù)改造工程共3臺220t／h CFB鍋爐、1臺220t／h高爐煤氣鍋爐、2臺60MW 汽輪發(fā)電機組和1臺37MW 汽動鼓風(fēng)機組（汽動鼓風(fēng)機的控制系統(tǒng)不在本系統(tǒng)范圍）； 工程內(nèi)過熱蒸汽、鍋爐補充水、循環(huán)冷卻水等全部采用母管制。廠用電共4段，2路引自發(fā)電機出口，2路引自外部電網(wǎng)；其中1路外部電源專門作備用電源，其它3路分別帶2臺鍋爐或1爐加1機的用電負荷。工程內(nèi)所有設(shè)備的監(jiān)控采用和利時MACS—Smartpro DCS系統(tǒng)。工程于2005年底投運， 至今運行穩(wěn)定、可靠。
2 SmartPro系統(tǒng)的主要特點
Smartpro系統(tǒng)通過高性能的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)（100M工業(yè)以太網(wǎng)和Profibus—DP總線）將服務(wù)器、工程師站、操作員站等人一機接口和現(xiàn)場的分散主控單元（FM801統(tǒng)充分考慮了系統(tǒng)的可靠性， 采用合適的冗余配置， 包括服務(wù)器冗余、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)冗余、現(xiàn)場控制單元冗余等等；模塊也可以實現(xiàn)冗佘和帶電插拔；同時系統(tǒng)采用了服務(wù)器／客戶機的體系結(jié)構(gòu)，有效的降低了網(wǎng)絡(luò)的負荷。Smartpro系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

SmartPro系統(tǒng)的軟件分為ConMaker和FacView2個部分。
ConMaker是底層控制器軟件，主要完成用戶控制方案的組態(tài)。具體包括：硬件配置、數(shù)據(jù)庫定義、用不同的算法語言編寫用戶控制方案；并完成對主控單元的下裝及在線調(diào)試仿真調(diào)試。FacView是人機界面軟件，完成數(shù)據(jù)顯示、操作、趨勢、報警、報表等畫面的編制和顯示，包括離線組態(tài)的環(huán)境和在線實時運行環(huán)境。
Smartpro系統(tǒng)的組態(tài)全為中文顯示，組態(tài)簡單、操作方便，還有一個很大的優(yōu)點就 是整個工程的投資比較小，再加上由于是國產(chǎn)產(chǎn)品，售后服務(wù)也有保證。
3 SmartPro系統(tǒng)的應(yīng)用
本工程由于設(shè)備較多，系統(tǒng)中開關(guān)量點將近7000點，模擬量點將近4000點， 同時設(shè)計者過度的考慮了系統(tǒng)安全性，所以在組態(tài)時將整個工程分為了汽機和鍋爐2個獨立的系統(tǒng)。
汽機系統(tǒng)負責(zé)兩套汽輪發(fā)電機及廠用電部分的監(jiān)控，共有1臺工程師站、1臺值長站、5個操作員站、2臺I／O服務(wù)器、2臺趨勢服務(wù)器（兼作報警服務(wù)器）、64"現(xiàn)場 站。6個現(xiàn)場∞ 站完全按功能區(qū)域、按最安全運行方式配置：2臺汽輪機本體監(jiān)控及保護各一個I1‘O站、2臺汽輪機輔機監(jiān)控I1‘O站、2臺發(fā)電機監(jiān)控I／O站。其中所有汽機輔機交叉布置在2個不同I／O站鍋爐系統(tǒng)負責(zé)4臺鍋爐監(jiān)視和運行，共有1臺工程師站、1臺值長站、6臺操作員站、4臺]／O服務(wù)器（其中2臺從I／O服務(wù)器是由現(xiàn)場操作員站兼任）、2臺趨勢服務(wù)器（兼作報警服務(wù)器）、10個現(xiàn)場I／O站。10個現(xiàn)場I／O站也完全按功能區(qū)域、按最安全運行方式配置：每臺鍋爐的FSSS都單獨配置了1臺I／O站；每臺鍋爐的燃燒系統(tǒng)也都單獨配置了1臺I／O站；但是，出于節(jié)約投資等原因，設(shè)計院將1#、2#鍋爐汽水系統(tǒng)共用了1臺I／O站，3#、4#鍋爐汽水系統(tǒng)也共用了1臺I／O站。
Smartpro系統(tǒng)軟件主要完成數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）、汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）、順序控制（SCS）、電氣控制ECS）等功能，同時還包括事件報文、數(shù)據(jù)的趨勢和聲光報警等。
4 結(jié)束語
由于該設(shè)計單位過于考慮了安全性，人為的將整個工程分成了2個系統(tǒng)，導(dǎo)致汽機和鍋爐系統(tǒng)的數(shù)據(jù)無法共享，不能適應(yīng)現(xiàn)場運行需要；又由于1#、2#鍋爐和3#、4#鍋爐分別共用了I／O站導(dǎo)致鍋爐汽水系統(tǒng)程序的修改、下裝十分不便，只有2臺鍋爐同時停下來才能下裝，影響了控制系統(tǒng)的正常維護的需要。盡管Smartpro系統(tǒng)在我廠應(yīng)用過程中存在以上的問題，但是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性都不輸于國外品牌。通過Smartpro系統(tǒng)在我廠應(yīng)用經(jīng)驗，Smartpro系統(tǒng)在多鍋爐、多汽機，同時各種能源介質(zhì)又采用母管制，有多種運行方式的自備電廠應(yīng)用會受到一定的限制，但是在單一的爐機控制上絕對有非常高的性價比。
參考文獻
[1]王常力，羅安．分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計與應(yīng)用實例，電子工業(yè)出版社，2004，8
[2]HollySys Smartpro系統(tǒng)使用手冊．北京和利時公司，2004，8
[3]MACSTM硬件手冊．北京和利時公司，2003，9