國(guó)電龍山電廠2×600MW機(jī)組DCS案例

分類：技術(shù)教程日期：2009-07-10 08:03:35 來源：廠商

國(guó)電龍山電廠是由中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司和河北省建設(shè)投資公司共同投資建設(shè)的大型火力發(fā)電企業(yè)，一期工程建設(shè)2×600MW國(guó)產(chǎn)亞臨界燃煤直接空冷機(jī)組。本工程于2004年11月開工，2007年兩臺(tái)機(jī)組將相繼投入商業(yè)運(yùn)行。

國(guó)電龍山電廠采用單元制機(jī)組，爐、機(jī)、電集中控制方式，兩臺(tái)機(jī)組設(shè)一個(gè)單元控制室，按爐、機(jī)、電一體化配置分散控制系統(tǒng)，不設(shè)后備儀表盤。每臺(tái)機(jī)組設(shè)1套分散控制系統(tǒng)（DCS），DCS的主要功能包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、含發(fā)變組及廠用電控制的順序控制系統(tǒng)（SCS）、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）。公用系統(tǒng)控制網(wǎng)采用與單元機(jī)組DCS相同的設(shè)備。公用系統(tǒng)包括：廠用電公用部分、儀用及廠用壓縮空氣系統(tǒng)、燃油泵房系統(tǒng)及輔機(jī)冷卻循環(huán)水泵房系統(tǒng)等。

主廠房工藝系統(tǒng)DCS機(jī)柜布置在集控樓單元控制室后的電子設(shè)備間。直接空冷系統(tǒng)的監(jiān)視控制由單元機(jī)組DCS完成，該部分DCS機(jī)柜布置在空冷平臺(tái)下的空冷DCS電子設(shè)備間。燃油泵房及輔機(jī)冷卻循環(huán)水泵房系統(tǒng)設(shè)DCS遠(yuǎn)程柜。

該項(xiàng)目的分散控制系統(tǒng)采用國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司自主研發(fā)的EDPF-NT自動(dòng)化控制系統(tǒng)，成為首批實(shí)現(xiàn)600MW機(jī)組DCS國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目。

一、系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)

1．通信網(wǎng)絡(luò)的組成

(1) 雙主環(huán)（以太網(wǎng)）

雙主環(huán)為系統(tǒng)實(shí)時(shí)主干網(wǎng)，雙環(huán)、冗余、快速容錯(cuò)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)信息的廣播等，通信速率為100Mbps。

(2) I/O總線

RS485，通信速率2Mbps，冗余，負(fù)責(zé)DPU與I/O之間的通信。

2．通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

˜ 網(wǎng)絡(luò)整體采用雙環(huán)形冗余以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上解決單個(gè)傳輸介質(zhì)或傳輸設(shè)備故障造成網(wǎng)絡(luò)通信中斷問題。當(dāng)某一段通信電纜或某一交換機(jī)發(fā)生故障時(shí)，環(huán)形網(wǎng)退化為總線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)按總線或星形網(wǎng)絡(luò)的方式正常工作，提高了網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。

˜ 單元機(jī)組DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為環(huán)形，公用DCS為星形結(jié)構(gòu)。單元機(jī)組DCS與公用DCS之間通過專用網(wǎng)絡(luò)路由器實(shí)現(xiàn)隔離，既保證單元機(jī)組DCS與公用DCS之間的網(wǎng)絡(luò)相對(duì)獨(dú)立，又可保證兩臺(tái)單元機(jī)組之間的操作備用和操作互鎖。

˜ 冗余雙網(wǎng)在軟件上采用雙收雙發(fā)的工作方式，雙網(wǎng)同時(shí)工作，不存在雙網(wǎng)切換問題及切換時(shí)間問題。

3．系統(tǒng)配置

˜ 通信網(wǎng)絡(luò)采用德國(guó)HIRSCHMANN網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備用于網(wǎng)絡(luò)連接。

˜ 單元機(jī)組主環(huán)采用5對(duì)100MHz RS2-4R交換機(jī)，擴(kuò)展交換機(jī)采用5對(duì)RS2-16交換機(jī)。

˜ 每對(duì)擴(kuò)展交換機(jī)連接5對(duì)DPU及兩臺(tái)操作員站。

˜ 重要的歷史站和工程師站連接在主環(huán)交換機(jī)上。

˜ 公用系統(tǒng)采用1對(duì)RS2-16交換機(jī)，并通過2對(duì)專用交換機(jī)分別與#1、#2機(jī)組DCS系統(tǒng)連接。

˜ 單元機(jī)組A、B網(wǎng)交換機(jī)的24V冗余電源由單元機(jī)組交換機(jī)柜內(nèi)的兩組電源分配模塊分別提供，電源分配模塊的冗余電源由單元機(jī)組電源柜提供。

˜ 公用系統(tǒng)交換機(jī)的24V冗余電源由公用系統(tǒng)交換機(jī)柜內(nèi)的電源分配模塊提供。

系統(tǒng)的具體配置如表1。

表1 系統(tǒng)配置

機(jī)柜類型	單元機(jī)組	公用系統(tǒng)
交換機(jī)部分
交換機(jī)RS2-4R	10
交換機(jī)RS2-16	10	2
上位機(jī)部分
工程師站	1
操作員站	6
歷史站	1
接口站	2
大屏幕	2
機(jī)柜部分
控制柜(DPU對(duì)數(shù))	25	5
擴(kuò)展柜	16
電源柜	2	1
網(wǎng)絡(luò)柜	1	1
繼電器柜	10	1
跳閘柜	1
遠(yuǎn)程柜	2	2
機(jī)柜總計(jì)	57	10
I/O點(diǎn)數(shù)	7701	1343

二、DPU的特點(diǎn)及配置

1．DPU的特點(diǎn)

DPU主要完成對(duì)被監(jiān)控對(duì)象生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)處理和過程控制。DPU為兩臺(tái)冗余配置，每臺(tái)DPU在物理上和功能上完全獨(dú)立，一臺(tái)為主控，另一臺(tái)為副控，副站跟蹤主站。

DPU的主要指標(biāo)如下：

˜ CPU：低功耗Pentium 300MHz、內(nèi)存 64MB RAM

˜ 大容量電子盤：128MB

˜ 控制處理能力：999個(gè)控制頁(yè)/每臺(tái)DPU

˜ 系統(tǒng)最快處理周期：20ms

˜ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)容量：＞4000點(diǎn)/每臺(tái)DPU

˜ 過程控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)形式：RS485，通信速率2Mbps

DPU可同時(shí)完成數(shù)據(jù)采集、信號(hào)標(biāo)變，模擬量調(diào)節(jié)、邏輯運(yùn)算、順序控制、高級(jí)控制等任務(wù)。DPU支持在線組態(tài)，包括參數(shù)整定、算法、策略的在線修改等。

2．DPU分配

DPU分配采用的是工藝系統(tǒng)結(jié)合功能的分配方案，不設(shè)專門的數(shù)據(jù)采集DPU，而是把數(shù)采點(diǎn)分散到相應(yīng)的工藝系統(tǒng)中。通過合理分配DPU所控制的系統(tǒng)，使所有被控對(duì)象按重要性及I/O點(diǎn)的數(shù)量以及邏輯復(fù)雜程度精心分配到各DPU，以達(dá)到最優(yōu)配置。DPU之間涉及到的重要保護(hù)點(diǎn)，采用硬接線而不采用通信方式。

DCS系統(tǒng)最終的配置為單元機(jī)組25對(duì)DPU。

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