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PineControl分散控制系統在華能岳陽電廠2期擴建工程的應用

[ 通信界 / 康孝順 / www.doudouqiu.com / 2006/8/13 12:03:59 ]

　　摘要：介紹華能新銳控制技術有限公司的PineControl分散控制系統在華能岳陽電廠2期擴建工程中的應用。
　　
　　關鍵詞：PineControl分散控制系統、網絡、硬件配置
　　
　　一、岳陽電廠機組概述
　　　　華能岳陽電廠2期2×300MW機組（#3、#4機組）自2004年8月開工，2006年3月投產，是華能國際電力股份有限公司招標項目，設計單位為中南電力設計院，發電機組主設備分別由東方鍋爐廠、哈爾濱汽輪機和哈而濱發電設備廠提供，DCS控制系統為華能新銳PineControl分散控制系、控制組態由華能新銳控制技術有限公司的福州制造部組態(后和西安院合并)，調試單位為湖南調試所。
　　機組具備一次調頻、AGC（自動發電控制）和AVC（220kV母線電壓自動控制）能力。
　　　　采用亞臨界壓力中間一次再熱的自然循環鍋爐，雙拱形單爐膛，燃燒器布置于下爐膛前后拱上，呈“W”型火焰，尾部雙煙道結構，采用擋板調節再熱汽溫，固態排渣，全鋼結構，全懸吊結構，平衡通風，半露天布置。鍋爐配置有4臺雙進雙出直吹式的鋼球磨原設計為3用一備，實際運行中因為煤質變化大等原因一般為4臺磨同時運行。
　　每臺機組配1臺50%容量的電動調速給水泵，1臺100%容量的汽動給水泵，在汽泵運行后電泵作為汽泵的50%備用（當汽泵跳閘時，電泵自啟，同時機組產生50%的RB）。汽輪機共設八級非調整抽汽，供3臺高加，1臺除氧器和4臺低加汽源，除氧器采用滑壓運行方式。凝結水為單元制系統，每臺機組設兩臺100%容量的立式凝結水泵，互為備用。
　　
　　二、 PineControl分散控制在岳陽電廠中的配置
　　　　岳陽電廠2期工程DCS的控制范圍是數據采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、鍋爐爐膛安全監控(FSSS)、汽輪機數字電液調節（DEH）、順序控制(SCS)、旁路控制（BPC）、電氣控制（ECS）、吹灰程控(SOOT)等幾部分。單元機組配置有19對的控制站和21臺20通道/臺的智能測量前端，公用系統中配置有4對控制站和一個燃油泵房的遠程IO站。具體配置點數如下表所示，含15%備用IO點。
　　
　　1．單元機組總點數
　　

　　
　　2．公用系統點數分配
　　

　　
　　3．每個控制站的控制功能分配：
　　

　　
　　
　　三、 PineControl分散控制在岳陽電廠中的網絡結構
　　　　公用系統配置有3層交換機實現#3機組和#4機組均可以對公用系統進行監視但無操作權限，#3機組和#4機組不能相監視和控制以防止誤操作。所有的網絡采用冗余設計以提高網絡的可靠性。
　　

　　圖3 #4機組PineControl系統的結構示意圖
　　
　　四、 PineControl分散控制在岳陽電廠中的冗余設計
　　　　為了能滿足電廠長期穩定運行，控制系統采用了大量的冗余設計，PineControl系統在岳陽2期項目中主要采用了CPU冗余、電源冗余、網絡冗余的方式保證機組能安全穩定的運行。
　　
　　1)CPU冗余
　　每個控制站均配置有冗余的2個CPU,當主用CPU故障時，自動切換到備用cpu運行，沒有必要人工干預。并且不影響控制品質和保護。
　　2)電源冗余
　　電源冗余則分幾部分.
　　a) 控制站的電源：采用每個機架安裝有2塊冗余的電源模塊,任何一塊模塊故障或者失電不影響控制和保護.
　　b) IO卡件電源：開關電源采用SIEMENS的產品，然后通過2級管后將2路電源變成一路電源如圖4
　　

　　圖4 IO卡件電源冗余原理圖
　　c) 計算機交換機的電源切換：計算機和交換機等設備只有單路電源進線，因此必須進行雙路電源切換保證計算機和交換機的電源可靠性。其電氣原理圖如下。
　　

　　圖5 AC220V電源切換圖
　　　　經過測試和工程實際使用，該切換回路能滿足2路電源的切換并且滿足計算機和交換機不重新啟動等要求。
　　3)網絡冗余：PineControl的網絡可以分為監控網絡和控制網絡，監控網絡采用冗余的100M以太網，控制網絡采用CLK總線網絡，當CLK故障時則以太網作為clk的備用網絡，因此對PineControl的控制網絡是三重冗余的網絡，監控網是兩重冗余。具體見圖3。
　　
　　五、 PineControl分散控制系統的運行
　　　　到目前為止，#3機組PineControl系統已經投入商業運行。#4機組正在單體調試中,無論是汽機還是鍋爐，其控制性能都達到了系統的要求。機組負荷控制、汽包水位控制、風量控制、負壓控制、蒸汽溫度控制、汽機轉速控制效果都非常令人滿意，體現了Pinecontrol系統良好的控制性能。針對雙進雙出鋼球磨協調控制難的問題采用了合理的控制策略在岳陽電廠取得良好的控制品質。
　　　　PineControl系統控制站的計算速度快，計算周期短，控制站的平均計算周期為50~60ms。DEH的控制周期則更短,在30ms左右。
　　　　PineControl系統具有的報警歷史記錄和查詢、操作記錄和查詢、歷史數據查詢等功能對熱工人員查找設備的故障、分析故障原因、尋找最加控制方案和最佳運行參數設定值都起到了很大的作用。PineControl系統的靈活方便的報表組態功能為運行人員“抄表”提供了方便。PineControl記錄的歷史數據有近7000個，歷史數據采用了壓縮技術，至少存儲6個月的數據對事故的追憶和分析有著非常重要的參考價值。
　　　　PineControl系統還具有信息服務功能，能夠在不影響DCS的安全性的情況下（岳陽2期采用串口傳送文件的方式）方便地把機組的主要數據送到華能國際電力股份公司生產實時監管系統廠站側的服務器上，并經過廠站側服務器將數據通過廣域網送到了股份公司的主站側大屏幕上。
　　　　PineControl從運行至今還沒有出現過一例因為產品本身質量的問題出現模塊的損壞，也沒有因為產品的問題導致過設備的損壞，是一種不可多見的高可靠性的DCS產品。
　　
　　　　結論：PineControl分散控制系統以良好的控制性能和技術指標在岳陽電廠安全穩定地運行，較好地滿足了我廠機組的運行要求。該系統具有維護方便、簡單實用、安全可靠的特點，獲得了用戶的首肯。
　　
　　作者簡介：康孝順，男，1973年出生，1997年參加工作，福州大學機械電子工程專業畢業，主要從事熱電廠模擬量控制系統的設計和調試。
　　
　　通訊地址：福建省福州市倉山科技園雙湖三路#6
　　郵編：350007
　　聯系電話：0591-87242506（辦）
　　 E-mail:kangxiaoshun@tpri.com.cn
　　廠辦傳真：0591-83460152

作者：康孝順　合作媒體：中國工控網　編輯：顧北

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