DCS系统在八钢热电机组的应用

　　1 前言

　　随着自动控制水平的不断提高，电厂对自动控制的要求也越来越高。目前电厂的DCS系统充分利用计算机网络技术的先进性，在数据处理、传输速度和控制的准确性、安全性上都有了很大的突破。八钢2×25 MW发电机组DCS系统的控制水平在国内同等规模发电机组中处于领先水平，在125 MW 以上规模的发电机组中也属先进水平。本文就八钢热电的设计特点和网络结构进行介绍。并将对所使用的施耐德Modicon昆腾系列卡件的特殊性能进行介绍。

　　2 热电DOS系统的设计特点、网络结构

　　2.1 热电DCS系统的设计特点

　　DCS系统中文全称是集散控制系统。所谓集散控制，意指系统采用危险分散，控制分散，而操作和管理集中的分层分级，合作自治的结构形式，适应现代的工业生产和管理要求。八钢热电遵循这一设计理念，将锅炉、汽机等具有较多相互关联难以精确测控的设备分为12个不同的现场控制站，将一个完整的控制系统中存在危险因素的部分在不同级别的控制器内控制，采用网络路由冗余，两套CPU机架冗余热备模式。在这种情况下某一个控制站因DCS卡件故障、采集元件故障、数据传输故障或网络故障引起的系统故障将不会导致整个DCS系统的崩溃，只要操作人员处理得当，维护人员及时恢复，甚至不会影响到锅炉和汽机的运行。八钢热电DCS系统运用SOE事件记录模块，并为实现关键量SOE记录时间的准确性，特别增加了GPS同步卫星对时功能。能精确记录每一毫秒内先后到达的事故信号，便于故障的发现和排除，使机组尽快恢复正常生产。

　　2.2 热电DCS系统网络结构的安全性设计

　　DCS系统数据采集通过设置为不同网段上的两个交换机进行，由此组成了DCS系统的EDPF高速数据公路。EDPF高速数据公路采用工业以太网搭建，化水站、输煤操作站、循环水操作站距离主控室较远(距离最远约为300米)，与主控室数据交换采用100M光纤，其他操作站均在主厂房内，采用双绞线连接。工业以太网采用双网冗余方式，防止一条数据链路出现物理断线而导的事故情况。

　　DCS系统网络结构如图1所示。

　　数据交换网络采用双网热备形式，其中各控制站在两个网段上又各有2个热备以太网通讯模块。所有控制站的数据均由opr81(1#机炉电)、opr83(与opr81冗余热备)、opr82(2#机炉电)、opr84(与opr82冗余热备)采集到上位监控机。一旦主采集站(opt81或opr82)因某种原因退出工作，备用采集站(opr83或opr84)立即担当采集工作，无间断地进行下位数据的采集工作。12台集中放置在主控室的操作站均可互为冗余，即如有一台操作站死机，其他操作站可取代其操作功能。所有的计算机操作站均为双网卡设计，通过两条互为冗余的工业以太网与EDPF高速数据公路相连OPR91(历史数据服务器)被设置为GPS同步卫星对时接受站，接受GPS信号更新系统时钟，所有工程师站、操作员站、计算站及历史站均实时刷新本站时钟，与GPS时钟相吻合。