PineControl分散控制系统在华能岳阳电厂2期扩建工程的应用

摘要： 介绍华能新锐控制技术有限公司的PineControl分散控制系统在华能岳阳电厂2期扩建工程中的应用。 关键词： PineControl分散控制系统、网络、硬件配置 一、 岳阳电厂机组概述 　　华能岳阳电厂2期2×300MW机组（#3、#4机组）自2004年8月开工，2006年3月投产，是华能国际电力股份有限公司招标项目，设计单位为中南电力设计院，发电机组主设备分别由东方锅炉厂、哈尔滨汽轮机和哈而滨发电设备厂提供，DCS控制系统为华能新锐PineControl分散控制系、控制组态由华能新锐控制技术有限公司的福州制造部组态(后和西安院合并)，调试单位为湖南调试所。 机组具备一次调频、AGC（自动发电控制）和AVC（220kV母线电压自动控制）能力。 　　采用亚临界压力中间一次再热的自然循环锅炉，双拱形单炉膛，燃烧器布置于下炉膛前后拱上，呈“W”型火焰，尾部双烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢结构，全悬吊结构，平衡通风，半露天布置。锅炉配置有4台双进双出直吹式的钢球磨原设计为3用一备，实际运行中因为煤质变化大等原因一般为4台磨同时运行。 每台机组配1台50%容量的电动调速给水泵，1台100%容量的汽动给水泵，在汽泵运行后电泵作为汽泵的50%备用（当汽泵跳闸时，电泵自启，同时机组产生50%的RB）。汽轮机共设八级非调整抽汽，供3台高加，1台除氧器和4台低加汽源，除氧器采用滑压运行方式。凝结水为单元制系统，每台机组设两台100%容量的立式凝结水泵，互为备用。 二、 PineControl分散控制在岳阳电厂中的配置 　　岳阳电厂2期工程DCS的控制范围是数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、锅炉炉膛安全监控(FSSS)、汽轮机数字电液调节（DEH）、顺序控制(SCS)、旁路控制（BPC）、电气控制（ECS）、吹灰程控(SOOT)等几部分。单元机组配置有19对的控制站和21台20通道/台的智能测量前端，公用系统中配置有4对控制站和一个燃油泵房的远程IO站。具体配置点数如下表所示，含15%备用IO点。 1．单元机组总点数 2．公用系统点数分配 3．每个控制站的控制功能分配： 三、 PineControl分散控制在岳阳电厂中的网络结构 　　公用系统配置有3层交换机实现#3机组和#4机组均可以对公用系统进行监视但无操作权限，#3机组和#4机组不能相监视和控制以防止误操作。所有的网络采用冗余设计以提高网络的可靠性。 图3 #4机组PineControl系统的结构示意图 四、 PineControl分散控制在岳阳电厂中的冗余设计 　　为了能满足电厂长期稳定运行，控制系统采用了大量的冗余设计，PineControl系统在岳阳2期项目中主要采用了CPU冗余、电源冗余、网络冗余的方式保证机组能安全稳定的运行。 1)CPU冗余 每个控制站均配置有冗余的2个CPU,当主用CPU故障时，自动切换到备用cpu运行，没有必要人工干预。并且不影响控制品质和保护。 2)电源冗余 电源冗余则分几部分. a) 控制站的电源：采用每个机架安装有2块冗余的电源模块,任何一块模块故障或者失电不影响控制和保护. b) IO卡件电源：开关电源采用SIEMENS的产品，然后通过2级管后将2路电源变成一路电源如图4 图4 IO卡件电源冗余原理图 c) 计算机交换机的电源切换：计算机和交换机等设备只有单路电源进线，因此必须进行双路电源切换保证计算机和交换机的电源可靠性。其电气原理图如下。 图5 AC220V电源切换图 　　经过测试和工程实际使用，该切换回路能满足2路电源的切换并且满足计算机和交换机不重新启动等要求。 3)网络冗余：PineControl的网络可以分为监控网络和控制网络，监控网络采用冗余的100M以太网，控制网络采用CLK总线网络，当CLK故障时则以太网作为clk的备用网络，因此对PineControl的控制网络是三重冗余的网络，监控网是两重冗余。具体见图3。 五、 PineControl分散控制系统的运行 　　到目前为止，#3机组PineControl系统已经投入商业运行。#4机组正在单体调试中,无论是汽机还是锅炉，其控制性能都达到了系统的要求。机组负荷控制、汽包水位控制、风量控制、负压控制、蒸汽温度控制、汽机转速控制效果都非常令人满意，体现了Pinecontrol系统良好的控制性能。针对双进双出钢球磨协调控制难的问题采用了合理的控制策略在岳阳电厂取得良好的控制品质。 　　PineControl系统控制站的计算速度快，计算周期短，控制站的平均计算周期为50~60ms。DEH的控制周期则更短,在30ms左右。 　　PineControl系统具有的报警历史记录和查询、操作记录和查询、历史数据查询等功能对热工人员查找设备的故障、分析故障原因、寻找最加控制方案和最佳运行参数设定值都起到了很大的作用。PineControl系统的灵活方便的报表组态功能为运行人员“抄表”提供了方便。PineControl记录的历史数据有近7000个，历史数据采用了压缩技术，至少存储6个月的数据对事故的追忆和分析有着非常重要的参考价值。 　　PineControl系统还具有信息服务功能，能够在不影响DCS的安全性的情况下（岳阳2期采用串口传送文件的方式）方便地把机组的主要数据送到华能国际电力股份公司生产实时监管系统厂站侧的服务器上，并经过厂站侧服务器将数据通过广域网送到了股份公司的主站侧大屏幕上。 　　PineControl从运行至今还没有出现过一例因为产品本身质量的问题出现模块的损坏，也没有因为产品的问题导致过设备的损坏，是一种不可多见的高可靠性的DCS产品。 　　结论：PineControl分散控制系统以良好的控制性能和技术指标在岳阳电厂安全稳定地运行，较好地满足了我厂机组的运行要求。该系统具有维护方便、简单实用、安全可靠的特点，获得了用户的首肯。 【作者简介】 康孝顺，男，1973年出生，1997年参加工作，福州大学机械电子工程专业毕业，主要从事热电厂模拟量控制系统的设计和调试。 通讯地址：福建省福州市仓山科技园双湖三路#6 邮编：350007 联系电话：0591-87242506（办） E-mail:kangxiaoshun@tpri.com.cn 厂办传真：0591-83460152