德国协会标准KKS在杨树浦电站DCS系统设计中的应用

摘要：上海杨树浦电站2x125MW改建工程是利用德国政府贷款全面引进国外先进设备的一个重要环境保护项目。
        杨树浦电厂改建的2X125MW机组，锅炉由德国Steinmueler公司提供，525t／h塔式炉，16只旋流燃烧器对冲燃烧。Siemens提供背压式汽机，并负责仪控部分的设计调试。仪控部分采用了Siemens的先进成熟的 TelepermME／XP电站过程控制系统，其设计施工中采用了德国VGB(大型电站协会)协会标准KKS(Kraftwerk Kennzeichen System，电站识别系统)，为DCS系统的设计施工提供了方便。下面结合杨树埔电厂DCS系统的设计实践，介绍KKS的产生背景，使用方法和特点，以供我国广大电力工作者参考和借鉴。

一、KKS的产生背景：
        当前的电站工程设计和现代的人机通信概念，需要一种能够在所有工程领域如土木、机械、电气和仪控等方面相互交流的共同语言；同时对安全和功效的较高要求也产生对计划、施工和运行的不断严格的要求；机组容量的不断增加和自动化程度的提高导致了需要处理的大量数据，因此，需要——种统一的编码系统以完成相关任务和应用。电站识别系统，可根据任务、类型和位置，用于识别某一类型的电站、电站的某一部分和设备等信息。
         KKS能满足上述需求，它不仅提供所有应用场合下的共同语言；能完全覆盖并充分保留空间以吸收工程新进展和新技术，还可与其它编码系统联合使用，与德国标准DIN 和国际标准(IEC、ISO)兼容，并在世界范围内广泛使用。
         1970年，KKS首先由规划者、操作人员、独立专家和授权单位组成的研究小组设计完成，之后由从属于VGB的热电站专业委员会下的工程分类系统技术委员会下的工程分类系统技术委员会继续这项工作。1978年 VGB出版社发行了第一版，1983年再版则包括了应用原则和关键词并以此形成了电站系统和设备的编码系统。Siemens公司的能源部mVU是这个技术委员会下的成员之一。
在KKS的推导中所遵循的原则有：
1．所有类型电站和相关过程的统一识别；
2．识别所有系统部件、设备结构及其细节的足够容量；
3．采纳新技术扩展的足够容量；
4．计划、申请、建设、运行、维护和调试的统一连贯识别；
5．根据过程功能、安装位置和地形条件，对交叉学科：机械、电气、仪控和土木工程的统一识别；
6．满足质量保证要求；
7．满足技术文件的注册和文档要求；
8．考虑了德国标准和国际标准；
9．为保证国际可用性的非语言相关编码；
10．计算机处理的应用。

二、KKS识别类型和层次
根据不同的任务和原则，KKS包括三种 不同类型的识别码：
1．过程相关识别：系统和设备单元的过程相关识别是根据其在机械、土木；电气和自动控制等方面的功能来进行的。
分层 0 1 2 3
电站机组 系统码 设备单元码 部件码
举例 机组B 给水系统组控手动关
2．安装位置识别：包括电气和自控设备的安装位置识别；
分层 0 1 2
电站机组 安装设备码 安装空间码
举例 机组 控制台 坐标
3．拓扑位置识别：结构、楼层、房间和防火区的拓扑位置识别。
分层 0 1 2
电站机 结构码 空间码
举例 机组 锅炉房 房间
对于这三种识别码，其组成结构是相同的。识别码可分成数级并从左向右表示逐渐减小的设备单元。

三、KKS使用方法：
一个标准的KKS码，通常有12—13位，分成三部分：整个电站机组、系统定义和设备定义。
         整个电站机组特指电站设备机组号： “O”代表非机组专属设备或公用设备，如公用的烟囱等；“1”代表机组一；“2”代表机组 二，并依此类推。系统定义指电站的功能组， 前缀号用于电站类似系统和设备的数目，例如，两个用1和2加以区别。三字母识别码包括主组(如第一个字母H表示用常规燃料生热的电力系统)、组(如两字字母HA表示压力系统)；子组(如三个字母HAG表示属于压力系统的循环系统)。两位数系统号表示相同系统的不同部分。例如，常见的主组名：
G 供水和水处理系统
H 常规生热系统
L 汽水气循环系统
M 主机系统
H 主组中常见的组名：
HA 压力系统
HD 除灰除渣
HJ 主燃烧器设备
HL 燃烧空气
HH 组中常见的子组名：
HHA 主燃烧器
HHE 供煤
HHF 供油
HHG 供燃气
系统号举例：
HJF00 整个燃烧器系统
HJF10 单层燃烧器
HJF1 单个燃烧器
系统号的划分是根据介质的流向，或根据P&ID图上从左到右和从上到下的原则来表示的。
设备定义指电站不同单元设备如阀、泵、测点等。它包括双字母的设备类型，紧跟一设备的三位数设备号。双字母分类码包括主组和子组。
设备类型举例：
A 机械设备
AA 阀门档板
AP测量仪表
C 直接测量回路
D 闭环控制回路
设备号是按工艺流程进行编号，但对阀门和挡板有下例约定：
AA001-AA009 电动控制阀和远动阀
AA021-AA029 气动控制阀和远动阀
AA041-AA049 减压阀
AA091-AA099 安全阀
AAl01-AAl49 电动阀门
AAl51-AAl99 电动疏水阀排气阀
AA201-AA299 有无伺服阀的电磁阀
AA301-AA399 有无伺服阀的气动液动阀
AA301A-AA399A 伺服阀开
AA301B-AA399B伺服阀关
AAS01-AA549 手动疏水阀排气阀
AA551-AA599 手动排水通风阀
AA701-AA799 测量管路中的手动阀
         以上KKS定义，适用于土木、机械、电气和仪控等各个方面。下面介绍在仪控中常伴随KKS的有关信号定义。与严格的KKS相比，集中定义较灵活，各使用单位可根据情况对基本约定加以修改，下面的杨树浦DCS 工程设计实现中的一些约定。
基本信号分类
XQ 模拟信号
XH 开关量限值信号
XG 开关量采集
XV 联锁信号
SS 功能组控的顺控信号
限值信号的具体约定：
XH01>H XH51<H
XH03>HH XH53<HH
XH05>HHH XH55
XH02>L XH52<L
XH04>LL XH54
XH06>LLL XH56

四、KKS的使用特点
1．内容全面完整；从常规能源到太阳能、核能，从主体设备到相关辅机、建筑等，从仪控、电气到机械、土木，面面俱到，充分体现了各种电站建设手段的统一运用。
2．结构严谨，组成规范；虽然一个标准的KICq编码较长，较难识别辩认，但经过如上的划分，——个KKS可分成机组号、系统码和设备码三部分，表达完整具体，标准化程度高，突出了各部分之间的有机联系，使整个电力建设的所有相关部门都能按照一种共同语言进行交流，方便了设计和施工运行。
3．扩展方便；作为一种全面的标准，KKS预留了大量的扩展空间。各公司可结合自己的产品，按照一定的约定进行扩充，拓展了KKS的运用范围。
4．提高效率：KKS在数据库检索和计算机识别方面有较大的优越性，方便了计算机处理，减少了人工劳动，同时也方便标准化文档工作。Siemens的能源部KWU开发的Teleperm XP系统软件，增加了KKS码的识别和校验功能，使错码率大大降低，提高了设计效率。杨树浦电厂改建工程DCS系统设计由于采用了KKS系统，从设计联络会结束到详细设计完成，仅用了四个多月时间，取得了较好的使用效果。
5．展望：与国内设计院通常使用的TAG--NO号相比，KKS存在形式统一、结构
明显、层次突出、定位方便等优点，使工程设计进一步走向规范化和标准化。各电力设备生产厂家、设计院、监督机构和施工单位都有相同的识别依据，减少了重复劳动；另外，KKS在计算机处理方面的优越性，使其有着强大的生命力。我们希望中国的电力行业也能够顺应技术发展的趋势，尽快提出自己的适合中国国情的标准化方案来，使电力工业朝着快速、可靠、安全的方向发展，以适应我国经济迅速发展的需要。