電廠之42冗余措施在dcs系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1、冗余措施在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用劉兆霞(山西漳澤電力股份有限公司河津發(fā)電廠)摘要　本文主要討論了河津電廠一期工程兩臺機(jī)組DCS系統(tǒng)中冗余措施的應(yīng)用問題，并針對目前的冗余措施進(jìn)行了歸類與分析，對不完善的地方進(jìn)行了客觀評價，以供借鑒。關(guān)鍵詞　冗余、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用TheApplicationOfRedundancyInDCS(Author：LiuZhaoXia)【Abstract】：ThearticlediscusstheapplicationofredundancyinDCSsystemofHejinPowerPlant,

2、givesclassifyandanalysisofredundancymeasures,andalsomakesaobjectiveevaluationaboutshort-comings,inordertouseforreference.【Keywords】：redundancynetworkapplication243河津電廠一期工程兩臺350MW燃煤機(jī)組于2000年11月正式投產(chǎn)發(fā)電，其控制采用日本三菱公司先進(jìn)的DCS分散控制系統(tǒng)(DIASYS-UP/V),具有自動化水平高、控制功能齊全等特點(diǎn)。到目前為

3、止，DCS系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，沒有發(fā)生一起因DCS系統(tǒng)故障而導(dǎo)致停機(jī)的現(xiàn)象。它的整體設(shè)計思想是以確保安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、操作簡單為基礎(chǔ)，并大量采用冗余措施，幾年的運(yùn)行經(jīng)驗也充分證明了這種設(shè)計的必要性。概括來講，DCS系統(tǒng)的冗余措施可歸納為以下六類：⑴DCS機(jī)柜等供電電源冗余；⑵控制系統(tǒng)CPU冗余；⑶DAS系統(tǒng)CPU冗余；⑷數(shù)據(jù)高速公路(以太網(wǎng))冗余；⑸6臺操作員站具有相同的功能可實現(xiàn)冗余；⑹CCS特別重要的變送器及相關(guān)的輸入模件為雙冗余或三冗余。一、DCS系統(tǒng)概述整個DCS控制系統(tǒng)由下列組件組成：協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(C

4、CS)、汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)、順序控制系統(tǒng)(SCS)、燃燒器管理系統(tǒng)(BMS)、小汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(MT-DEH)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS-I/O)、DAS維護(hù)站、OPS工作站、EWS工作站、以太網(wǎng)絡(luò)、DCS打印機(jī)等。DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如下：243SCS-2SCS-1BMS-2BMS-1AACCS-2CCS-1PQ……OPS-2OPS-1DAS-BDAS-AEWSOPS-3QPDCS系統(tǒng)采用雙冗余10/100M快速以太網(wǎng)(P、Q通道)，過程控制站內(nèi)部的CPU及I/O卡之間采用ARCNET網(wǎng)通訊，

5、ARCNET網(wǎng)與以太網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)(GATEWAY)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)屬于總線型網(wǎng)絡(luò)，任意過程控制站發(fā)生故障，并不影響其它控制站的正常通訊。它的硬件設(shè)備分別布置于集控室、電子間及工程師站。一、冗余措施的應(yīng)用DCS系統(tǒng)中，從網(wǎng)絡(luò)、模件、上位機(jī)到就地變送器等各個部分均不同程度地使用了冗余措施，以實現(xiàn)機(jī)組的安全、可靠運(yùn)行，下面將從以上六個方面對河津電廠DCS系統(tǒng)的冗余措施加以分析與探討。1、DCS機(jī)柜供電電源冗余DCS系統(tǒng)所有機(jī)柜的供電均采用兩路電源，一路是交流220v電源，一路是由UPS提供的110v直流電源

6、，經(jīng)過電源模件(DODCC04)轉(zhuǎn)化后輸出直流24v供柜內(nèi)模件及端子排。兩路電源在一路出現(xiàn)故障或一路突然斷電時，另一路電源將繼續(xù)供電，并不影響模件的正常工作，而且一路電源發(fā)生故障時，報警卡會及時給出報警信息，提醒維護(hù)人員及時處理。實踐證明，電源的冗余設(shè)計大大提高了DCS系統(tǒng)的可靠性，也同時提高了整個機(jī)組的安全性能。另外，DAS維護(hù)站的兩臺計算機(jī)系統(tǒng)也采用雙冗余供電，不同之處在于交直流電源之間的切換必須通過切換開關(guān)手動進(jìn)行，當(dāng)所使用的一路電源斷電時，計算機(jī)系統(tǒng)將失電，造成OPS工作站上的報警信息、事件追憶、SOE

7、等信號無法監(jiān)視，手動切換到另一路電源再重新啟機(jī)需要大約十幾分鐘的時間，對運(yùn)行工況的判斷、操作等造成一定的影響，這一方面將是我們今后需要該進(jìn)的地方。鑒于OPS工作站目前電源的最新改造，給我們提供了一個很好的思路，原狀是#1、#2機(jī)6臺OPS僅采用一路來自UPS的電源，如果UPS失電，將造成非常嚴(yán)重的后果。改造后，我們把6臺OPS分成兩組，供電情況如圖所示：當(dāng)#1號UPS失電后，#1機(jī)組的OPS5與OPS6可繼續(xù)供運(yùn)行人員監(jiān)視和操作，反之#2號UPS失電后的情形也一樣不會影響到運(yùn)行人員的正常操作。這樣很好地實現(xiàn)了O

8、PS供電電源的冗余，也進(jìn)一步體現(xiàn)現(xiàn)了各臺OPS之間實現(xiàn)冗余的必要性。OPS電源改造圖示如下：改造前：#1OPS-6#1OPS-1#2OPS-6#2OPS-1#1UPS#2UPS243…………改造后：#1OPS1-4#1OPS5&6#2OPS1&2#2OPS3-6#1UPS#2UPS2、控制系統(tǒng)CPU冗余：在DCS系統(tǒng)各個控制站的安裝機(jī)架上均安裝有兩塊CPU卡(D0CPU03),擴(kuò)展機(jī)架