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　　1．概述
　　
　　深圳西部電廠5、6號機組是媽灣電廠擴建項目，新建兩臺300MW燃煤機組。爐、機、電全部采用哈爾濱動力集團的產(chǎn)品。建成后，媽灣電廠的總裝機容量為6╳300MW。
　　
　　鍋爐系哈爾濱鍋爐廠的亞臨界，燃煤，一次中間再熱，強制循環(huán)汽包鍋爐，采用單爐膛兀型布置，四角切園燃燒，平衡通風(fēng)，露天布置，固態(tài)排渣，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。點火及助燃采用0#輕柴油，過熱器采用一、二級噴水減溫方式，再熱器采用擺動火嘴和噴水方式調(diào)節(jié)。鍋爐設(shè)置6層煤燃燒器和3層油燃燒器。
　　
　　汽機為系哈爾濱汽輪機廠亞臨界一次中間再熱冷凝式汽輪機，單軸、雙缸雙排汽、高中壓合缸、低壓缸雙流程。
　　
　　發(fā)電機采用哈爾濱電機廠按引進(jìn)西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的300MW水氫氫汽輪發(fā)電機和自并勵靜止勵磁系統(tǒng)。型號：QFSN-300-2。
　　
　　分散控制系統(tǒng)DCS采用國產(chǎn)新華控制工程有限公司的XDPS-400。XDPS是新華分散處理系統(tǒng)（XinHuaDistributedProcessingSystem）的縮寫。西部電廠是XDPS-400對于新建300MW機組的應(yīng)用。項目于2001年7月簽定合同，2001年12月控制機柜到貨，開始安裝。2002年4月工程進(jìn)入調(diào)試階段。2002年9月12日，5號機組一次并網(wǎng)成功。2002年11月1日，5號機組168小時滿負(fù)荷試運一次成功。
　　
　　5號機組自試運到168小時通過，未發(fā)生一起DCS原因機組跳閘，未發(fā)生一起非計劃停機。移交生產(chǎn)至今也未發(fā)生一起DCS原因機組跳閘。說明國產(chǎn)分散控制系統(tǒng)的可靠性*300MW機組的控制、保護(hù)要求。
　　
　　2．控制范圍
　　
　　深圳西部電廠5、6號機組延續(xù)了前4臺機組的一體化設(shè)計，一體化的范圍比前期工程更廣。DCS包括常規(guī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS、爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS、順序控制系統(tǒng)SCS、汽機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH、小汽機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)MEH、汽機緊急跳閘系統(tǒng)ETS、鍋爐旁路控制系統(tǒng)BPC，還包括煙氣脫硫控制系統(tǒng)FGDCS、電氣控制系統(tǒng)ECS和兩臺機組公用部分的控制。
　　
　　2.1I/O總點數(shù)
　　
　　5、6號機組I/O總點數(shù)達(dá)到6065點，兩臺機組公用部分為954點。具體點數(shù)分布如表1和表2。
　　
　　2.2DCS控制電氣部分
　　
　　電氣進(jìn)入DCS的控制范圍
　　
　　a）發(fā)電機變壓器組控制對象包括發(fā)電機變壓器組220kV斷路器、隔離開關(guān)、主變壓器冷卻器、發(fā)電機磁場開關(guān)、AVR運行方式的設(shè)置和調(diào)節(jié)、自動準(zhǔn)同期裝置等。
　　
　　b）高壓廠用工作電源控制對象包括6kV工作電源斷路器、6kV備用電源斷路器、變壓器散熱器。
　　
　　c）低壓廠用工作電源控制對象包括低壓廠用變壓器6kV和380V側(cè)斷路器分、合等。
　　
　　d）輔助車間低壓廠用變壓器6kV側(cè)斷路器分、合。
　　
　　e）PC到機、爐MCC電源側(cè)的斷路器分、合。
　　
　　f）單元程控電動機的起、停。
　　
　　g）保安電源系統(tǒng)各電源側(cè)斷路器分、合及柴油發(fā)電機的起、停。
　　
　　h）起備變220kV斷路器、隔離開關(guān)、變壓器散熱器以及有載調(diào)壓開關(guān)的控制。
　　
　　i）電氣倒閘操作、停送電操作的有關(guān)安全措施及有關(guān)開關(guān)之間的閉鎖功能，其邏輯在DCS中實現(xiàn)。
　　
　　3.分布式處理單元DPU和I/O卡件
　　
　　3．1DPU分布式處理單元
　　
　　DPU即分布式處理單元，是XDPS-400的過程控制站，是DCS的核心。DPU就是一臺小型的工業(yè)PC，采用In公司的Pentium233的中央處理器，配置32MBRAM，ISA總線板，可讀寫*存貯器DiskOnChip24MB。分布式處理單元DPU存儲系統(tǒng)信息和過程控制策略與數(shù)據(jù)，通過冗余的實時數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與MMI節(jié)點及其它DPU連接，通過I/O網(wǎng)絡(luò)與I/O站節(jié)點連接，提供雙向的信息交換，實現(xiàn)各種控制策略，完成數(shù)據(jù)采集、模擬調(diào)節(jié)、順序控制、控制、專家系統(tǒng)等功能要求。
　　
　　3．2I/O卡件
　　
　　I/O站由機箱、I/O總線板、I/O站通訊卡、I/O卡組成。每個I/O站可安裝14塊卡件。其中，I/O站通訊卡二塊，I/O卡件12塊。I/O通訊卡與冗余DPU通訊，I/O卡分別與相應(yīng)端子板連接，I/O站根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用場合的不同可以靈活配置。I/O站與DPU安裝在DPU機柜內(nèi)。DPU柜與I/O端子柜配合使用。
　　
　　深圳西部電廠5、6號機組采用的XDPS-400的I/O卡件基本是新開發(fā)的卡件，采用表面安裝SMT技術(shù)，帶8位CPU，輸入/輸出信號的轉(zhuǎn)換與處理在卡件內(nèi)完成?？念愋陀校耗M量輸入卡AI、模擬量輸出卡AO、數(shù)字量輸入卡DI、開關(guān)量輸出卡DO、脈沖量輸入卡PI、回路控制卡LC、伺服控制卡LC-S、轉(zhuǎn)速測量卡MCP、伺服閥控制卡VCC、I/O通訊卡BC。
　　
　　4．系統(tǒng)配置
　　
　　單元機組共23對DPU，如圖1所示共21對DPU，還有兩對DPU用于與外圍PLC控制系統(tǒng)的通訊接口，如鍋爐吹灰PLC、空預(yù)器漏風(fēng)PLC等。DCS系統(tǒng)按功能劃分，DAS系統(tǒng)3對DPU，分別處理鍋爐測點；汽機測點；電氣開關(guān)量以及SOE。FSSS系統(tǒng)3對DPU，分別處理公共邏輯和CD油層；AB油層和煤層A、B、C；EF油層+煤層D、E、F。CCS系統(tǒng)3對DPU，分別處理協(xié)調(diào)控制和燃料控制；煙風(fēng)系統(tǒng)和爐側(cè)單回路調(diào)節(jié)；汽水系統(tǒng)、旁路和機側(cè)單回路調(diào)節(jié)。SCS系統(tǒng)4對DPU，分別處理A側(cè)煙風(fēng)系統(tǒng)、爐水循環(huán)泵和爐側(cè)雜項；B側(cè)煙風(fēng)系統(tǒng)、電泵和電動門；汽機側(cè)設(shè)備A；汽機側(cè)設(shè)備B。DEH系統(tǒng)2對DPU，分別處理基本控制；汽機自啟動ATC。MEH系統(tǒng)2對DPU，分別處理兩臺小汽機。ETS系統(tǒng)1對DPU。FGDCS系統(tǒng)1對DPU，負(fù)責(zé)處理煙氣海水脫硫控制系統(tǒng)。ECS系統(tǒng)2對DPU，分別處理高壓和低壓電氣部分。
　　
　　兩對通訊的DPU，負(fù)責(zé)與外圍PLC通訊。主要包括鍋爐吹灰PLC、空預(yù)器漏風(fēng)PLC、凝結(jié)水精處理PLC、鍋爐除灰渣PLC、空壓機PLC、連續(xù)煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)、鍋爐泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。通訊采用廣泛使用、現(xiàn)成的通訊協(xié)議，如TCP/IP，MODBUS，MODBUSPLUS或PROFIBUS。
　　
　　公用系統(tǒng)設(shè)置4對DPU。5、6號公用系統(tǒng)4對DPU，分別處理高、低壓廠用電公用系統(tǒng)和空壓機。循環(huán)水泵房2對DPU，分別處理循環(huán)水泵A、B和循環(huán)水泵C、D。公用系統(tǒng)設(shè)置一臺工程師站，不設(shè)獨立的操作員站，由#5或6機組的DCS操作員站控制，由網(wǎng)關(guān)ICI設(shè)置相應(yīng)的切換開關(guān)。
　　
　　5．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　
　　新華公司XDPS-400常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為10M/100M以太網(wǎng)，符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)是帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）訪問方式和物理層規(guī)范。XDPS-400常規(guī)采用民用交換機，通常為D-LINK的交換機總線連接或星形互連。工業(yè)控制采用以太網(wǎng)有下列幾個方面的明顯優(yōu)勢：低成本，良好的連接性，易于移植到高速網(wǎng)絡(luò)。電廠分散控制系統(tǒng)DCS對實時控制有非常高的要求。為了進(jìn)一步提高DCS通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠性，通過調(diào)研、比較以太網(wǎng)交換機，選用了德國HIRSCHMANN公司的工業(yè)以太網(wǎng)交換機。德國HIRSCHMANN公司的工業(yè)以太網(wǎng)交換機的自愈、容錯等性能更能滿足分散控制系統(tǒng)DCS的需要。
　　
　　西部電廠5、6號機組網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。每臺機組設(shè)置一個DCS控制網(wǎng)絡(luò)。其控制包括機組的鍋爐（含煙氣脫硫系統(tǒng)）、汽機、發(fā)變組及廠用電的控制。主干網(wǎng)段采用100M光纖以太網(wǎng),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為環(huán)形連接（邏輯上為總線網(wǎng)），是冗余容錯的虛擬環(huán)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)具有自愈功能，在某一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或某一段光纖發(fā)生故障的情況下，其余節(jié)點還能正常通訊。同時，又采用冗余配置，與傳統(tǒng)的總線網(wǎng)相比安全性有了較大的提高。
　　
　　光纖交換機采用德國HIRSCHMANN公司的RS2-FX/FX快速以太網(wǎng)交換機。單元機組網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中每個光纖交換機與2個RS2-TX交換機組成交換機組，每個交換機組可提供16個RJ45口用于外部聯(lián)接（即可提供8對DPU的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接）。各子系統(tǒng)DPU均有兩塊網(wǎng)卡，分別與A網(wǎng)和B網(wǎng)相連，通過RS2-TX以太網(wǎng)交換機實現(xiàn)星形互連。考慮到公用系統(tǒng)實時網(wǎng)絡(luò)站點較少，宜采用星形聯(lián)接，故不設(shè)置光纖交換機，站點之間通過2個RS2-TX交換機聯(lián)接。

　　
　　循環(huán)水泵房和煙氣海水脫硫控制由于距離較遠(yuǎn)，采用光纖交換機RS2-5FX/TX連接，再通過光端機接入系統(tǒng)。C網(wǎng)是非實時控制網(wǎng)，所以采用了低廉的D-LINK24口交換機連接。
　　
　　6．MMI人機接口站
　　
　　XDPS-400的MMI人機接口站采用WindowsNT為平臺。MMI包括操作員站、工程師站、歷史數(shù)據(jù)站，均采用相同的硬件平臺。西部電廠MMI配置了5臺操作員站、1臺工程師站和一套大屏幕系統(tǒng)。操作員站采用NEC公司20.1英寸LCD。每臺機組的大屏幕系統(tǒng)包括EOS拼接顯示系統(tǒng)和4塊大屏幕，大屏幕采用BARCO公司的產(chǎn)品，為顯示技術(shù)的84英寸一體化多晶硅背投箱ATLASCS4PSI-84。EOS拼接顯示系統(tǒng)預(yù)裝了XDPS-400系統(tǒng)的操作員站顯示軟件，并且接入了汽包水位電視、爐膛火焰電視和全廠工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。
　　
　　歷史數(shù)據(jù)站HSU儲存所有歷史數(shù)據(jù)，XDPS-400的操作員站OPU不儲存任何數(shù)據(jù)信息，歷史趨勢圖、操作報警信息、SOE等都依賴歷史數(shù)據(jù)站的正常工作。西部電廠5、6號機組還采用了PCI卡的定位系統(tǒng)GPS方案。該方案采用了一塊GPS卡，安裝于歷史數(shù)據(jù)站的PCI的插槽中。該卡與GPS的對時精度可以達(dá)到1ms。歷史數(shù)據(jù)站接受來自GPS的對時信號，再通過網(wǎng)絡(luò)對所有DPU進(jìn)行對時。
　　
　　DCS系統(tǒng)報警顯示分成三級處理：操作員站上設(shè)有常顯報警區(qū)實現(xiàn)常規(guī)報警；所有相對重要的報警信號均能在大屏幕上彈出軟光字牌；zui重要的報警信號將能在操作員站上彈出報警框，同時發(fā)出語音報警。
　　
　　7.0結(jié)論
　　
　　XDPS-400分散控制系統(tǒng)硬件可靠，軟件組態(tài)功能強大，已經(jīng)*可以滿足新建300MW燃煤機組的需要。