1引言

 

内蒙古吉源热电有限公司(以下简称吉源热电)一期工程装机容量1×36MW背压热电联产机组1号机于2020年12月投产。热控DCS分散控制系统采用南京科源智能科技集团有限公司NT6000分散控制系统，操作平台为WINDOWS7系统。该系统实现了炉、机、电、化学水、燃料煤、空气压缩机、电袋除尘器、输灰、脱硫脱硝的集中控制。DCS系统是整个发电厂的核心控制中心。为保证其控制和逻辑动作的可靠性，与仪表信号上传的准确性、逻辑合理性、DCS硬件的合理配置、逻辑优化、定期检查和维护密不可分。以下是上述方面的阐述。

 

2重要信号改进

 

2.1料位、液位计改进

 

在DCS控制系统中，发生了渣仓、灰仓、煤仓料位、汽包水位、高加水位、换热器液位显示不准确、逻辑执行不顺畅、自动化、无法投入保护等问题。这种缺陷经常重复。比如我厂灰仓料位经常用重锤料位计测量，测量不准确。改造后，采用高频雷达料位计测量灰仓料位，彻底解决了灰仓料位不准确的问题。换热器液位计采用差压变送器测量，是最传统的测量方法，价格便宜，安装方便。我厂换热器和高加水位差压变送器测量水位，运行时水位不准确。经过多次调试，发现施工过程中，习惯用蒸汽侧取样仪表管与变送器正压测量连接，水侧取样仪表管与变送器负压侧连接，导致后期调试阶段需要做大量工作，变送器量程需要用HATE手动操作器修改。由于蒸汽侧水位冷凝缓慢，水位往往无法及时准确测量。安装注意事项之一是施工单位接管时注意变送器正负压侧、变送器正压侧接容器取样侧、变送器负压侧接容器取样侧；二是蒸汽侧冷凝管必须留有漏斗，可以加水，安装一次门，这样在变送器运行初期，可以帮助变送器蒸汽侧有一定的冷凝水，使变送器能够尽快测量容器的液位。

 

2.2煤机热工信号回路及出入口插板门控制回路改进

 

2.2.在1给煤机原设计控制电路中，断煤、堵煤、超温等热工信号直接接入电气控制电路，与给煤机电机控制公用电源相同。当地信号检测元件故障导致给煤机控制电路电源跳闸，导致给煤机意外跳闸。因此，热工信号电路单独设计一套电源，采用单独的仪表电源供电，与电气控制电路电源隔离，不会导致电气控制电源短路给煤机意外跳闸。

 

2.2.2.给煤机进出口插板门原设计控制电路电源取自控制电源X1(见图1给煤机电气原理图)。调试过程中发现MFT动作后，给煤机进出口插板门无法关闭。原因是MFT动作后硬接线断开X1控制电源，无法操作进出口插板门进行电路改造，从原来的X1供电调整到X0供电，保证给煤机进出口插板门的电源不消失。

 

3DCS系统的配置

 

3.1DCS系统采用双路供电，一路为厂用保安段供电，另一路为DCUPS供电，厂用保安段采用电气10kVI供电、II段的供电模式使供电更加可靠。DCS系统中的每个服务器、主控单元、历史站、操作员站和交换机均采用双电源供电，并保证电源容量。

 

3.2DCS采用冗余配置和诊断到模件级的自诊断功能，使其高度可靠。系统中任何部件的故障都不影响整个系统的工作。各种模块、控制站和通信系统具有在线扩展功能。

 

3.3在最繁忙的情况下，通信总线的负荷率不超过20%，所有控制站处理器的处理能力都有60%％余量；人机接口站处理器处理能力600％余量、内存占用量、内存不超过40%、外存不超过30%。

 

3.4保护信号采用硬接线和内部网络通信点冗余的形式，而不仅仅是通过网络通信，既保证了信号的可靠性，又避免了设备的误动和拒绝。比如汽包水位高、保护信号低触发MFT动作条件，MFT动作后通过硬接线和逻辑实现联跳风机跳闸信号和联跳给煤机。

 

吉源热电公司4NT6000DCS分散控制系统的应用

 

4.1为满足全厂集中控制要求，吉源热电公司DCS控制系统配备了两个工程师站(HMI1001、HMI1002历史站功能)，6个操作员站，2个监视站，预留扩展界面。

 

4.2网络结构

 

4.2.KM940是1NT6000DCS的分散处理单元，采用军用级PowerPC芯片8247，支持简化指令集（RISC），主频400mHz，具有较强的通信处理能力和低功耗的环境适应性。

 

4.2.2KM940的主控制器采用同步操作冗余策略，备用控制器也在执行与主控制器相同的任务。避免了传统设计中备用控制器只跟踪主控制器，不进行控制操作，备用状态正常，冗余切换后不能正常更换工作的问题。创新的冗余策略更可靠。

 

4.2.3KM940I/O通信总线ebus为单层设计，KM940直接与每个I/O通信，速度更快；ebus总线分为12个物理隔离分支，每个分支的电气故障不影响其他分支的正常运行，可靠性更高。

 

4.2.4KM940冗余控制网络enet架构在两个物理隔离的冗余工业以太网络上，单个网络的任何故障（包括网络风暴）都不会受到影响。

 

4.2.5enet上的每个网络设备都有两个独立的网络接口，单个网络端口的故障不影响系统的正常运行。enet的两个网络同时工作，一个设备的A网络故障，一个设备的B网络故障，如果两个设备之间没有直接的数据通信，那么系统仍然可以正常工作，完全不同于只能在一条总线上运行的总线逻辑网络。

 

5DCS系统保护逻辑优化工作

 

5.1用于保护的模拟量信号在逻辑上进行质量和速率判断，保证保护动作的可靠性；

 

5.2重要保护信号必须采取“三取二”的方式，拒绝单点参与保护。例如，当转动机械运行信号作为其他设备的联锁跳闸时，它将与上转动机械电流信号一起使用；

 

5.3辅机10KV电机线圈温度保护，逻辑修改为同相温度二取一，三取二跳闸；

 

5.4编制热工保护、自动投退、信号、逻辑、定值修改管理制度；

 

5.5编制联锁保护逻辑、定值试验表，机组大小修启动前进行逻辑传动工作；

 

5.6编制开关量定值表，在机组大小修理过程中对当地开关进行校验；

 

6结束语

 

从热元件安装入手，经过重要热信号设备的选型改造、二次回路技术改造、逻辑联锁保护的不断完善和优化，确保热工自动控制、保护和联动的可靠性，确保机组全年安全运行。