电厂之68南通电厂#2机组DCS系统升级改造.doc

南通电厂#2机组DCS系统升级改造胡 敏（南通电厂）摘要叙述了DCS系统升级改造，扩展功能和控制范围，逐步实现DCS一体化的方案。通过改造提高了系统可靠性和集控水平。关键字350MW机组 DCS系统 一体化 升级 改造1 概况华能南通电厂#2机组为350MW全套进口机组，于一九八九年投产。集散控制系统DCS使用BAILEY-N90控制系统，包括闭环控制系统、开环控制系统、燃烧器管理系统、数据采集系统、汽机自启停和报警窗系统。N90控制系统共有节点26个（其中PCU节点23个、EWS节点1个，MCS节点2个），节点模件为NLIM01、NBIM02，端子部件为NTPL01，模件电缆为NKPL01。控制主模件采用MFC和COM。配置2台管理命令系统MCS（4台显示器及键盘）。另外还采用了一些专用控制设备和基地式控制设备，如汽机电液控制系统EHC采用美国GE公司的MARK-A型模拟电子电路控制系统、给水泵汽机电液控制系统MEH采用美国GE公司的MDT-20型模拟电子电路控制装置、空预器冷端间隙自动调整装置采用T16.503电子插件式控制器、轻油泵房控制采用基地式控制设备、定冷水温度调节和加热器水位调节采用基地式气动调节器等。采用的控制系统品种较多，运行十多年后性能下降故障增多维护费用增加，许多产品已淘汰，严重影响机组的安全经济运行，迫切需要进行升级改造。在2003年#2机组大修中，对DCS系统实施了升级改造。2 改造原则采用INFI90系统对N90集散控制系统进行升级改造，并扩展DCS系统的控制范围，将已老化淘汰的设备功能改入DCS系统控制。在系统改造的设计过程中, 充分利用现有系统中可用的设备, 充分发挥INFI90系统的优势优化操作和监视画面，使新增加的部分设备和功能与原有系统紧密地结合起来。总之，改造后的 DCS系统在保持和扩展原有功能的基础上进一步完善和优化。过程控制单元（PCU） 满足控制系统电源冗余， 主控制模件冗余，通讯冗余的要求，提高通讯速度，大大增强了可靠性，并保证备品备件的供应。操作员可以在先进的人机接口设备上进行操作,监视、报警和故障分析等功能。整个机组运行的安全性, 可靠性，经济性得以提高。3 改造方案3.1 DCS升级保留N90系统的过程控制单元PCU柜、模件安装单元MMU、辅模件、端子板、预制电缆及部分主控制模件。操作员站用先进的OIS45取代MCS，对操作和监视画面进行优化重组，增加部分辅机的启动顺序和启动允许条件、操作员指导画面、主要辅机的跳闸首出等画面，并重新定义报警组；环路通讯采用同轴电缆双环通讯模件对（NIS/NPS）冗余取代双绞线无冗余模件的N90工厂环路，使通讯速率由500KB提高至10MB；采用INFI90II电源替换N90电源；为了完善逻辑功能和提高可靠性，将重要的主控制模件MFC升级为MFP，并通过调整主模件地址实现在线组态功能。升级工程师工作站，使其功能完善，方便系统的组态和维护。3.2 3.2 MEH功能改入DCS控制淘汰MDT-20型模拟电子电路控制装置，增加一个PCU柜，使用2对冗余的MFP12控制主模件分别对两台给水泵汽轮机控制，每对MFP12控制主模件通过3只FCS子模件采集转速测量信号，配备一只液压伺服子模件HSS用于LVDT信号的采集、输出420mA控制信号至专用的功放模件。采用数字量输出子模件DSO14和带继电器的DO端子单元NTRO02输出开关量控制信号，至跳闸、复位及试验电磁阀的开关量控制信号经过欧姆龙继电器隔离输出。使用2对NIS、NPM对，作为冗余的通讯节点处理模件，处理与INFI-NET的信号传输。将原在现场由硬接线回路搭接而成的复位、跳闸回路，改为将一次信号全部直接进入INFI90控制系统，在控制软件内实现保护、联锁、试验逻辑，控制输出经隔离放大直接驱动现场控制装置。在INFI90 操作员站OIS上设置完善的控制系统人机接口界面。3.3 3.3 空预器冷端自动间隙调整控制部分改入DCS控制淘汰T16.503电子插件式控制器，在有关的PCU里编制输入输出程序、间隙测量和时间同步程序、间隙调节步进程序、报警及保护程序，在OIS上制作有关监控画面、标签及趋势，便于运行人员的监视和操作。3.4 基地式气动调节器以DCS实现其功能淘汰基地式气动调节器, 在有关的PCU里完成调节功能。4. 4 改造效果4.1 升级设备技术先进、性能稳定可靠、故障率低，与原有设备完全兼容。4.2 操作员界面优越性显著，功能得到拓展，实现显示信号出处的自动查找，增加部分辅机的启动顺序和启动允许条件、操作员指导画面、主要辅机的跳闸首出等画面，优化报警组。4.3 通讯速率大为提高，通讯模件采用了冗余配置。4.4 主控制模件实现在线组态功能。4.5 工程师工作站工作环境简化，功能齐全，系统维护方便。4.6 扩展了DCS系统的控制范围，为DCS系统功能向一体化发展迈出了坚实的一步，提