引言
2015年9月28日，國神集團(tuán)神東電力河曲發(fā)電公司2×350兆瓦低熱值煤發(fā)電工程1號機組順利通過168小時滿負(fù)荷試運行并正式投入商業(yè)運營中。在項目1號機組進(jìn)入168小時試運期間，機組負(fù)荷率達(dá)99.9%，機組運行平穩(wěn)，各項指標(biāo)優(yōu)良，達(dá)到山西省超低排放指標(biāo)。
該項目是神華集團(tuán)投產(chǎn)的首臺、世界上投產(chǎn)的第2臺350兆瓦超臨界循環(huán)流化床機組，對循環(huán)流化床技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展具有里程碑意義。
工程概況
該項目屬山西省重點建設(shè)項目，以資源綜合利用、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)為標(biāo)志，充分利用當(dāng)?shù)孛喉肥?、煤泥等低熱值煤及城市中水，具有?jié)能、節(jié)水、環(huán)保等特點。該項目DCS系統(tǒng)包括兩臺主機、公用、輔網(wǎng)，實現(xiàn)全廠一體化控制。
項目規(guī)模
單元機組和公用系統(tǒng)I/O點：
總計點數(shù)：6945*2+970=14860點(兩臺機組及公用點數(shù))
系統(tǒng)配置
神華神東河曲工程包括#1機組和#2機組，其分散控制系統(tǒng)的控制范圍包括單元機組、機組脫硫系統(tǒng)、輔網(wǎng)系統(tǒng)和公用系統(tǒng)。整個DCS系統(tǒng)按照HOLLiAS MACS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為#1機組、#2機組脫硫以及公用系統(tǒng)共四個域，并且與電廠管理信息系統(tǒng)(MIS)、監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)等留有通訊接口。
和利時控制系統(tǒng)具有模擬量控制(MCS)、順序控制(SCS)、鍋爐安全監(jiān)視保護(hù)(FSSS)、電氣控制(ECS)、數(shù)據(jù)采集(DAS)、汽機旁路控制(BPC)等系統(tǒng)功能，以滿足各種運行工況的要求，確保機組安全、高效運行。
DCS控制系統(tǒng)硬件配置示意圖(單元機組和公用系統(tǒng))如下：
DCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
HOLLiAS MACS分散控制系統(tǒng)，可以劃分為監(jiān)控層和控制層兩個層次。監(jiān)控層的設(shè)備主要包括工程師站、操作員站、通訊站等;控制層的設(shè)備主要包括實現(xiàn)各種控制功能的控制站(包括遠(yuǎn)程控制站和遠(yuǎn)程I/O站)。工程師站、操作員站和通訊站等與系統(tǒng)服務(wù)器的互連，通過監(jiān)控網(wǎng)(M-NET)使用以太網(wǎng)協(xié)議通訊，通訊速率100Mbps。控制站與系統(tǒng)服務(wù)器的互連，通過系統(tǒng)網(wǎng)(S-NET)使用HSIE網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通訊速率10/100M自適應(yīng)。HSIE網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基于可靠的工業(yè)以太網(wǎng)通訊協(xié)議，信息傳輸實時、可靠。控制站內(nèi)部的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)稱為控制網(wǎng)(C-NET)，控制網(wǎng)采用Profibus現(xiàn)場總線。使用Profibus-DP協(xié)議，通訊速率500Kbps，實現(xiàn)控制器與過程I/O模塊的通訊，符合IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)。所有支持Profibus-DP協(xié)議的控制器(如PLC)和智能儀表只要提供相應(yīng)的GSD設(shè)備文件，都能作為主控的從站與HOLLIAS MACS系統(tǒng)進(jìn)行通訊。
HOLLiAS MACS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有靈活的擴展性，對于距離電子設(shè)備間較遠(yuǎn)的控制現(xiàn)場，可以通過在現(xiàn)場設(shè)置遠(yuǎn)程控制站或遠(yuǎn)程I/O站的方式接入系統(tǒng)。例如本項目中，在鍋爐現(xiàn)場設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站對鍋爐吹灰器進(jìn)行控制;在循泵房就地設(shè)置遠(yuǎn)程控制站對循泵進(jìn)行控制等。遠(yuǎn)程控制站和遠(yuǎn)程I/O站采用光纜通訊，保證了通訊的速度和質(zhì)量。
DCS硬件配置
HOLLiAS MACS分散控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要包括控制機柜、工程師站、操作員站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、通訊站、大屏幕顯示器、激光打印機等。另外，根據(jù)DCS合同要求，集控室和工程師站的操作臺、緊急跳閘按鈕操作盤、UPS電源分配柜(含切換裝置)、接地柜等設(shè)備也由和利時供貨。
工程師站是配有系統(tǒng)組態(tài)軟件的計算機，通過對應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行功能組態(tài)，包括操作員站組態(tài)和控制器組態(tài)進(jìn)行在線下裝和在線調(diào)試，是工程師對工程實施各種控制策略和人機交互方式的工作平臺。
操作員站是配有實時監(jiān)控軟件和各種可配置的人機接口設(shè)備的計算機，負(fù)責(zé)完成對生產(chǎn)過程和現(xiàn)場參數(shù)的實時監(jiān)視與操作。操作員站可全面完成對現(xiàn)場工藝狀況的顯示、報警、打印、歷史數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)以及報表等功能。本工程中，DCS的工程師站和操作員站采用DELL工作站, 型號為DELL 7010，運行在基于Windows NT/2000構(gòu)架的Windows XP中文版SP2平臺之上。數(shù)據(jù)服務(wù)器采用高性能服務(wù)器，完成實時數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫的管理和存取，服務(wù)器為雙冗余配置，并可根據(jù)實際工程規(guī)模靈活配置。DCS的數(shù)據(jù)服務(wù)器采用DELL服務(wù)器，型號為DELL T420，操作系統(tǒng)為Windows Server 2003。HOLLiAS MACS系統(tǒng)中，較復(fù)雜的計算和管理任務(wù)交給網(wǎng)絡(luò)上的高性能的數(shù)據(jù)服務(wù)器，頻繁與操作員打交道的人機界面等任務(wù)交給操作員站。這種體系結(jié)構(gòu)靈活、處理效率高，易于擴充、適應(yīng)范圍廣、可維護(hù)性強。運行人員通過操作員站上的人機界面將請求發(fā)給數(shù)據(jù)服務(wù)器，而由高性能的數(shù)據(jù)服務(wù)器完成專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的操作和維護(hù)，同時把結(jié)果返回給人機界面或?qū)⒅噶钕聜鞯街骺貑卧?。在網(wǎng)絡(luò)里傳輸?shù)闹挥蠸QL語句和結(jié)果數(shù)據(jù)，提高了整個系統(tǒng)的吞吐量和響應(yīng)時間。
控制功能
模擬量控制(MCS)、順序控制(SCS)、鍋爐安全監(jiān)視保護(hù)(FSSS)、電氣控制(ECS)、數(shù)據(jù)采集(DAS)、汽機旁路控制(BPC)和系統(tǒng)功能。
通訊接口
HOLLiAS MACS系統(tǒng)具有廣泛的開放性，支持TCP/IP、OPC/ODBC、MODBUS 、Profibus等通訊協(xié)議，采用RS232/RS422/RS485、以太網(wǎng)絡(luò)等接口方式，可以通過系統(tǒng)的通訊站實現(xiàn)與其它系統(tǒng)的信息交流，系統(tǒng)間根據(jù)需要實現(xiàn)單向或雙向通訊。
本期工程的單元機組設(shè)有兩臺通訊站，以實現(xiàn)與電廠SIS系統(tǒng)和機組輔控系統(tǒng)的通訊。
后記
HOLLiAS MACS控制系統(tǒng)在神華神東河曲項目上的成功應(yīng)用，標(biāo)志和利時DCS系統(tǒng)產(chǎn)品有能力承擔(dān)超大型電站控制工程，和利時技術(shù)人員具有實施大機組控制工程的能力及經(jīng)驗。
HOLLiAS MACS控制系統(tǒng)在350MW超臨界循化流化床機組的成功應(yīng)用，標(biāo)志著國產(chǎn)DCS系統(tǒng)再次上了一個新的臺階。
（轉(zhuǎn)載）
