西門子T-XP集散控制系統(tǒng)在廣東華臺山電廠的應(yīng)用作者：匿名2008年1月23日193360:55

:頻道關(guān)鍵字：介紹臺山電廠DCS控制系統(tǒng)T-XP的情況以及內(nèi)新技術(shù)的使用情況。通過列舉調(diào)試和運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，為在建和已建成電廠的DCS選型、調(diào)試和維護(hù)提供參考。關(guān)鍵詞：dcsiteperm-XP通信新技術(shù)解決方案1臺山電廠概述1.1鍋爐型號：SG-2026/17.5-M905(美CE公司進(jìn)口)，亞臨界一次中間再熱燃煤控制循環(huán)汽包鍋爐，單爐倒U型敞開式布置，燃造渣煙煤，燃燒器六層煤，采用兩級點(diǎn)火(高能點(diǎn)火點(diǎn)燃輕柴油，輕柴油再點(diǎn)燃煤粉)。汽溫調(diào)節(jié)方式：過熱蒸汽采用二次噴水減溫方式調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度主要采用擺動燃燒器調(diào)節(jié)，再熱器入口管設(shè)置應(yīng)急噴水。1.2汽輪機(jī)型號：N600-16.7/537/537(美西屋公司進(jìn)口)，亞臨界，一次中間再熱，四缸四排氣，高、中壓分缸，雙流低壓缸，單軸沖擊冷凝式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)液壓控制油系統(tǒng)與潤滑油系統(tǒng)分開，小汽輪機(jī)和主機(jī)共用一套耐火液壓控制油系統(tǒng)。水輪機(jī)調(diào)速采用數(shù)字電液控制系統(tǒng)。1.3發(fā)電機(jī)型號：QFSN-600-2(美西屋公司進(jìn)口)，水-氫-氫冷卻方式的汽輪發(fā)電機(jī)。1.4廣東華粵電山電廠一期工程2600兆瓦機(jī)組集散控制系統(tǒng)(以下簡稱集散控制系統(tǒng))由西門子電站自動化有限公司設(shè)計制造.DCS可以完成數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬控制(MCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、順序控制(SCS)、電氣控制(ECS)等功能，并具有DEH、MEH操作員站和其他控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能(帶數(shù)據(jù)通信接口)。5月，完成了系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試和綜合測試?，F(xiàn)場各系統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)試應(yīng)在5月中旬至10月中旬進(jìn)行。10月21日，機(jī)組正式投入運(yùn)行，各系統(tǒng)開始動態(tài)調(diào)試。12月下旬，系統(tǒng)基本投入運(yùn)行，所有系統(tǒng)投入使用，工作正常。2西門子DCS-teletermXP介紹臺山電廠600WM機(jī)組teleterm-XP集散控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，T-XP系統(tǒng)(1號機(jī)組包括公共系統(tǒng))采用一對一容錯的SINECH1FO工廠總線和一對一容錯的SINECH1FO終端總線，通信介質(zhì)為光纖。公共系統(tǒng)和單元1、2通過終端總線上的網(wǎng)橋連接，保證公共系統(tǒng)的設(shè)備可以在單元1和單元2中進(jìn)行監(jiān)控和操作。

1號機(jī)組(含公共系統(tǒng)部分)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)(OM650)有6個操作員站終端(ots)，每個終端配有一個鼠標(biāo)和一個21英寸CRT平板顯示器，OT1配有一個鍵盤，其中一個操作員站終端使用兩個大屏幕顯示器；有4臺打印機(jī)/硬拷貝機(jī)，分別連接到操作員站OT1/OT2/OT3/OT4。1.為具有冗余配置的歷史數(shù)據(jù)記錄站提供一個用于歷史數(shù)據(jù)備份的磁光盤驅(qū)動器；兩臺與其連接的網(wǎng)關(guān)計算機(jī)(XU)，一臺用于單元1，一臺用于公共系統(tǒng)；西門子T-XP分布式控制系統(tǒng)先有的四對冗余配置的過程處理單元(PU)計算機(jī)，其中一對是用于歷史數(shù)據(jù)記錄和過程處理功能的共用系統(tǒng)部分；1個工程師站(ES680)，配有激光打印機(jī)和數(shù)字音頻磁帶播放器(dat)，用于數(shù)據(jù)備份；自動控制系統(tǒng)AS有13個控制站(AS620-B)，其中2個控制站為公共系統(tǒng)所用，另外還有一套專用控制站(as620-f)，用于在DCS中實(shí)現(xiàn)FSSS功能。其中，控制站柜內(nèi)有16個單柜(公共系統(tǒng)的5、8號控制站和1號控制站內(nèi)安裝有遠(yuǎn)程IO站，用于收集、監(jiān)測和控制鍋爐區(qū)的蒸汽、水和煙氣，汽輪機(jī)區(qū)的抽汽和循環(huán)水，公共系統(tǒng)的燃料)；繼電器柜10個單柜；端子臺有29個單柜(提供端子臺是因?yàn)榭刂乒駜?nèi)纏繞壓接使用專用工具)；配電柜的四個單柜用于集中供電給控制柜、通訊柜和電腦柜、遠(yuǎn)程IO柜和操作員站的打印機(jī)設(shè)備)；電腦機(jī)柜用3個單柜；兩個機(jī)柜用于與外部系統(tǒng)通信(一個用于公共系統(tǒng)，一個用于單元1)。3.西門子集散控制系統(tǒng)在臺山電廠應(yīng)用的新技術(shù)。臺山電廠設(shè)計中，輔助外部系統(tǒng)應(yīng)接入集散控制系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控。當(dāng)其他控制系統(tǒng)采用的硬件類型與DCS系統(tǒng)不同時，DCS系統(tǒng)與這些控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信采用可靈活配置并提供以太網(wǎng)(TCP/IP)通信接口和Modbus485/RS-485/RS-232通信接口的通信模塊(CM)實(shí)現(xiàn)。目前，臺山電廠與DCS集中監(jiān)控相連的輔助系統(tǒng)有：(1)汽機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)采用雙向冗余數(shù)據(jù)通信接口，DCS系統(tǒng)操作員站完成汽機(jī)所有的運(yùn)行和監(jiān)控功能，即通過DEH和DCS共享操作員站(2)與給水泵汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng)(MEH)(兩套)之間的雙向冗余數(shù)據(jù)通信接口。集散控制系統(tǒng)操作員站完成給水泵汽輪機(jī)的所有運(yùn)行和監(jiān)控功能，即共享操作員站(3)與汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)(BPC)之間采用雙向冗余數(shù)據(jù)通信接口，即共享操作員站(4)與鍋爐吹灰程控系統(tǒng)(PLC)之間采用雙向數(shù)據(jù)通信接口。操作人員通過集散控制系統(tǒng)操作站完成所有吹灰器的全順序控制和局部順序控制啟停操作，并調(diào)整所有吹灰器狀態(tài)顯示器(5)與兩個空氣預(yù)熱器之間的間隙。 #p#分頁標(biāo)題#e#

置（PLC）之間分別采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口(6)與爐底撈渣機(jī)控制裝置（PLC）之間分別采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口，運(yùn)行人員通過DCS系統(tǒng)的操作員站完成爐底撈渣機(jī)順序啟/停操作，以及狀態(tài)顯示(7)與汽機(jī)安全監(jiān)視儀表（TSI）（一套）和給水泵汽輪機(jī)安全監(jiān)視儀表（TSI）（二套）本特利3500系統(tǒng)之間分別采用數(shù)據(jù)通訊接口(8)與兩套凝汽器膠球清洗程控系統(tǒng)（PLC）之間分別采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口(9)與鍋爐爐管泄漏監(jiān)測系統(tǒng)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口(10)與電除塵器控制系統(tǒng)之間采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口(11)與凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)（PLC）之間采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口，運(yùn)行人員通過DCS系統(tǒng)的操作員站完成主要設(shè)備操作與主要參數(shù)監(jiān)視(12)與電氣發(fā)電機(jī)-干式變壓器組保護(hù)系統(tǒng)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口(13)與電氣直流電源系統(tǒng)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口(14)與電氣保安電源系統(tǒng)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口(15)與電氣啟-備變保護(hù)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口西門子公司提供的與外系統(tǒng)通訊接口的通訊模件（CM）是一種基于PC機(jī)的架構(gòu)、開放的、可以通過不同的總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)DCS與外系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，從而達(dá)到DCS對使用不同控制硬件的控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控。目前該通訊模件（CM）已經(jīng)發(fā)布了MODBUS和IEC60870協(xié)議版本，其他協(xié)議還包含了TCP/IP、DH 、GeneralElectricGSM、SIMATICH1等協(xié)議。在臺山電廠的DEH/MEH和凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)之間使用的是TCP/IP總線協(xié)議，冗余配置，其他接入DCS的外系統(tǒng)使用的是MODBUS總線協(xié)議。每個通訊模件（CM）提供6個串口基于MODBUS協(xié)議與外系統(tǒng)進(jìn)行連接。由于MODBUS是際上廣泛使用的通訊協(xié)議，各個自動控制廠家都提供了基于MODBUS協(xié)議的接口，通過西門子公司提供的通訊模件(CM)可以很容易地與其他廠家的控制系統(tǒng)進(jìn)行連接整合。通訊模件（CM）控制器設(shè)置為RTU傳輸模式，其數(shù)據(jù)傳輸通信使用主-從技術(shù)，即僅一設(shè)備（主設(shè)備）能初始化傳輸（查詢），其它設(shè)備（從設(shè)備）根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。錯誤檢測域的內(nèi)容是通過對消息內(nèi)容進(jìn)行16位的循環(huán)冗長檢測方法得出的，但是通訊模件（CM）不支持廣播電報方式。通訊模件里的任意一個串口都可以用于單先操作一個MODBUS系統(tǒng)，每個接口界面既可以作為主設(shè)備進(jìn)行操作也可以作為從設(shè)備進(jìn)行操作。通訊模件通過MODBUS總線協(xié)議與外系統(tǒng)連接的概貌圖如下在西門子TXP里，通訊模件（CM）可以近似為掛在工廠總線（PlantBus）上的一個控制站（AS620），通過操作和監(jiān)視系統(tǒng)（OM650）對其連接的控制站進(jìn)行操作和監(jiān)視，通過工程師站（ES680）對通訊模件進(jìn)行組態(tài)，對于與外系統(tǒng)的接口參數(shù)如傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)位在通訊模件（CM）內(nèi)部進(jìn)行設(shè)置通訊模件的端口設(shè)置如下：;-------------------------------------------;ModbusMaster;SerialInterface3[ModbusMaster_1]PortAdr=0x3E8Irq=7Baudrate=38400Parity=EvenStopBits=1DataBits=8;Hardwarehandshakeactivenurf黵RS485:RtsCts=1;Angabeinms,wielangeaufeineR點(diǎn)kantwortmax.gewartetwirdTimeout=1000;AnzahlzulaessigeTimeoutsbevorMeldungerzeugtwirdMaxTimeoutCount=3;Angabeinms,inwelchenZeitintervalleinLebenszeichentelegramm;(FC8)zudenangeschlo遝nenSlavesgesendetwird;LoopBackTime=1000;AnzahlderL點(diǎn)keninderModbusadressierung;Dummys=5;TimedelaybetweeneachrequesttelegraminmsDelay=100;ReadCoilStatus(Code1)RCS-Offset=-1;ReadInputStatus(Code2)RIS-Offset=-1;ReadHoldingRegister(Code3)RHR-Offset=-1;ReadInputRegister(Code4)RIR-Offset=-1;ForceSingleCoil(Code5)FSC-Offset=-1;PresetSingleRegister(Code6)PSR-Offset=-1;ForceMultipleCoils(Code15)FMC-Offset=-1;PresetMultipleRegister(Code16)PMR-Offset=-1通訊模件（CM）的數(shù)據(jù)采集、控制組態(tài)在ES680里完成，如同T-XP的邏輯組態(tài)一樣，以功能塊化、參數(shù)化進(jìn)行組態(tài)，直觀、易懂、快捷，其組態(tài)的畫面如下圖。4 西門子公司的T-XP分散控制系統(tǒng)在臺山電廠的運(yùn)用是成功的，但是由于臺山電廠是西門子公司T-XP在內(nèi)在產(chǎn)600WM機(jī)組上的先次使用，在調(diào)試和運(yùn)行期間遇到了一些問題，但是通過各方的努力都得到了很好的解決方案，如：(1)電源插座內(nèi)部燒蝕導(dǎo)致電源接觸不良導(dǎo)致過程處理單元（PU）死機(jī)，從而影響部分重要過程數(shù)據(jù)無法監(jiān)控達(dá)20分鐘，開始由于西門子公司技術(shù)人員判斷為系統(tǒng)故障導(dǎo)致死機(jī)，以致由于插座接觸不良的同一個原因造成過程處理單元（PU）死機(jī)的現(xiàn)象出現(xiàn)了兩次。更換了有接觸不良的插座并徹底檢查了其他電源插座后至今未出現(xiàn)過電源插座接觸不良導(dǎo)致的計算機(jī)死機(jī)問題。(2)系統(tǒng)組態(tài)過程中由于西門子公司技術(shù)人運(yùn)的疏忽導(dǎo)致上下層單元的數(shù)據(jù)不一致。結(jié)果過程處理單元不斷循環(huán)向外系統(tǒng)通訊模件（CM）發(fā)送請求信息，導(dǎo)致網(wǎng)路故障，結(jié)果造成過程處理單元（PU）死機(jī)，直接影響操作員站（OT）的監(jiān)控，恢復(fù)過程監(jiān)控功能長達(dá)25分鐘。對上下層單元數(shù)據(jù)進(jìn)行重新核對后并進(jìn)行修改后至今未出現(xiàn)過該現(xiàn)象。(3)鼠標(biāo)在操作員站的運(yùn)動軌跡不靈活，由于操作員站是使用的REDHATLINUX操作系統(tǒng)（以往使用SCOUNIX），T-XP操作員站軟件與LINUX操作系統(tǒng)的存在兼容性問題，后來重新設(shè)置T-XP里的鼠標(biāo)相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)后正常。(4)過程處理單元的Streamsresources（NSTRPAGES）的快速增長導(dǎo)致處理器單元（PU）與網(wǎng)絡(luò)通訊中斷導(dǎo)致其關(guān)機(jī)，在未有解決方案前，過程處理單元每20天需要重新切換并啟動一次來終止Streamsresources（NSTRPAGES）的增長。后來由西門子公司通過系統(tǒng)自檢文件的分析是由于UNIX使用的驅(qū)動程序不對，使用了LINUX的驅(qū)動程序而導(dǎo)致這種情況發(fā)生。后來由德西門子公司發(fā)來了UNIX的驅(qū)動補(bǔ)丁并安裝到過程處理單元（PU）上得以解決該問題。(5)操作員站在組態(tài)曲線數(shù)據(jù)時會發(fā)生操作員站（OT）自動重新氣動的現(xiàn)象。分析是由于T-XP系統(tǒng)軟件和操作員站安裝的LINUX操作系統(tǒng)兼容問題，后來由德西門子公司發(fā)來了操作員站的補(bǔ)丁并安裝到OT上得以解決該問題。(6)西門子公司在設(shè)計歷史記錄數(shù)據(jù)時，沒有與電廠熱控人員深入探討，導(dǎo)致在查找事故歷史紀(jì)錄時沒有數(shù)據(jù)存檔。后來經(jīng)過熱控人員整理，將未完善的數(shù)據(jù)都根據(jù)西門子T-XP的歷史數(shù)據(jù)記錄的要求增加了時間標(biāo)簽（TTD），保證了歷史數(shù)據(jù)的全面，方便了故障原因的查找。(7)初期DCS的網(wǎng)路負(fù)荷偏高，并且歷史記錄數(shù)據(jù)量增長迅速，分析為數(shù)據(jù)采集時的例外報告設(shè)置不完善，經(jīng)過電廠熱控人員的分析修改，將DCS里的數(shù)據(jù)采集的例外報告進(jìn)行了完善，修改了T-XP里數(shù)采集據(jù)的參數(shù)DELTA值后，DCS的網(wǎng)路負(fù)荷和歷史數(shù)據(jù)量的增長趨于正常設(shè)計值。(8)計算機(jī)柜內(nèi)溫度過高，DCS設(shè)計時由于美觀等的原因，將集中擺放計算機(jī)（PU/SU/XU）帶小型UPS的計算機(jī)柜放置在電子間內(nèi)，并且設(shè)計成帶有封閉柜門（原設(shè)計無柜門），結(jié)果在計算機(jī)運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)計算機(jī)溫度過高，即使在空調(diào)正常運(yùn)行保證電子間溫度在（20～25）℃范圍內(nèi)，計算機(jī)柜內(nèi)實(shí)際測得的溫度高達(dá)到37℃，由于DCS使用的計算機(jī)是工業(yè)級PC機(jī)，其耐熱性能設(shè)計不是很好，因此目前運(yùn)行時將計算機(jī)柜門的單側(cè)打開用于散熱。(9)西門子公司在設(shè)計時沒有完善系統(tǒng)報警，如控制站單側(cè)電源喪失、網(wǎng)路交換機(jī)（OSM）故障、網(wǎng)絡(luò)故障、MFT電源故障等。在機(jī)組投運(yùn)前完善了這些報警。(10)西門子公司配接控制機(jī)柜內(nèi)的接線由于是使用專用工具壓接的，會存在毛刺現(xiàn)象，在調(diào)試期間出現(xiàn)了不少信號異常，熱控人員使用放大鏡、絕緣的卡片對壓接部分的接線端子進(jìn)行一次全面的毛刺清理后基本消除了由于毛刺產(chǎn)生的信號異常現(xiàn)象。(11)在DCS的系統(tǒng)接地和信號屏蔽問題，嚴(yán)格按照DCS系統(tǒng)的接地規(guī)程要求做到電氣地網(wǎng)和熱工地網(wǎng)分開，而且也根據(jù)廠家的接地要求施工、對于信號接地問題，原來廠家建議我們使用多點(diǎn)接地，后來在與設(shè)計院的專家、使用同類型DCS電廠的經(jīng)驗(yàn)和與廠家協(xié)調(diào)后還是使用比較成熟的單點(diǎn)接地方式?？傮w來講，西門子公司的分散控制系統(tǒng)在臺山電廠的應(yīng)用是成功的，較好地實(shí)現(xiàn)了CCS、MCS、SCS、FSSS、DAS等多項(xiàng)功能，采用CRT/大屏幕／鼠標(biāo)操作方式，取消常規(guī)顯示儀表和手操設(shè)備，而且將機(jī)組的輔助系統(tǒng)通過通訊集中進(jìn)入DCS監(jiān)控，特別是通過西門子公司的先進(jìn)技術(shù)將DEH/MEH與DCS共享操作員站，提高了機(jī)組的自動化程度。 來源：中電站集控運(yùn)行技術(shù)網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#