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

:頻道關鍵字：介紹臺山電廠DCS控制系統T-XP的情況以及內新技術的使用情況。通過列舉調試和運行中出現的問題，為在建和已建成電廠的DCS選型、調試和維護提供參考。關鍵詞：dcsiteperm-XP通信新技術解決方案1臺山電廠概述1.1鍋爐型號：SG-2026/17.5-M905(美CE公司進口)，亞臨界一次中間再熱燃煤控制循環汽包鍋爐，單爐倒U型敞開式布置，燃造渣煙煤，燃燒器六層煤，采用兩級點火(高能點火點燃輕柴油，輕柴油再點燃煤粉)。汽溫調節方式：過熱蒸汽采用二次噴水減溫方式調節，再熱蒸汽溫度主要采用擺動燃燒器調節，再熱器入口管設置應急噴水。1.2汽輪機型號：N600-16.7/537/537(美西屋公司進口)，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。汽輪機液壓控制油系統與潤滑油系統分開，小汽輪機和主機共用一套耐火液壓控制油系統。水輪機調速采用數字電液控制系統。1.3發電機型號：QFSN-600-2(美西屋公司進口)，水-氫-氫冷卻方式的汽輪發電機。1.4廣東華粵電山電廠一期工程2600兆瓦機組集散控制系統(以下簡稱集散控制系統)由西門子電站自動化有限公司設計制造.DCS可以完成數據采集(DAS)、模擬控制(MCS)、鍋爐爐膛安全監控系統(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的監控功能(帶數據通信接口)。5月，完成了系統的聯合調試和綜合測試。現場各系統的靜態調試應在5月中旬至10月中旬進行。10月21日，機組正式投入運行，各系統開始動態調試。12月下旬，系統基本投入運行，所有系統投入使用，工作正常。2西門子DCS-teletermXP介紹臺山電廠600WM機組teleterm-XP集散控制系統的硬件結構。從圖中可以看出，T-XP系統(1號機組包括公共系統)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，通信介質為光纖。公共系統和單元1、2通過終端總線上的網橋連接，保證公共系統的設備可以在單元1和單元2中進行監控和操作。

1號機組(含公共系統部分)運行監控系統(OM650)有6個操作員站終端(ots)，每個終端配有一個鼠標和一個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/硬拷貝機，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據記錄站提供一個用于歷史數據備份的磁光盤驅動器；兩臺與其連接的網關計算機(XU)，一臺用于單元1，一臺用于公共系統；西門子T-XP分布式控制系統先有的四對冗余配置的過程處理單元(PU)計算機，其中一對是用于歷史數據記錄和過程處理功能的共用系統部分；1個工程師站(ES680)，配有激光打印機和數字音頻磁帶播放器(dat)，用于數據備份；自動控制系統AS有13個控制站(AS620-B)，其中2個控制站為公共系統所用，另外還有一套專用控制站(as620-f)，用于在DCS中實現FSSS功能。其中，控制站柜內有16個單柜(公共系統的5、8號控制站和1號控制站內安裝有遠程IO站，用于收集、監測和控制鍋爐區的蒸汽、水和煙氣，汽輪機區的抽汽和循環水，公共系統的燃料)；繼電器柜10個單柜；端子臺有29個單柜(提供端子臺是因為控制柜內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、遠程IO柜和操作員站的打印機設備)；電腦機柜用3個單柜；兩個機柜用于與外部系統通信(一個用于公共系統，一個用于單元1)。3.西門子集散控制系統在臺山電廠應用的新技術。臺山電廠設計中，輔助外部系統應接入集散控制系統進行集中監控。當其他控制系統采用的硬件類型與DCS系統不同時，DCS系統與這些控制系統之間的數據通信采用可靈活配置并提供以太網(TCP/IP)通信接口和Modbus485/RS-485/RS-232通信接口的通信模塊(CM)實現。目前，臺山電廠與DCS集中監控相連的輔助系統有：(1)汽機數字電液控制系統(DEH)采用雙向冗余數據通信接口，DCS系統操作員站完成汽機所有的運行和監控功能，即通過DEH和DCS共享操作員站(2)與給水泵汽輪機電液控制系統(MEH)(兩套)之間的雙向冗余數據通信接口。集散控制系統操作員站完成給水泵汽輪機的所有運行和監控功能，即共享操作員站(3)與汽輪機旁路控制系統(BPC)之間采用雙向冗余數據通信接口，即共享操作員站(4)與鍋爐吹灰程控系統(PLC)之間采用雙向數據通信接口。操作人員通過集散控制系統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，并調整所有吹灰器狀態顯示器(5)與兩個空氣預熱器之間的間隙。 #p#分頁標題#e#

置（PLC）之間分別采用雙向數據通訊接口(6)與爐底撈渣機控制裝置（PLC）之間分別采用雙向數據通訊接口，運行人員通過DCS系統的操作員站完成爐底撈渣機順序啟/停操作，以及狀態顯示(7)與汽機安全監視儀表（TSI）（一套）和給水泵汽輪機安全監視儀表（TSI）（二套）本特利3500系統之間分別采用數據通訊接口(8)與兩套凝汽器膠球清洗程控系統（PLC）之間分別采用雙向數據通訊接口(9)與鍋爐爐管泄漏監測系統之間采用數據通訊接口(10)與電除塵器控制系統之間采用雙向數據通訊接口(11)與凝結水精處理控制系統（PLC）之間采用雙向數據通訊接口，運行人員通過DCS系統的操作員站完成主要設備操作與主要參數監視(12)與電氣發電機-干式變壓器組保護系統之間采用數據通訊接口(13)與電氣直流電源系統之間采用數據通訊接口(14)與電氣保安電源系統之間采用數據通訊接口(15)與電氣啟-備變保護之間采用數據通訊接口西門子公司提供的與外系統通訊接口的通訊模件（CM）是一種基于PC機的架構、開放的、可以通過不同的總線協議實現DCS與外系統的數據交換，從而達到DCS對使用不同控制硬件的控制系統的集中監控。目前該通訊模件（CM）已經發布了MODBUS和IEC60870協議版本，其他協議還包含了TCP/IP、DH 、GeneralElectricGSM、SIMATICH1等協議。在臺山電廠的DEH/MEH和凝結水精處理控制系統之間使用的是TCP/IP總線協議，冗余配置，其他接入DCS的外系統使用的是MODBUS總線協議。每個通訊模件（CM）提供6個串口基于MODBUS協議與外系統進行連接。由于MODBUS是際上廣泛使用的通訊協議，各個自動控制廠家都提供了基于MODBUS協議的接口，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進行連接整合。通訊模件（CM）控制器設置為RTU傳輸模式，其數據傳輸通信使用主-從技術，即僅一設備（主設備）能初始化傳輸（查詢），其它設備（從設備）根據主設備查詢提供的數據作出相應反應。錯誤檢測域的內容是通過對消息內容進行16位的循環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，每個接口界面既可以作為主設備進行操作也可以作為從設備進行操作。通訊模件通過MODBUS總線協議與外系統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），通過操作和監視系統（OM650）對其連接的控制站進行操作和監視，通過工程師站（ES680）對通訊模件進行組態，對于與外系統的接口參數如傳輸波特率、奇偶校驗位在通訊模件（CM）內部進行設置通訊模件的端口設置如下：;-------------------------------------------;ModbusMaster;SerialInterface3[ModbusMaster_1]PortAdr=0x3E8Irq=7Baudrate=38400Parity=EvenStopBits=1DataBits=8;Hardwarehandshakeactivenurf黵RS485:RtsCts=1;Angabeinms,wielangeaufeineR點kantwortmax.gewartetwirdTimeout=1000;AnzahlzulaessigeTimeoutsbevorMeldungerzeugtwirdMaxTimeoutCount=3;Angabeinms,inwelchenZeitintervalleinLebenszeichentelegramm;(FC8)zudenangeschlo遝nenSlavesgesendetwird;LoopBackTime=1000;AnzahlderL點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）的數據采集、控制組態在ES680里完成，如同T-XP的邏輯組態一樣，以功能塊化、參數化進行組態，直觀、易懂、快捷，其組態的畫面如下圖。4 西門子公司的T-XP分散控制系統在臺山電廠的運用是成功的，但是由于臺山電廠是西門子公司T-XP在內在產600WM機組上的先次使用，在調試和運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)電源插座內部燒蝕導致電源接觸不良導致過程處理單元（PU）死機，從而影響部分重要過程數據無法監控達20分鐘，開始由于西門子公司技術人員判斷為系統故障導致死機，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）死機的現象出現了兩次。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過電源插座接觸不良導致的計算機死機問題。(2)系統組態過程中由于西門子公司技術人運的疏忽導致上下層單元的數據不一致。結果過程處理單元不斷循環向外系統通訊模件（CM）發送請求信息，導致網路故障，結果造成過程處理單元（PU）死機，直接影響操作員站（OT）的監控，恢復過程監控功能長達25分鐘。對上下層單元數據進行重新核對后并進行修改后至今未出現過該現象。(3)鼠標在操作員站的運動軌跡不靈活，由于操作員站是使用的REDHATLINUX操作系統（以往使用SCOUNIX），T-XP操作員站軟件與LINUX操作系統的存在兼容性問題，后來重新設置T-XP里的鼠標相關的系統數據后正常。(4)過程處理單元的Streamsresources（NSTRPAGES）的快速增長導致處理器單元（PU）與網絡通訊中斷導致其關機，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自檢文件的分析是由于UNIX使用的驅動程序不對，使用了LINUX的驅動程序而導致這種情況發生。后來由德西門子公司發來了UNIX的驅動補丁并安裝到過程處理單元（PU）上得以解決該問題。(5)操作員站在組態曲線數據時會發生操作員站（OT）自動重新氣動的現象。分析是由于T-XP系統軟件和操作員站安裝的LINUX操作系統兼容問題，后來由德西門子公司發來了操作員站的補丁并安裝到OT上得以解決該問題。(6)西門子公司在設計歷史記錄數據時，沒有與電廠熱控人員深入探討，導致在查找事故歷史紀錄時沒有數據存檔。后來經過熱控人員整理，將未完善的數據都根據西門子T-XP的歷史數據記錄的要求增加了時間標簽（TTD），保證了歷史數據的全面，方便了故障原因的查找。(7)初期DCS的網路負荷偏高，并且歷史記錄數據量增長迅速，分析為數據采集時的例外報告設置不完善，經過電廠熱控人員的分析修改，將DCS里的數據采集的例外報告進行了完善，修改了T-XP里數采集據的參數DELTA值后，DCS的網路負荷和歷史數據量的增長趨于正常設計值。(8)計算機柜內溫度過高，DCS設計時由于美觀等的原因，將集中擺放計算機（PU/SU/XU）帶小型UPS的計算機柜放置在電子間內，并且設計成帶有封閉柜門（原設計無柜門），結果在計算機運行期間發現計算機溫度過高，即使在空調正常運行保證電子間溫度在（20～25）℃范圍內，計算機柜內實際測得的溫度高達到37℃，由于DCS使用的計算機是工業級PC機，其耐熱性能設計不是很好，因此目前運行時將計算機柜門的單側打開用于散熱。(9)西門子公司在設計時沒有完善系統報警，如控制站單側電源喪失、網路交換機（OSM）故障、網絡故障、MFT電源故障等。在機組投運前完善了這些報警。(10)西門子公司配接控制機柜內的接線由于是使用專用工具壓接的，會存在毛刺現象，在調試期間出現了不少信號異常，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行一次全面的毛刺清理后基本消除了由于毛刺產生的信號異常現象。(11)在DCS的系統接地和信號屏蔽問題，嚴格按照DCS系統的接地規程要求做到電氣地網和熱工地網分開，而且也根據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接地，后來在與設計院的專家、使用同類型DCS電廠的經驗和與廠家協調后還是使用比較成熟的單點接地方式。總體來講，西門子公司的分散控制系統在臺山電廠的應用是成功的，較好地實現了CCS、MCS、SCS、FSSS、DAS等多項功能，采用CRT/大屏幕／鼠標操作方式，取消常規顯示儀表和手操設備，而且將機組的輔助系統通過通訊集中進入DCS監控，特別是通過西門子公司的先進技術將DEH/MEH與DCS共享操作員站，提高了機組的自動化程度。 來源：中電站集控運行技術網#p#分頁標題#e#