摘要：
　　介紹華能新銳控制技術(shù)有限公司的PineControl分散控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)在華能岳陽(yáng)電廠2期擴(kuò)建工程中的應(yīng)用。
　　
　　關(guān)鍵詞：
　　PineControl分散控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、硬件配置
　　
　　一、 岳陽(yáng)電廠機(jī)組概述
　　華能岳陽(yáng)電廠2期2×300MW機(jī)組（#3、#4機(jī)組）自2004年8月開工，2006年3月投產(chǎn)，是華能國(guó)際電力股份有限公司招標(biāo)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)單位為中南電力設(shè)計(jì)院，發(fā)電機(jī)組主設(shè)備分別由東方鍋爐廠、哈爾濱汽輪機(jī)和哈而濱發(fā)電設(shè)備廠提供，DCS控制系統(tǒng)為華能新銳PineControl分散控制系、控制組態(tài)由華能新銳控制技術(shù)有限公司的福州制造部組態(tài)(后和西安院合并)，調(diào)試單位為湖南調(diào)試所。
　　機(jī)組具備一次調(diào)頻、AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）和AVC（220kV母線電壓自動(dòng)控制）能力。
　　采用亞臨界壓力中間一次再熱的自然循環(huán)鍋爐，雙拱形單爐膛，燃燒器布置于下?tīng)t膛前后拱上，呈“W”型火焰，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼結(jié)構(gòu)，全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，半露天布置。鍋爐配置有4臺(tái)雙進(jìn)雙出直吹式的鋼球磨原設(shè)計(jì)為3用一備，實(shí)際運(yùn)行中因?yàn)槊嘿|(zhì)變化大等原因一般為4 臺(tái)磨同時(shí)運(yùn)行。
　　每臺(tái)機(jī)組配1臺(tái)50%容量的電動(dòng)調(diào)速給水泵，1臺(tái)100%容量的汽動(dòng)給水泵，在汽泵運(yùn)行后電泵作為汽泵的50%備用（當(dāng)汽泵跳閘時(shí)，電泵自啟，同時(shí)機(jī)組產(chǎn)生50%的RB）。汽輪機(jī)共設(shè)八級(jí)非調(diào)整抽汽，供3臺(tái)高加，1臺(tái)除氧器和4臺(tái)低加汽源，除氧器采用滑壓運(yùn)行方式。凝結(jié)水為單元制系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組設(shè)兩臺(tái) 100%容量的立式凝結(jié)水泵，互為備用。
　　
　　二、 PineControl分散控制在岳陽(yáng)電廠中的配置
　　岳陽(yáng)電廠2期工程DCS的控制范圍是數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控(FSSS)、汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)（DEH）、順序控制(SCS)、旁路控制（BPC）、電氣控制（ECS）、吹灰程控(SOOT)等幾部分。單元機(jī)組配置有19對(duì)的控制站和21臺(tái)20通道/臺(tái)的智能測(cè)量前端，公用系統(tǒng)中配置有4對(duì)控制站和一個(gè)燃油泵房的遠(yuǎn)程IO站。具體配置點(diǎn)數(shù)如下表所示，含15%備用IO點(diǎn)。
　　
　　1．單元機(jī)組總點(diǎn)數(shù)

2．公用系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)分配

3．每個(gè)控制站的控制功能分配：

三、 PineControl分散控制在岳陽(yáng)電廠中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　公用系統(tǒng)配置有3層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)#3機(jī)組和#4機(jī)組均可以對(duì)公用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視但無(wú)操作權(quán)限，#3機(jī)組和#4機(jī)組不能相監(jiān)視和控制以防止誤操作。所有的網(wǎng)絡(luò)采用冗余設(shè)計(jì)" title="冗余設(shè)計(jì)">冗余設(shè)計(jì)以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

圖3 #4機(jī)組PineControl系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

　　
四、 PineControl分散控制在岳陽(yáng)電廠中的冗余設(shè)計(jì)
　　為了能滿足電廠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，控制系統(tǒng)采用了大量的冗余設(shè)計(jì)，PineControl系統(tǒng)在岳陽(yáng)2期項(xiàng)目中主要采用了CPU冗余、電源冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余" title="網(wǎng)絡(luò)冗余">網(wǎng)絡(luò)冗余的方式保證機(jī)組能安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
　　
　　1)CPU冗余
　　每個(gè)控制站均配置有冗余的2個(gè)CPU,當(dāng)主用CPU故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用cpu運(yùn)行，沒(méi)有必要人工干預(yù)。并且不影響控制品質(zhì)和保護(hù)。
　　2)電源冗余
　　電源冗余則分幾部分.
　　a) 控制站的電源：采用每個(gè)機(jī)架安裝有2塊冗余的電源模塊,任何一塊模塊故障或者失電不影響控制和保護(hù).
　　b) IO卡件電源：開關(guān)電源采用SIEMENS的產(chǎn)品，然后通過(guò)2級(jí)管后將2路電源變成一路電源如圖4

圖4 IO卡件電源冗余原理圖

　　c) 計(jì)算機(jī)交換機(jī)的電源切換" title="電源切換">電源切換：計(jì)算機(jī)和交換機(jī)等設(shè)備只有單路電源進(jìn)線，因此必須進(jìn)行雙路電源切換保證計(jì)算機(jī)和交換機(jī)的電源可靠性。其電氣原理圖如下。
　　
圖5 AC220V電源切換圖

　　經(jīng)過(guò)測(cè)試和工程實(shí)際使用，該切換回路能滿足2路電源的切換并且滿足計(jì)算機(jī)和交換機(jī)不重新啟動(dòng)等要求。
　　3)網(wǎng)絡(luò)冗余：PineControl的網(wǎng)絡(luò)可以分為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)" title="控制網(wǎng)絡(luò)">控制網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用冗余的100M以太網(wǎng)，控制網(wǎng)絡(luò)采用CLK總線網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)CLK 故障時(shí)則以太網(wǎng)作為clk的備用網(wǎng)絡(luò)，因此對(duì)PineControl的控制網(wǎng)絡(luò)是三重冗余的網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控網(wǎng)是兩重冗余。具體見(jiàn)圖3。
　　
　　五、 PineControl分散控制系統(tǒng)的運(yùn)行
　　到目前為止，#3機(jī)組PineControl系統(tǒng)已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行。#4機(jī)組正在單體調(diào)試中,無(wú)論是汽機(jī)還是鍋爐，其控制性能都達(dá)到了系統(tǒng)的要求。機(jī)組負(fù)荷控制、汽包水位控制、風(fēng)量控制、負(fù)壓控制、蒸汽溫度控制、汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制效果都非常令人滿意，體現(xiàn)了Pinecontrol系統(tǒng)良好的控制性能。針對(duì)雙進(jìn)雙出鋼球磨協(xié)調(diào)控制難的問(wèn)題采用了合理的控制策略在岳陽(yáng)電廠取得良好的控制品質(zhì)。
　　PineControl系統(tǒng)控制站的計(jì)算速度快，計(jì)算周期短，控制站的平均計(jì)算周期為50~60ms。DEH的控制周期則更短,在30ms左右。
　　PineControl系統(tǒng)具有的報(bào)警歷史記錄和查詢、操作記錄和查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能對(duì)熱工人員查找設(shè)備的故障、分析故障原因、尋找最加控制方案和最佳運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值都起到了很大的作用。PineControl系統(tǒng)的靈活方便的報(bào)表組態(tài)功能為運(yùn)行人員“抄表”提供了方便。PineControl 記錄的歷史數(shù)據(jù)有近7000個(gè)，歷史數(shù)據(jù)采用了壓縮技術(shù)，至少存儲(chǔ)6個(gè)月的數(shù)據(jù)對(duì)事故的追憶和分析有著非常重要的參考價(jià)值。
　　　　PineControl系統(tǒng)還具有信息服務(wù)功能，能夠在不影響DCS的安全性的情況下（岳陽(yáng)2期采用串口傳送文件的方式）方便地把機(jī)組的主要數(shù)據(jù)送到華能國(guó)際電力股份公司生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)管系統(tǒng)廠站側(cè)的服務(wù)器上，并經(jīng)過(guò)廠站側(cè)服務(wù)器將數(shù)據(jù)通過(guò)廣域網(wǎng)送到了股份公司的主站側(cè)大屏幕上。
　　PineControl從運(yùn)行至今還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)一例因?yàn)楫a(chǎn)品本身質(zhì)量的問(wèn)題出現(xiàn)模塊的損壞，也沒(méi)有因?yàn)楫a(chǎn)品的問(wèn)題導(dǎo)致過(guò)設(shè)備的損壞，是一種不可多見(jiàn)的高可靠性的DCS產(chǎn)品。
　　
　　結(jié)論：PineControl分散控制系統(tǒng)以良好的控制性能和技術(shù)指標(biāo)在岳陽(yáng)電廠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，較好地滿足了我廠機(jī)組的運(yùn)行要求。該系統(tǒng)具有維護(hù)方便、簡(jiǎn)單實(shí)用、安全可靠的特點(diǎn)，獲得了用戶的首肯。