火电厂DCS主辅一体化及辅控集中控制模式的应用效益

杨延超，张勇军（华润电力焦作有限公司，河南 焦作 454450）

焦作龙源电厂2×660MW超超临界机组工程于2013年4月开工建设，计划2014年底机组投入生产运营。本工程的主机DCS控制系统和辅助车间控制系统采用的都是北京ABB贝利工程有限公司的Symphony Plus系统，Symphony Plus系统是ABB目前推出的最新的控制系统，在原系统上增加了现场总线功能模块，以下是主机DCS系统和辅助车间DCS系统集中统一控制模式的介绍。

1 主机DCS系统

本工程主控DCS系统分为三个单元系统，#1机组单元系统，#2机组单元系统和公用系统，单元机组采用炉、机、电集中控制方式，实现炉、机、电全能值班运行模式，两台机组设一个集中控制室。

系统网络结构分为两层：Onet网络层和Cnet网络层，Onet网络层是上层监控操作网络层，Cnet网络层是下层控制器网络层。

两台单元机组的控制分别由DCS实现，两台机组公用系统设置一套DCS公用系统，控制系统网络通过通讯接口与每台单元机组的控制系统相联，接受一台机组的DCS实现对公用系统设备的控制，另一台机组控制功能被闭锁掉，只能监视。

单元机组DCS控制范围包括：锅炉及其辅助系统、汽机及其辅助系统、发电机及其辅助系统、脱硝SCR装置、除渣系统、循环水泵房系统、厂用电及发变组(单元机组部分)等。DCS公用网络控制范围包括：厂用电公用系统、燃油泵房系统、热网首站系统等。电气控制系统设有计算机控制系统（ECMS），DCS和电气系统的重要参数和关键控制指令采用硬接线连接，其余参数均通过ECMS的监视管理站对电气设备进行监视。

本工程汽机数字电液控制（DEH）、汽机紧急跳闸系统（ETS）、给水泵小汽机数字电液控制（MEH）、给水泵小汽机紧急跳闸系统（METS）由东方汽轮机厂成套供货；引风机小汽机数字电液控制（F-MEH）、引风机小汽机紧急跳闸系统（F-METS）由北京电力设备总厂成套供货，上述系统与主机DCS系统采用相同的软硬件设备。将DEH/ETS、MEH/METS、F-MEH/F-METS控制装置总成在一套DCS中，将其控制装置作为DCS的功能站挂在DCS通讯网上，实现其人机界面在DCS操作员站完成，能通过DCS的操作员站对其进行监视和控制。

以上是主机DCS系统的总体介绍，辅助车间控制系统通过传统模式与我公司的模式进行对比介绍。

2 传统的辅助车间控制系统

2.1 传统的辅助车间控制方式特点

传统的辅助车间控制系统一般采用分开独立控制方式，按水系统、凝结水精处理系统、输煤系统、除灰系统、脱硫系统，各个辅助控制系统之间相互独立，分别布置在不同的地方，例如水系统控制系统布置在化水车间集控室电子间，输煤控制系统布置在输煤集控电子间，除灰系统和脱硫控制系统一般都布置在脱硫集控电子间等。

2.2 存在的问题

（1）各个辅助车间控制系统的不同一性，往往电厂的辅助控制系统采用的不是一个品牌的控制系统，是多个品牌的控制系统，这样每个控制系统热控维护人员都要培训、熟悉、掌握，需要投入更多的人力物力来维护，设备的备品备件每个品牌的都需要备齐，这就占用了更多的流动资金和仓库库存。

（2）传统的辅助车间多采用PLC控制方式，PLC控制相对于DCS控制，在复杂逻辑组态、扫描方式、I/O冗余、易用性等方面没有DCS更方便、更灵活，随着DCS的发展PLC在价格方面的优势也不再明显。

（3）各个辅助控制系统布置的不集中性，由于各个控制系统布置的不集中，维护巡检人员每天需要到每个辅控车间去巡检，降低了工作效率。同时每个辅助控制系统都需要专门的运行人员，相互之间也不能互为全能备用。

图1 辅控网络结构图

3 我公司辅助车间系统控制方式的介绍

鉴于传统辅助车间控制方式存在诸多效率低、经济性不高、维护成本高等问题，我公司对辅助车间控制方式进行了改善，采用辅助车间统一集中控制方式。

我司将各个辅助车间的工程师站和操作员站布置在一个辅控车间集中控制，辅助车间按水系统、凝结水精处理系统、输煤系统、除灰系统、脱硫系统分区设各自的控制系统网络，分别采用分散控制系统(DCS)控制，在此基础上构建辅控网。各子系统具有独立运行功能，辅控网出现故障，不影响子系统正常监控。DCS系统采用C/S网络结构，服务器配置满足各子系统独立运行。

辅控网是全厂辅助车间和辅助系统的控制中心，辅控网的值班点设在辅控楼的辅控网控制室。通过辅控DCS 操作员站完成对辅助车间(包括水处理、凝结水精处理、输煤、除灰、电除尘、脱硫；其中输煤系统仅做监视，不做控制)等辅助生产设备的全面监视和控制。各辅助车间就地不设值班点，水、凝结水精处理、除灰、脱硫各车间仅保留一台巡检站，用于设备调试及网络故障等特殊情况下使用。考虑到输煤工艺系统和设备的特殊性，输煤系统保留就地控制室和值班点，不在辅控网控制室做主要控制，但输煤控制系统所有信息均上传至辅控网显示。图1为本项目的辅控网络结构图。

4 辅助车间采用统一集中控制方式的主要特点和

4.1 独立灵活性

可以方便的在辅助车间一体化系统中加入和退出每个子系统或将子系统重新划分，而不影响整个系统和其他子系统的正常运行，方便了辅助系统的分布投运以及投运后电厂的检修和维护工作。

4.2 控制器处理能力强

和传统的辅助车间PLC控制器相比，DCS系统除了具有对开关量信号处理的功能外，还有强大的模拟量控制组态功能，可以解决电厂复杂的控制方案，易用性更强。

4.3 经济效益明显

（1） 辅控系统采用统一集中控制方式，运行在人员配置上可以做一些调整，实现一专多能的运行人员，起到减员增效的作用。

（2）辅控系统采用统一集中控制方式，不同系统之间的操作员画面可以相互调用，都可以配置成为操作员权限，可以减少辅控操作员站的配置数量，减少了费用。同时当一台操作站出现故障时，可以用其他操作站临时替换使用。

（3）辅控系统采用统一集中控制方式，减少了备品备件的数量，降低了维护成本、维护费用，

（4）辅控系统采用统一集中控制方式，对于热控人员来说，不用对多个复杂的控制系统进行培训、熟悉、学习，这样一方面减少了培训费用，另一方面可以把更多的时间和精力花在用来掌握、精通一套控制系统上，提高热控人员对同一控制系统的维护能力。

（5）辅控系统的统一集中布置，有利于巡检人员的日常巡检，提高巡检效率。从土建方面来说减少了多个集控室的布置成本。

5 结语

目前本工程DCS主辅一体化控制及辅助车间的一体化集中控制方式，已经在我公司稳定投入使用。投入运营以来经济效益明显，提高了巡检效率，减少了备品备件。不管从人员管理上，还是设备的巡检、维护上都有明显的改善，是电厂辅助车间控制方式的发展趋势。

[1]北京ABB贝利工程有限公司. Symphony Plus系统使用手册[Z].