霍尼韦尔分散控制系统TPS与新华DEH通讯问题解决方案

谢明

摘 要：文章对XDC800分散控制系统进行了简介，对霍尼韦尔分散控制系统TPS在老电厂DCS改造中存在的网络通讯问题进行了分析讨论，提出了解决办法，为其它电厂同类型DCS改造提供经验和技术参考。

关键词：XDC800分散控制系统；控制器；负荷率

1 问题的提出

TPS系统和其它类型的第四代DCS系统有所不同，由于网络接口模件（NIM）最大通讯IO点为8000点/NIM，一台300MW机组4000个IO点，再加上4000个内部逻辑控制和运算点，实际需要也是8000点，用一台NIM显然达到通讯能力的极限，一般300MW机组都配有两台NIM，也就是两条控制网络，这就存在两条网络之间HPM（控制器）的数据通讯问题，同一条网络上的HPM（高性能过程处理器）也存在数据通讯问题，因此，对大型发电厂DCS而言，如何实现TPS内部数据通讯是一个期待解决的难题。

由于DCS、DEH、ETS分别属于独立系统，各个系统之间不可避免需要进行数据交换，例如协调系统负荷要求信号、RB命令、给水流量要求信号等一些控制命令，另外还有汽机本体金属壁温、发电机本体温度等监视信号，这些信号是通过远程IO方式从现场进入DCS，要实现在DEH中监视可以通过就地双支元件用硬接线再进入DEH，也可以通过DCS通讯给DEH实现；TSI中汽机轴振等信号是从就地通过电缆接线进入DEH，在DCS中无法监视；ETS中保护的投、切和过程报警信号，在DCS中也无法监控，因此，如何实现TPS和DEH、TSI之间数据共享是一个需要解决的另一个难题。

显然用通讯的方案不仅节省电缆而且不占用系统IO通道，系统通讯开销较小，通过借鉴以往改造经验并结合我厂实际情况，最终讨论决定，本着不影响机组安全运行的前提下，以简单、实用、尽可能的节省材料费用和施工费用、缩短工期为原则，对一些参与保护、控制的命令信号，一律采用硬接线方式，对于纯监视的汽机壁温、发电机本体温度等一些信号，则全部采用MODBUS串行通讯方式实现。

2 TPS系统简介

2.1 硬件配置

系统共设有5台操作员站（GUS），1台工程师站（GUS），1台单元长站（Remoter-GUS），一台报表处理站（WINNT系统，GUS），一台SOE站（DELL PC机），8台冗余的HPM控制站，9个FTA端子柜，其中D02使用了两个远程FTA柜。1台节点柜，12个继电器柜，1台FSSS继电器柜，3个电源柜（其中一台为DCS本机供电，另外两台为热控电源柜）。2台吹灰动力柜。1台旁路动力柜。

2.2 网络构成

TPS系统具有三层网络结构，分别是以太网（Ethernet）、局域控制网（LCN）和通用控制网（UCN）。

3 TPS系统通讯方案

3.1 TPS内部数据点的通讯

共分为两种情况：同一条UCN网络之间通讯和两条UCN网络（这里指01网和02网）之间通讯。

第一，同一条UCN网络之间通讯。TPS系统支持在同一网络下的HPM点对点通讯功能（Peer-to-Peer），实现方法可以用RegPV点、 RegCtl点、DevCTL点、或者Logic点读或者写（俗称的“拉、推”），也可以用CL程序读、写。第二，UCN01和UCN02之间通讯。不同的UCN网络之间必须借助LCN网络实现通讯。实现方法是通过AM模件上的CL程序读、写。但AM只能读写SP单元的I/O点，因此，必须首先将需要通讯的两个HPM中的点推给SP单元，再由CL程序将SP点推下去，现举例说明：

3.2 TPS系统和第三方设备的通讯

主要包括TPS与DEH/MEH以及ETS系统之间的通讯。

3.2.1 TPS与DEH通讯。主要有以下几类点：（1）模拟量输出信号（DCS到DEH）：汽机壁温信号、轴承回油温度、轴承金属温度、正负向推力轴承温度、发电机线圈温度等104个点。（2）开关量输出信号（DCS到DEH）：转、定冷泵停止，转、定冷水箱水位低等信号13点。（3）模拟量输入信号（DEH到DCS）：TSI信号共计34点。

实现方法：要实现DCS和DEH通讯，在DCS中通过一个通讯单元实现（Gateway），渭河#3机组使用的是一对EPLCG（扩展型PLC接口）模件，该设备挂在LCN网络上，成为该网的一个节点，系统组态定义为HG03网络，所有与DEH、ETS的通讯点都从该模件接收、发送。在DEH中也有一个专门的通讯站，即一台工控机，里面装有新华XDPS400自带的通讯软件（GTW）。DCS和DEH的通讯方式为Modbus串行通讯，波特率9600，偶校验，数据位8位，停止位1位，DCS为主站，DEH作从站。

下图为DCS、DEH点通讯示意图：

3.2.2 DCS和ETS通讯。该部分通讯点主要用作保护的投、切和过程报警，其中DI信号111点，DO信号44点。实现方法和DEH、DCS的通讯相似，在DCS中经过EPLCG通讯单元，利用PORT2端口，一对无源RS232/485转换器，MODBUS协议，RS485接线方式。由于ETS所有通讯点只应用在LCN网络，没有被UCN下层网络使用，因此，实现方法相对简单，没有用到AM模件和CL语言等烦琐的推拉关系。

4 结束语

通过以上的解决方案，使得Honeywell公司的TPS系统真正做到了在渭河电厂的顺利使用，成功解决了各个系统之间数据通讯问题。创造了TPS和DEH在国内第一次实现通讯，EPLCG（扩展型PLC通讯单元）在国内第一次成功使用两个第一，使得TPS系统发挥了其硬件稳定可靠的优势，又较好的避免了通讯能力较差的不足，可以说做到了物尽其用的目的。endprint