新华DEH控制系统在火电厂中的应用

邓军

摘 要：本文介绍了某厂汽轮机DEH控制系统的结构及由新华DEH-Ⅲ系统升级至V型的升级过程及升级主要内容，并针对DEH-Ⅲ型系统应用过程中的主要问题提出了解决方案。

关键词：DEH-Ⅲ；XDPS-400+；BTC控制

一、引言

某厂1号机组DEH系统采用新华DEH-Ⅲ型产品，控制系统软件为XDPS 2.05版XDPS-400+。自投产以来，系统运行稳定、可靠性较高，但近年来，硬件（卡件）故障、异常的次数有增加趋势；同时由于1号机组投产七年有余，而产品的实际寿命也已接近8年，DEH-Ⅲ型系统中的BC-NET卡、MCP卡、MCP-OPC卡、包括阀门控制的VCC卡等原厂家已停产，BC-NET卡在停机状态下可以成组更换升级替代产品，而VCC卡、MCP卡和MCP-OPC卡新华公司在工作机理上有了进一步的优化，分别升级为VPC卡、SDP卡，当故障时必须连带接线端子板和卡件全部更换；同时应电网要求一次调频死区由±3RPM改为±2RPM，由于当前机组转速控制精度为1RPM，导致一次调频动作频繁，就地设备承受调节负荷也相应增加不少，衍生的设备问题也有增加趋势，如LVDT的可靠性、阀门流量调节跟踪能力、就地油动机波动大、EH油管振动大等，显然目前转速控制精度不能满足要求，而DEH-V型系统的SDP卡转速采集精度能达到0.1RPM，并新增了智能转速保护功能，对机组转速保护和一次调频能力都有一定的积极意义。另外当前新华的XDPS软件已升级为XDPS 6.0 SP4版本，系统功能更加完善、控制功能和控制技术更加全面和可靠，也极大方便了系统设备的维护、调试、系统控制参数的整定和在线处理等。因此，对新华DEH-Ⅲ控制系统升级至V型系统势在必行。

二、DEH系统升级

1、DEH系统硬件升级

DEH控制系统硬件升级从原基于XDPS-400的DEH-Ⅲ型系统硬件平台出发，并结合XDPS-400+系统的优点和某厂DEH系统功能特点，本着最大化利用现有系统的资源和最高性价比的原则进行硬件升级。因此该项目对DEH系统BTC控制柜进行全面升级，对ATC控制柜DPU与卡件站冗余通信BC-NET卡升级，其余设备保持不变。

（1）DPU控制单元升级

由于新华DEH-V型的DPU控制单元内部构件可拆装，分别对DPU内部的主板、双机切换、DPU以太网集线器和DPU A、B网网卡进行升级。DPU的总线接口采用ISA总线，升级时可将DEH-V型的DPU主板、双机切换和DPU A、B网网卡插入即可。

以DEH系统BTC控制柜的DPU11为例，其它DPU升级过程一样，原DPU以太网集线器和A、B网网卡等设备为10MB/t，此次统一升级为100MB/t的通信速率，对应于各卡件站的主/从BC-NET通信卡升级为100MB的通信速率；原主板CPU由原Pentium233升级为低功耗的C3 400MHz，其板载VGA/LCD/CFC/和3个以太网RJ45接口驱动，取消原主板集成的用来存贮系统文件和组态数据的Flash存储器，改用方便插拔CF存储卡，这样便于系统软件的维护和升级，同时主板可根据DPU负荷率选用容量合适的通用内存条。

（2）BTC控制柜卡件站升级

原DEH系统BTC控制设计时将三个I/O卡件箱配置成5个卡件站，分别为阀门控制VCC站、转速站1、转速站2、转速站3和超速保护站，每个站都含一对主/从的BC-NET通信卡。对于VCC站共有10块VCC卡，分别为4块GV、4块IV和2块TV；3个转速站用来采集BTC过程控制中的重要信号如转速、功率、主蒸汽压力、再热压力、挂闸、并网等的三取二逻辑软运算，各分别含1块MCP卡（转速采集卡）、1块LC卡，以及1块DI卡、1块DO卡；超速保护站由3块MCP卡和1块MCP-OPC卡组成机组超速硬回路保护。

从中可以看出来卡件站数目偏多，对于汽轮机的阀门控制VCC卡集中于一个卡件站，风险过于集中，当出现卡件站通信中断时可能导致所有阀门状态无法监控；转速采集，汽轮机超速保护软回路和硬回路分开设计，转速站1、2、3采集汽轮机转速信号，在DPU控制器中实现汽轮机转速控制与超速软保护回路。汽轮机超速保护硬回路在超速保护站独立实现，通过另外3块MCP卡采集汽轮机转速信号送入MCP-OPC卡进行三取二判断，再输出到相应的继电器板实现汽轮机超速保护。转速保护的MCP卡集中在一个卡件站中，当出现卡件站故障时，容易导致超速保护误发，而且超速保护输出过程频繁，需要通过中间环节，而且硬超速保护MCP-OPC卡工作状态在XDPS软件中无法直接监视，需要通过超速保护站的BC-NET通信卡送DPU中处理后才能监视，不利于机组超速保护和超速状态监视。

升级时将5个卡件站配置成3个卡件站。将BTC控制柜原VCC站10块VCC卡更换为10块VPC卡，并将主机阀门按照GV、IV和TV类型分配到3个卡件站中；取消原来的转速站和超速保护站，将原来的MCP卡和MCP-OPC卡更换为以3块SDP卡组成的转速采集与超速保护方式，超速保护软逻辑与超速保护硬回路很好地结合在一起。参与三取二逻辑判断的LC卡和SDP卡也根据分散原则分别分布在三个卡件站中。相对原5个卡件站设计方式，当前方式简介、明了，同时也兼顾了风险分散原则，提高了系统的安全性和可靠性，尤其是在汽轮机超速保护硬回路实现方式上，直接用SDP卡的SDP-TB端子板实现了汽轮机超速保护硬回路。

2、DEH系统软件升级

在硬件升级完毕后，检查系统正常就可以进行DEH系统的软件升级了。软件升级分为DEH系统工程师站与操作员计算机升级、DPU软件升级和DPU内部逻辑修改三部分。

运行人员对DEH控制系统的监控与操作在DCS系统的操作员站上进行，因此DEH系统的工程师站与操作员计算机不但负责与DCS的通信，同时也兼有DEH系统的操作员与工程师站的功能。具体升级项目有：工控机的操作系统由Windows NT升级为Windows XP SP2，XDPS软件由XDP 2.05升级为XDP 6.0 SP4，XDPS系统参数配置，DEH系统A、B、C网与DCS通信的通信网络配置。

DEH系统工程师站与操作员计算机正常后，启动XDPS系统软件，以超级用户登录进行DPU软件升级。由于DPU主板上的CF卡已带有操作系统WinCE XDPS 6.0 SP4，上电后DPU网络节点号默认为99，因此对于DPU的升级需要逐个上电，逐个进行升级，避免网络节点号冲突。DPU上电后XDPS的自检程序会显示DPU99已启动，连接DPU99，修改DPU的配置文件，将节点号99改为DPU的目标节点号，以11为例，重启DPU后在自检程序中会显示DPU11连接在A、B网上，依次完成其它的DPU升级。

DPU内部逻辑修改步骤主要有：

（1）以工程师站权限在XDPS中导入原备份的DEH逻辑及数据。

（2）按照分配图进行各卡件地址的重新分配和卡件内部信号的通道地址重新分配，在未修改前，原信号点状态为未连接状态，显示为红色。

（3）在点目录和历史数据目录中定义和增加VPC和SDP卡件监视IO点。

（4）修改VPC卡和SDP卡内部模擬量点的精度，增加VPC卡和SDP卡监视和控制逻辑。

（5）增加阀门VPC调试程序和组态文件。

（6）增加监控画面中各端子排显示和链接监控数据。

（7）进行DEH系统功能逻辑仿真和测试。

三、结语

系统升级设计的主要目的是构建一个通用的嵌入式系统开发平台，因此在硬件选择和软件开发上都比较注重通用性，在系统升级过程中的实时优化处理改善了系统的性能。目前升级后的系统运行稳定、安全可靠，很好地解决了以前运行中系统存在的诸多问题。