火力发电厂DCS控制系统的出厂测试条件分析

1、    火力发电厂dcs控制系统的出厂测试条件分析    李继强摘要：火力发电厂的dcs系统是以计算机，通信网络和电子模件组成、对电厂各工艺过程进行控制，监视的系统，涵盖硬件、软件及其应用功能。关键词：一带一路、软件、dcs、模拟量、开关量、通信网络、控制处理器、过程输入输出、人机接口、数据采集和人机界面内容：1.随着“一带一路“的战略延伸，很多国家已经加入，印尼、菲律宾等国家相继引进了多套由中国总包建设的火力发电厂。而以計算机、通信和屏幕显示技术为基础，实现对生产过程中的数据采集、控制和保护功能，并实现数据共享的多计算机监控系统对实现发电厂的智能化管理

2、尤为重要。2.dcs 系统的主要特点为功能分散、操作显示集中、数据共享、以i/o 卡件为信号传递模块（根据生产过程需要可以做到硬件布置的分散）。3.出厂验收基本要求及注意事项a. 应用功能要求，包括：软件安装检查验收各操作员站、工程师站、各服务器的软件版本应符合合同要求。软件正版且有使用许可证。软件全部功能测试正常，最新版本的系统软件应能兼容早期版本的软件。数据采集和人机界面此处应该按照电厂工艺系统设计要求，对所有已设计测点信号进行连续采集和处理，并存储在实时和历史数据库中实现dcs的信息共享。操作站应设计足够的人机界面功能，使运行人员能够实时监控机组，工艺系统和设备故障。至少涵盖如下信息：显

3、示：工艺流程图、趋势、组成参数、报警显示。记录：soe、事故追忆、操作、事件等记录。制表：班报表、月报表、用户定义的报表。历史数据存储和检索。工程师站应设计权限管理，管理员级、工程师级、操作员级别，以便运行人员监控。模拟量控制模拟量控制系统宜划分为若干子系统，各个子系统应遵守“独立完整”的原则，以保证主控通信网络上的交换量最少。宜采用闭环控制，并能自动补偿与修正。并应有连锁保护功能。冗余组态控制系统局部故障时，不应引起机组危机状态，并将这一影响限制到最小。对重要的关键参数，应采用三重冗余变送器测量，系统应自动选择终值作为被控量，且具备手动逻辑转换功能开关量控制和顺序控制为保证机组在启、停时操作

4、人员的常规操作最少，需设计子组级设计功能并保持各子组的启、停独立进行，且状态、启动许可条件、操作顺序和运行方式均应显示在画面上。在顺序启动期间任何故障均可显示并打印，公共设备控制系统公共设备即服务于多台单元机组、炉、电主机系统，需要多台单元机组dcs监视和操作设备，它可设计为一套独立的dcs，配置完整的dpu和人机界面，公共控制系统通过通用协议进行数据通信。不设置独立的人机界面时，应具备独立的通信网段，应通过可隔离的网路开关或路由器管理系统与相关联的主系统dcs冗余通信，应符合：相关联的任一主系统均能够采集和利用公共系统控制数据，任何主系统相关联的人机界面均能够控制和操作公共系统设备，但在同一

5、时刻只有一侧主控系统获得控制权，另一侧不应具备发出指令的权力;与公共系统相关联的任何一侧主系统故障或停运，应不影响另一侧主系统对公用控制系统的监视和控制。b.硬件和系统软件要求，包括：基本要求环境条件，温度范围+5度+40度，空调室内。-25度+55度无空调。湿度范围90%96%，振动频率10hz-150hz，电磁兼容性电子间工业2级，工业现场工业3级，共模抑制比应不小于90db，串模抑制比应不小于50db。柜内模件应能带电插拔，互不影响，模件故障损坏不影响其它，dcs应能诊断模件级故障报警及通道级故障。通信网络网络机构推荐分为主控通信级和i/o级，采用现场总线技术的系统可增加现场设备级。单元

6、机组主控网络应相对独立，各dpu的i/o串行通信总线应冗余配置。多机组公用的设备和系统可设计公用控制系统主控网络，并有可靠的访问限制机制。设备通信网络应符合iec61158现场总线的国际标准网络结构和标准协议，互为冗余的仪表和设备应配置不同网段。主控通讯网络节点小于100m可采用通信电缆，大于100m，需要采用光纤。且各通信通道应有自诊断和报警功能。主控以太网节点通信速率应达到100mbit/s，i/o 串行通信不低于1mbit/s，并行不低于 256 kbyte/s.电源分布式控制站电源（dpu）应保证控制单元，模件，驱动器件冗余供电，且能向hmi 发送诊断信息和故障报警，整个dp

7、u应有自保护功能，不应因局部故障造成整个dpu系统故障。hmi应能接受外部电源供电，且冗余供电，并配备ups，以保证外部电源失效后15分钟的供电。控制处理器控制处理器cp，模拟量扫描周期应为250ms，快速处理回路为125ms，慢周期为500ms-750ms;数字量扫描周期应为100ms，汽轮机保护应不大于50ms，执行汽轮机超速限制和超速保护扫描周期不大于20ms.在最大负荷运行时，符合率应不超过60%。使用存储器应保证无电的情况下至少三个月的组态数据不丢失，使用后备电池应保证更换电池时数据不丢。电源故障应属系统可恢复性故障，一旦重新受电，cp应能自动恢复正常无需运行人员任何干预。应能在线修

8、改pid、延时、脉冲宽度时间、允许调整的量程和状态等可调整参数，具有在线强制的功能，应能全部实现。过程输入输出应具备信号处理、自诊断、i/o模件采集速度要求（一般数字10次/秒，模拟4次/秒）、长期运行零漂和增益稳定性要求、抗冲击电压要求、过负荷要求、各通道及电源应相互隔离要求、精准度要求（ai 0.1%-0.2%，ao 0.25%，）、i/o  模件應能在线插拔、自动识别、自动恢复、自动下载组态。人机接口应采用优质计算机或个人计算机，硬盘要至少保存30天以上的数据，最好能扩展到存贮90天的数据，宜采用开放标注的操作系统，宜采用实时数据库管理电厂工艺过程中的实时数据。单台服务器运行时

9、，平均符合率不应超过40%。各服务器应是主控网络上的独立节点，且各服务器应能相互冗余。任何显示器画面应能在2s的时间内完全显示出来，所有显示数据应能每1秒更新一次，任一画面调用击键次数不超过3次，应涵盖误操作系统拒绝响应的功能。大屏显示器应具备有防止长期显示静止画面损害屏幕的功能，核心部件寿命应达到10万小时以上，连续24小时工作。外围设备操作台台面不反光，空间应充分，颜色柔和，无油漆瑕疵，铁质柜子边缘应无倒刺、挂漆等瑕疵。打印机数量、配置应与工作站匹配，具备打印组态图、数据表等功能。重要保护系统继电器宜采用独立冗余继电器。gps 时钟同步装置应能全厂公用，时间输出误差不应超过1微妙，宜在每隔

10、1-5分钟同步一次，且兼容dcs系统，应具备后备电池，并至少维持gps存储器和接收器一个月的工作时间，并具备故障报警输出功能。机柜和接地机柜的防护等级应符合室内室外的要求，以签订的技术协议为准及国标4208。机柜的油漆颜色应符合技术协议要求，无瑕疵，无色差，润滑。机柜内强弱电端子排应分开，模拟量信号应加屏蔽端子，所有柜体内元器件标识应符合图纸要求。控制电缆、信号电缆的线径应符合要求，盘柜内部元件布局合理。dcs 应不要单独的接地网，各电子机柜应有独立的安全地、屏蔽地和接地铜排，电缆屏蔽层应在机柜侧单独接地。4.结束语由于中国“一带一路”火电项目总包较多，国外项目对dcs 的系统的软硬件、验收标准有相当高的要求，很多项目都要求适用iec标准、ieeee、ela-232/485、ansi标准等。对国内dcs系统集成相关行业带来了更多机遇，给很