西門子T-XP集散控制系統(tǒng)在廣東華臺山電廠的應(yīng)用作者：匿名2008年1月23日193360:55

:頻道關(guān)鍵字：介紹臺山電廠DCS控制系統(tǒng)T-XP的情況以及內(nèi)新技術(shù)的使用情況。通過列舉調(diào)試和運行中出現(xiàn)的問題，為在建和已建成電廠的DCS選型、調(diào)試和維護提供參考。關(guān)鍵詞：dcsiteperm-XP通信新技術(shù)解決方案1臺山電廠概述1.1鍋爐型號：SG-2026/17.5-M905(美CE公司進口)，亞臨界一次中間再熱燃煤控制循環(huán)汽包鍋爐，單爐倒U型敞開式布置，燃造渣煙煤，燃燒器六層煤，采用兩級點火(高能點火點燃輕柴油，輕柴油再點燃煤粉)。汽溫調(diào)節(jié)方式：過熱蒸汽采用二次噴水減溫方式調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度主要采用擺動燃燒器調(diào)節(jié)，再熱器入口管設(shè)置應(yīng)急噴水。1.2汽輪機型號：N600-16.7/537/537(美西屋公司進口)，亞臨界，一次中間再熱，四缸四排氣，高、中壓分缸，雙流低壓缸，單軸沖擊冷凝式汽輪機。汽輪機液壓控制油系統(tǒng)與潤滑油系統(tǒng)分開，小汽輪機和主機共用一套耐火液壓控制油系統(tǒng)。水輪機調(diào)速采用數(shù)字電液控制系統(tǒng)。1.3發(fā)電機型號：QFSN-600-2(美西屋公司進口)，水-氫-氫冷卻方式的汽輪發(fā)電機。1.4廣東華粵電山電廠一期工程2600兆瓦機組集散控制系統(tǒng)(以下簡稱集散控制系統(tǒng))由西門子電站自動化有限公司設(shè)計制造.DCS可以完成數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬控制(MCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、順序控制(SCS)、電氣控制(ECS)等功能，并具有DEH、MEH操作員站和其他控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能(帶數(shù)據(jù)通信接口)。5月，完成了系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試和綜合測試。現(xiàn)場各系統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)試應(yīng)在5月中旬至10月中旬進行。10月21日，機組正式投入運行，各系統(tǒng)開始動態(tài)調(diào)試。12月下旬，系統(tǒng)基本投入運行，所有系統(tǒng)投入使用，工作正常。2西門子DCS-teletermXP介紹臺山電廠600WM機組teleterm-XP集散控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，T-XP系統(tǒng)(1號機組包括公共系統(tǒng))采用一對一容錯的SINECH1FO工廠總線和一對一容錯的SINECH1FO終端總線，通信介質(zhì)為光纖。公共系統(tǒng)和單元1、2通過終端總線上的網(wǎng)橋連接，保證公共系統(tǒng)的設(shè)備可以在單元1和單元2中進行監(jiān)控和操作。

1號機組(含公共系統(tǒng)部分)運行監(jiān)控系統(tǒng)(OM650)有6個操作員站終端(ots)，每個終端配有一個鼠標和一個21英寸CRT平板顯示器，OT1配有一個鍵盤，其中一個操作員站終端使用兩個大屏幕顯示器；有4臺打印機/硬拷貝機，分別連接到操作員站OT1/OT2/OT3/OT4。1.為具有冗余配置的歷史數(shù)據(jù)記錄站提供一個用于歷史數(shù)據(jù)備份的磁光盤驅(qū)動器；兩臺與其連接的網(wǎng)關(guān)計算機(XU)，一臺用于單元1，一臺用于公共系統(tǒng)；西門子T-XP分布式控制系統(tǒng)先有的四對冗余配置的過程處理單元(PU)計算機，其中一對是用于歷史數(shù)據(jù)記錄和過程處理功能的共用系統(tǒng)部分；1個工程師站(ES680)，配有激光打印機和數(shù)字音頻磁帶播放器(dat)，用于數(shù)據(jù)備份；自動控制系統(tǒng)AS有13個控制站(AS620-B)，其中2個控制站為公共系統(tǒng)所用，另外還有一套專用控制站(as620-f)，用于在DCS中實現(xiàn)FSSS功能。其中，控制站柜內(nèi)有16個單柜(公共系統(tǒng)的5、8號控制站和1號控制站內(nèi)安裝有遠程IO站，用于收集、監(jiān)測和控制鍋爐區(qū)的蒸汽、水和煙氣，汽輪機區(qū)的抽汽和循環(huán)水，公共系統(tǒng)的燃料)；繼電器柜10個單柜；端子臺有29個單柜(提供端子臺是因為控制柜內(nèi)纏繞壓接使用專用工具)；配電柜的四個單柜用于集中供電給控制柜、通訊柜和電腦柜、遠程IO柜和操作員站的打印機設(shè)備)；電腦機柜用3個單柜；兩個機柜用于與外部系統(tǒng)通信(一個用于公共系統(tǒng)，一個用于單元1)。3.西門子集散控制系統(tǒng)在臺山電廠應(yīng)用的新技術(shù)。臺山電廠設(shè)計中，輔助外部系統(tǒng)應(yīng)接入集散控制系統(tǒng)進行集中監(jiān)控。當其他控制系統(tǒng)采用的硬件類型與DCS系統(tǒng)不同時，DCS系統(tǒng)與這些控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信采用可靈活配置并提供以太網(wǎng)(TCP/IP)通信接口和Modbus485/RS-485/RS-232通信接口的通信模塊(CM)實現(xiàn)。目前，臺山電廠與DCS集中監(jiān)控相連的輔助系統(tǒng)有：(1)汽機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)采用雙向冗余數(shù)據(jù)通信接口，DCS系統(tǒng)操作員站完成汽機所有的運行和監(jiān)控功能，即通過DEH和DCS共享操作員站(2)與給水泵汽輪機電液控制系統(tǒng)(MEH)(兩套)之間的雙向冗余數(shù)據(jù)通信接口。集散控制系統(tǒng)操作員站完成給水泵汽輪機的所有運行和監(jiān)控功能，即共享操作員站(3)與汽輪機旁路控制系統(tǒng)(BPC)之間采用雙向冗余數(shù)據(jù)通信接口，即共享操作員站(4)與鍋爐吹灰程控系統(tǒng)(PLC)之間采用雙向數(shù)據(jù)通信接口。操作人員通過集散控制系統(tǒng)操作站完成所有吹灰器的全順序控制和局部順序控制啟停操作，并調(diào)整所有吹灰器狀態(tài)顯示器(5)與兩個空氣預(yù)熱器之間的間隙。 #p#分頁標題#e#

置（PLC）之間分別采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口(6)與爐底撈渣機控制裝置（PLC）之間分別采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口，運行人員通過DCS系統(tǒng)的操作員站完成爐底撈渣機順序啟/停操作，以及狀態(tài)顯示(7)與汽機安全監(jiān)視儀表（TSI）（一套）和給水泵汽輪機安全監(jiān)視儀表（TSI）（二套）本特利3500系統(tǒng)之間分別采用數(shù)據(jù)通訊接口(8)與兩套凝汽器膠球清洗程控系統(tǒng)（PLC）之間分別采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口(9)與鍋爐爐管泄漏監(jiān)測系統(tǒng)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口(10)與電除塵器控制系統(tǒng)之間采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口(11)與凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)（PLC）之間采用雙向數(shù)據(jù)通訊接口，運行人員通過DCS系統(tǒng)的操作員站完成主要設(shè)備操作與主要參數(shù)監(jiān)視(12)與電氣發(fā)電機-干式變壓器組保護系統(tǒng)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口(13)與電氣直流電源系統(tǒng)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口(14)與電氣保安電源系統(tǒng)之間采用數(shù)據(jù)通訊接口(15)與電氣啟-備變保護之間采用數(shù)據(jù)通訊接口西門子公司提供的與外系統(tǒng)通訊接口的通訊模件（CM）是一種基于PC機的架構(gòu)、開放的、可以通過不同的總線協(xié)議實現(xiàn)DCS與外系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，從而達到DCS對使用不同控制硬件的控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控。目前該通訊模件（CM）已經(jīng)發(fā)布了MODBUS和IEC60870協(xié)議版本，其他協(xié)議還包含了TCP/IP、DH 、GeneralElectricGSM、SIMATICH1等協(xié)議。在臺山電廠的DEH/MEH和凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)之間使用的是TCP/IP總線協(xié)議，冗余配置，其他接入DCS的外系統(tǒng)使用的是MODBUS總線協(xié)議。每個通訊模件（CM）提供6個串口基于MODBUS協(xié)議與外系統(tǒng)進行連接。由于MODBUS是際上廣泛使用的通訊協(xié)議，各個自動控制廠家都提供了基于MODBUS協(xié)議的接口，通過西門子公司提供的通訊模件(CM)可以很容易地與其他廠家的控制系統(tǒng)進行連接整合。通訊模件（CM）控制器設(shè)置為RTU傳輸模式，其數(shù)據(jù)傳輸通信使用主-從技術(shù)，即僅一設(shè)備（主設(shè)備）能初始化傳輸（查詢），其它設(shè)備（從設(shè)備）根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。錯誤檢測域的內(nèi)容是通過對消息內(nèi)容進行16位的循環(huán)冗長檢測方法得出的，但是通訊模件（CM）不支持廣播電報方式。通訊模件里的任意一個串口都可以用于單先操作一個MODBUS系統(tǒng)，每個接口界面既可以作為主設(shè)備進行操作也可以作為從設(shè)備進行操作。通訊模件通過MODBUS總線協(xié)議與外系統(tǒng)連接的概貌圖如下在西門子TXP里，通訊模件（CM）可以近似為掛在工廠總線（PlantBus）上的一個控制站（AS620），通過操作和監(jiān)視系統(tǒng)（OM650）對其連接的控制站進行操作和監(jiān)視，通過工程師站（ES680）對通訊模件進行組態(tài)，對于與外系統(tǒng)的接口參數(shù)如傳輸波特率、奇偶校驗位在通訊模件（CM）內(nèi)部進行設(shè)置通訊模件的端口設(shè)置如下：;-------------------------------------------;ModbusMaster;SerialInterface3[ModbusMaster_1]PortAdr=0x3E8Irq=7Baudrate=38400Parity=EvenStopBits=1DataBits=8;Hardwarehandshakeactivenurf黵RS485:RtsCts=1;Angabeinms,wielangeaufeineR點kantwortmax.gewartetwirdTimeout=1000;AnzahlzulaessigeTimeoutsbevorMeldungerzeugtwirdMaxTimeoutCount=3;Angabeinms,inwelchenZeitintervalleinLebenszeichentelegramm;(FC8)zudenangeschlo遝nenSlavesgesendetwird;LoopBackTime=1000;AnzahlderL點keninderModbusadressierung;Dummys=5;TimedelaybetweeneachrequesttelegraminmsDelay=100;ReadCoilStatus(Code1)RCS-Offset=-1;ReadInputStatus(Code2)RIS-Offset=-1;ReadHoldingRegister(Code3)RHR-Offset=-1;ReadInputRegister(Code4)RIR-Offset=-1;ForceSingleCoil(Code5)FSC-Offset=-1;PresetSingleRegister(Code6)PSR-Offset=-1;ForceMultipleCoils(Code15)FMC-Offset=-1;PresetMultipleRegister(Code16)PMR-Offset=-1通訊模件（CM）的數(shù)據(jù)采集、控制組態(tài)在ES680里完成，如同T-XP的邏輯組態(tài)一樣，以功能塊化、參數(shù)化進行組態(tài)，直觀、易懂、快捷，其組態(tài)的畫面如下圖。4 西門子公司的T-XP分散控制系統(tǒng)在臺山電廠的運用是成功的，但是由于臺山電廠是西門子公司T-XP在內(nèi)在產(chǎn)600WM機組上的先次使用，在調(diào)試和運行期間遇到了一些問題，但是通過各方的努力都得到了很好的解決方案，如：(1)電源插座內(nèi)部燒蝕導致電源接觸不良導致過程處理單元（PU）死機，從而影響部分重要過程數(shù)據(jù)無法監(jiān)控達20分鐘，開始由于西門子公司技術(shù)人員判斷為系統(tǒng)故障導致死機，以致由于插座接觸不良的同一個原因造成過程處理單元（PU）死機的現(xiàn)象出現(xiàn)了兩次。更換了有接觸不良的插座并徹底檢查了其他電源插座后至今未出現(xiàn)過電源插座接觸不良導致的計算機死機問題。(2)系統(tǒng)組態(tài)過程中由于西門子公司技術(shù)人運的疏忽導致上下層單元的數(shù)據(jù)不一致。結(jié)果過程處理單元不斷循環(huán)向外系統(tǒng)通訊模件（CM）發(fā)送請求信息，導致網(wǎng)路故障，結(jié)果造成過程處理單元（PU）死機，直接影響操作員站（OT）的監(jiān)控，恢復過程監(jiān)控功能長達25分鐘。對上下層單元數(shù)據(jù)進行重新核對后并進行修改后至今未出現(xiàn)過該現(xiàn)象。(3)鼠標在操作員站的運動軌跡不靈活，由于操作員站是使用的REDHATLINUX操作系統(tǒng)（以往使用SCOUNIX），T-XP操作員站軟件與LINUX操作系統(tǒng)的存在兼容性問題，后來重新設(shè)置T-XP里的鼠標相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)后正常。(4)過程處理單元的Streamsresources（NSTRPAGES）的快速增長導致處理器單元（PU）與網(wǎng)絡(luò)通訊中斷導致其關(guān)機，在未有解決方案前，過程處理單元每20天需要重新切換并啟動一次來終止Streamsresources（NSTRPAGES）的增長。后來由西門子公司通過系統(tǒng)自檢文件的分析是由于UNIX使用的驅(qū)動程序不對，使用了LINUX的驅(qū)動程序而導致這種情況發(fā)生。后來由德西門子公司發(fā)來了UNIX的驅(qū)動補丁并安裝到過程處理單元（PU）上得以解決該問題。(5)操作員站在組態(tài)曲線數(shù)據(jù)時會發(fā)生操作員站（OT）自動重新氣動的現(xiàn)象。分析是由于T-XP系統(tǒng)軟件和操作員站安裝的LINUX操作系統(tǒng)兼容問題，后來由德西門子公司發(fā)來了操作員站的補丁并安裝到OT上得以解決該問題。(6)西門子公司在設(shè)計歷史記錄數(shù)據(jù)時，沒有與電廠熱控人員深入探討，導致在查找事故歷史紀錄時沒有數(shù)據(jù)存檔。后來經(jīng)過熱控人員整理，將未完善的數(shù)據(jù)都根據(jù)西門子T-XP的歷史數(shù)據(jù)記錄的要求增加了時間標簽（TTD），保證了歷史數(shù)據(jù)的全面，方便了故障原因的查找。(7)初期DCS的網(wǎng)路負荷偏高，并且歷史記錄數(shù)據(jù)量增長迅速，分析為數(shù)據(jù)采集時的例外報告設(shè)置不完善，經(jīng)過電廠熱控人員的分析修改，將DCS里的數(shù)據(jù)采集的例外報告進行了完善，修改了T-XP里數(shù)采集據(jù)的參數(shù)DELTA值后，DCS的網(wǎng)路負荷和歷史數(shù)據(jù)量的增長趨于正常設(shè)計值。(8)計算機柜內(nèi)溫度過高，DCS設(shè)計時由于美觀等的原因，將集中擺放計算機（PU/SU/XU）帶小型UPS的計算機柜放置在電子間內(nèi)，并且設(shè)計成帶有封閉柜門（原設(shè)計無柜門），結(jié)果在計算機運行期間發(fā)現(xiàn)計算機溫度過高，即使在空調(diào)正常運行保證電子間溫度在（20～25）℃范圍內(nèi)，計算機柜內(nèi)實際測得的溫度高達到37℃，由于DCS使用的計算機是工業(yè)級PC機，其耐熱性能設(shè)計不是很好，因此目前運行時將計算機柜門的單側(cè)打開用于散熱。(9)西門子公司在設(shè)計時沒有完善系統(tǒng)報警，如控制站單側(cè)電源喪失、網(wǎng)路交換機（OSM）故障、網(wǎng)絡(luò)故障、MFT電源故障等。在機組投運前完善了這些報警。(10)西門子公司配接控制機柜內(nèi)的接線由于是使用專用工具壓接的，會存在毛刺現(xiàn)象，在調(diào)試期間出現(xiàn)了不少信號異常，熱控人員使用放大鏡、絕緣的卡片對壓接部分的接線端子進行一次全面的毛刺清理后基本消除了由于毛刺產(chǎn)生的信號異常現(xiàn)象。(11)在DCS的系統(tǒng)接地和信號屏蔽問題，嚴格按照DCS系統(tǒng)的接地規(guī)程要求做到電氣地網(wǎng)和熱工地網(wǎng)分開，而且也根據(jù)廠家的接地要求施工、對于信號接地問題，原來廠家建議我們使用多點接地，后來在與設(shè)計院的專家、使用同類型DCS電廠的經(jīng)驗和與廠家協(xié)調(diào)后還是使用比較成熟的單點接地方式。總體來講，西門子公司的分散控制系統(tǒng)在臺山電廠的應(yīng)用是成功的，較好地實現(xiàn)了CCS、MCS、SCS、FSSS、DAS等多項功能，采用CRT/大屏幕／鼠標操作方式，取消常規(guī)顯示儀表和手操設(shè)備，而且將機組的輔助系統(tǒng)通過通訊集中進入DCS監(jiān)控，特別是通過西門子公司的先進技術(shù)將DEH/MEH與DCS共享操作員站，提高了機組的自動化程度。 來源：中電站集控運行技術(shù)網(wǎng)#p#分頁標題#e#