电厂之42冗余措施在dcs系统中的应用

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1、冗余措施在DCS系统中的应用刘兆霞(山西漳泽电力股份有限公司河津发电厂)摘要　本文主要讨论了河津电厂一期工程两台机组DCS系统中冗余措施的应用问题，并针对目前的冗余措施进行了归类与分析，对不完善的地方进行了客观评价，以供借鉴。关键词　冗余、网络、应用TheApplicationOfRedundancyInDCS(Author：LiuZhaoXia)【Abstract】：ThearticlediscusstheapplicationofredundancyinDCSsystemofHejinPowerPlant,

2、givesclassifyandanalysisofredundancymeasures,andalsomakesaobjectiveevaluationaboutshort-comings,inordertouseforreference.【Keywords】：redundancynetworkapplication243河津电厂一期工程两台350MW燃煤机组于2000年11月正式投产发电，其控制采用日本三菱公司先进的DCS分散控制系统(DIASYS-UP/V),具有自动化水平高、控制功能齐全等特点。到目前为

3、止，DCS系统运行可靠、稳定，没有发生一起因DCS系统故障而导致停机的现象。它的整体设计思想是以确保安全、经济、可靠、操作简单为基础，并大量采用冗余措施，几年的运行经验也充分证明了这种设计的必要性。概括来讲，DCS系统的冗余措施可归纳为以下六类：⑴DCS机柜等供电电源冗余；⑵控制系统CPU冗余；⑶DAS系统CPU冗余；⑷数据高速公路(以太网)冗余；⑸6台操作员站具有相同的功能可实现冗余；⑹CCS特别重要的变送器及相关的输入模件为双冗余或三冗余。一、DCS系统概述整个DCS控制系统由下列组件组成：协调控制系统(C

4、CS)、汽轮机电液调节系统(DEH)、顺序控制系统(SCS)、燃烧器管理系统(BMS)、小汽轮机电液调节系统(MT-DEH)、数据采集系统(DAS-I/O)、DAS维护站、OPS工作站、EWS工作站、以太网络、DCS打印机等。DCS系统的网络结构示意图如下：243SCS-2SCS-1BMS-2BMS-1AACCS-2CCS-1PQ……OPS-2OPS-1DAS-BDAS-AEWSOPS-3QPDCS系统采用双冗余10/100M快速以太网(P、Q通道)，过程控制站内部的CPU及I/O卡之间采用ARCNET网通讯，

5、ARCNET网与以太网通过网关(GATEWAY)进行数据交换，其网络拓扑结构属于总线型网络，任意过程控制站发生故障，并不影响其它控制站的正常通讯。它的硬件设备分别布置于集控室、电子间及工程师站。一、冗余措施的应用DCS系统中，从网络、模件、上位机到就地变送器等各个部分均不同程度地使用了冗余措施，以实现机组的安全、可靠运行，下面将从以上六个方面对河津电厂DCS系统的冗余措施加以分析与探讨。1、DCS机柜供电电源冗余DCS系统所有机柜的供电均采用两路电源，一路是交流220v电源，一路是由UPS提供的110v直流电源

6、，经过电源模件(DODCC04)转化后输出直流24v供柜内模件及端子排。两路电源在一路出现故障或一路突然断电时，另一路电源将继续供电，并不影响模件的正常工作，而且一路电源发生故障时，报警卡会及时给出报警信息，提醒维护人员及时处理。实践证明，电源的冗余设计大大提高了DCS系统的可靠性，也同时提高了整个机组的安全性能。另外，DAS维护站的两台计算机系统也采用双冗余供电，不同之处在于交直流电源之间的切换必须通过切换开关手动进行，当所使用的一路电源断电时，计算机系统将失电，造成OPS工作站上的报警信息、事件追忆、SOE

7、等信号无法监视，手动切换到另一路电源再重新启机需要大约十几分钟的时间，对运行工况的判断、操作等造成一定的影响，这一方面将是我们今后需要该进的地方。鉴于OPS工作站目前电源的最新改造，给我们提供了一个很好的思路，原状是#1、#2机6台OPS仅采用一路来自UPS的电源，如果UPS失电，将造成非常严重的后果。改造后，我们把6台OPS分成两组，供电情况如图所示：当#1号UPS失电后，#1机组的OPS5与OPS6可继续供运行人员监视和操作，反之#2号UPS失电后的情形也一样不会影响到运行人员的正常操作。这样很好地实现了O

8、PS供电电源的冗余，也进一步体现现了各台OPS之间实现冗余的必要性。OPS电源改造图示如下：改造前：#1OPS-6#1OPS-1#2OPS-6#2OPS-1#1UPS#2UPS243…………改造后：#1OPS1-4#1OPS5&6#2OPS1&2#2OPS3-6#1UPS#2UPS2、控制系统CPU冗余：在DCS系统各个控制站的安装机架上均安装有两块CPU卡(D0CPU03),扩展机架