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OVATIONDCS系统检修工艺规程
第一节DCS系统结构和配置
DEH随汽机厂成套供货,采用与DCS相同硬件,DEH的工作站和控制器作为DCS网络结构中的节点,实现了DCS一体化的结构,。
模拟量控制系统(MCS)能够满足机组启停、定/滑压运行和RUNBACK工况的要求,保证机组在不投油稳燃负荷至100%MCR负荷范围内,控制运行参数不超过允许值。
协调控制包括协调控制方式,炉跟踪方式,机跟踪方式,手动控制方式等。
炉膛安全监控系统(FSSS)能够在锅炉正常工作和启动等各种运行方式下,连续地监视燃烧系统的参数和状态,并在出现危及锅炉安全运行的工况时,快速切断所有进入炉膛的燃料,以保证锅炉安全,避免事故发生或限制事故进一步扩大。
数据采集系统(DAS)能够连续监视机组的各种运行参数,提供完整的报警信息,跳闸事件的顺序记录(SOE)、指定参数的定时制表,趋势记录及事故追忆打印等。
1.0DCS网络配置
通讯设备采用通用的Cisco公司的快速以太网交换机。
1本工程单元机组DCS配置了2对冗余交换机,用于单元机组控制器,操作员站,工程师站等的通讯。
2对于公用系统,配置了1对独立的冗余核心交换机作为控制器之间及与网络其他节点的通讯。
公用系统与各机组的子系统之间采用标准的TCP/IP网络通讯。
1.1单元机组网络配置
单元机组网络为单层网。
1.1.1网络为双100Mb冗余、容错快速以太网。
冗余是指2个网同时工作,互为热备用。
容错是指网中任何站点的线路发生故障或任意站点故障时,不影响系统的正常工作。
1.2网络参数
网络结构层次:
单层
网络结构形式:
交换式以太网
通讯介质:
UTP/光缆
通讯协议:
TCP/IP
允许最大节点量:
512个
1.3DCS与电厂其它控制系统的通讯接口
1.3.1DCS与电厂其它生产控制系统的通讯接口
DCS具备与其他供货商的控制系统通讯的能力,系统的通讯接口支持RS232C,RS485/422和以太网方式连接,支持TCP/IP、MODBUS/MODBUSPLUS通讯协议。
所有通讯接口内置于分散处理单元,或作为一个独立的多功能网关挂在数据高速公路上。
通讯接口为冗余配置(包括冗余通讯接口模件),冗余的通讯接口在任何时候都同时工作,其中的任一通讯接口故障不对过程监控造成影响。
1.3.2DCS与SIS的通讯接口
DCS通过专用的OPC接口站、DMZ交换机和路由器三重隔离向SIS传送数据,为每台机组配置一台专用的数据采集接口计算机,该接口计算机提供的服务能够让SIS系统通过该计算机访问DCS数据。
SIS系统向数据采集接口计算机请求获得数据,数据采集接口计算机接到SIS系统的请求后从DCS系统取得数据并发送给SIS系统。
DCS与全厂SIS系统接口包含软件和硬件防火墙,防止SIS系统上的终端对DCS系统进行任何操作和修改,以及计算机病毒的侵害。
1.4GPS时钟同步系统:
本工程DCS供货商提供一套完整的全厂GPS时钟同步系统,主时钟分别向下列系统发送标准时钟信号,使全厂各个系统的时钟同步、定时校准。
a.发变组保护装置IRIGB(直流+、-)5点
b.快切装置PPM空接点2点
c.发变组录波装置PPM空接点1点
d.启备变RIGB(直流+、-)2点
e.DCSNTP网络时钟协议RJ-45接口对时1点
f.辅助车间控制网络RS485方式1点
g.SISNTP网络时钟协议RJ-45接口对时1点(暂定)
h.备用各类对时接口分别预留3点
DCS系统上建立有‘数字主时钟’装置,使挂在DCS上的各个控制站时钟同步、定时校准。
装置本身与全厂GPS主时钟同步并能实现自动校正。
“数字主时钟”与GPS的时钟同步,也可以在工程师站通过键盘设定。
2.0控制系统配置
2.1配置原则
DCS系统控制器按DCS功能并兼顾系统划分配置,并保证各控制器负荷基本均衡。
实行硬件物理分散布置,信息集中管理的设计原则。
所有处理器模件均冗余配置,一旦某个工作的处理器模件发生故障,系统应能自动地以无扰方式,快速切换至与其冗余的处理器模件,并在操作员站报警。
冗余配置的处理器模件与系统有并行的接口,即均能接受系统对它们进行的组态和组态修改。
处于后备状态的处理器模件能不断更新自身获得的信息,并与工作模件保持数据同步。
不设单独DAS控制器,DAS点分配在MCS控制器中。
控制器功能具体分配为:
●B-MCS/DAS—1对
●B-SCS—2对
●FSSS—3对
●T-MCS/DAS—1对
●T-SCS—2对
●等离子点火、除渣、智能前端—1对
●ECS—2对
●DEH—2对(汽机厂供货)
●空冷ACC—2对
●公用系统—2对(采暖加热站,空压机,辅机冷却水泵,电气公用)
总计:
单元机组16对,公用系统2对。
每对控制器的控制范围划分为:
控制器
控制功能
DROP1
锅炉SCS风烟系统A侧、锅炉杂项
DROP2
锅炉SCS风烟系统B侧、锅炉杂项
DROP3
锅炉MCS
DROP4
FSSS给煤机A1、A2,磨煤机A,AB层油,A层、B层、AB层火检、密封风机,火检风机、炉前油
DROP5
FSSS给煤机B1、B2,磨煤机B,CD层油,C层、D层、CD层火检
DROP6
FSSS给煤机C1、C2,磨煤机C,EF层油,E层、F层、EF层火检
DROP7
汽机MCS
DROP8
汽机SCS,电泵A
DROP9
汽机SCS,电泵B,电泵C
DROP10
除渣、等离子
DROP11
电气发变组、主变
DROP12
电气厂用电
DROP13
空冷列1、列2、列3、列4、真空泵A、真空泵B
DROP14
空冷列5、列6、真空泵C
DROP41
DEH
DROP42
DEH
公用部分:
DROP15
公用电气、采暖加热站、#1和#2辅机冷却水泵、A和C空压机
DROP16
公用电气、#3和#4辅机冷却水泵、B、D和E空压机
以上系统中辅机冷却水泵房系统采用远程IO站的方式,空冷系统控制器布置在空冷配电间内。
控制器技术指标:
A、控制器主频:
Pentium400MHz.
B、控制器内存:
128MB
C、控制器闪存:
64MB
D、控制快速控制内存:
3MB
E、单控制器源点容量:
16000点
F、控制器分区:
5个
G、每个控制区速率:
10ms~30s可调。
H、冗余控制器切换时间:
小于4ms
I、冗余控制器切换方式:
控制器背板直接切换。
J、冗余控制器状态看门狗监视
K、每100ms解算1000页逻辑图,每页包含7X11个逻辑运算
3.0I/O卡件配置及IO点数
3.1I/O卡件类型:
●DI卡件—数字量输入卡件,16通道
●DO卡件—数字量输出卡件,FormC,16通道,每个DO输出信号采用继电器输出,继电器位于控制柜或扩展柜内,均采用美国进口产品。
●DO卡件—数字量输出卡件,FormX,12通道,每个DO输出信号采用继电器输出,继电器位于卡件上,均采用美国进口产品。
●AI卡件—模拟量输入卡件4~20mA,8通道。
●AI卡件—模拟量输入卡件TC,8通道。
●AI卡件—模拟量输入卡件RTD,8通道。
●AO卡件—模拟量输出卡件,4通道,每一个模拟量输出点对应一个单独的D/A转换器。
●PI卡件—2通道,脉冲量输入卡件。
●快速采集卡件(SOE)-用于SOE点的采集。
●外接口卡LC卡-用于DCS与其它控制系统的通讯。
3.2DCSI/O点数配置(不含DEH)
根据DCS技术协议,单元机组DCS的I/O点数按照7169点配置,公用系统按照660点配置,此点数不包括15%的备用点、不包括DCS内部的硬接线联系点。
由于DCS招标阶段过程中空冷系统、锅炉吹灰系统及大部分主辅机资料未完全到位,最终的施工图实际点数有所减少,最终实际使用点数约为:
系统
锅炉
汽机
空冷
电气
公用系统
其中远程智能前端
其中SOE
I/O点数
3096
1747
498
725
714
371
283(单元)、43(公用)
单元机组合计
6066
714
4.0机柜配置
DCS机柜按系统配置,包括控制柜、扩展柜和继电器柜,控制柜内安装控制器DPU和各类卡件,扩展端子柜内安装端子接线板及继电器板。
单元机组机柜的具体分配为:
●锅炉SCS:
控制柜—2面,扩展柜—4面
●锅炉MCS/DAS:
控制柜—1面,扩展柜—3面
●FSSS:
控制柜—3面,扩展柜—3面
●汽机MCS/DAS:
控制柜—1面,扩展柜—3面
●汽机SCS:
控制柜—2面,扩展柜—2面
●除渣、等离子:
控制柜—1面,扩展柜—1面
●ECS:
控制柜—2面,扩展柜—2面
●空冷系统:
控制柜—2面,扩展柜—1面,
●DEH:
控制柜—2面,继电器柜—1面(汽机厂供货)
●MFT,跳闸继电器机柜—1面
●单元机组电源柜—1面
●单元机组交换机柜—1面
公用系统机柜的具体分配为:
●公用部分:
控制柜—2面,扩展柜—1面,辅机冷却水泵房远程I/O柜:
2面
●公用系统电源柜:
1面
●公用系统交换机柜:
1面
以上合计:
单元机组机柜39面(汽机厂供DEH柜3面)
公用系统机柜7面(其中远程柜2面)
机柜布置:
空冷部分机柜3面布置在空冷配电室电子间,辅机冷却水泵房远程I/O柜布置在辅机冷却水泵房配电室,其余单元机组36面+公用部分5面机柜均布置在主厂房集控楼电子设备间。
5.0远程数据采集系统配置
对于相对集中的温度测点采用远程数据采集系统,以节省电缆。
远程数据采集系统采取前端方式,环境温度-21~70℃,防护等级为IP56。
远程数据采集系统与DCS冗余通讯连接,通讯介质为屏蔽双绞线。
远程数据采集系统采用无锡贝尔自动化仪器仪表有限公司的IDAS产品,均由上海西屋公司成套供货。
所有智能前端单个测点数为20点,具体型号为无锡贝尔IDAS-2102。
单元机组就地实际安装智能前端共计23个,其中锅炉部分13个,发电机部分10个,前端的供电统一由DCS电源柜提供。
6.0人机接口配置
人机接口站主要用于过程监视,操作记录等,每台机组包括:
6.1操作员站:
5套(其中1套随DEH供货),每套1台韩国三星21"LCD彩色显示器,1台DELL620主机。
CPUPentiumⅣ
字长32位
内存512M
硬盘40G
6.2工程师站:
2套(其中1套随DEH供货),每套1台韩国三星21"LCD彩色显示器,1台DELL830主机。
CPUPentiumⅣ
字长32位
内存2X512M
硬盘4X36G
6.3历史数据站:
1套,1台韩国三星21"LCD彩色显示器,1台DELL830主机。
CPUPentiumⅣ
字长32位
内存2X512M
硬盘8X36G
6.4OPC接口站:
1套,1台韩国三星21"LCD彩色显示器,1台DELL620主机。
CPUPentiumⅣ
字长32位
内存512M
硬盘40G
6.5打印机:
美国HPA4彩色激光打印机HP4700—1台
富士通黑白静音宽行报警打印机DPK3600EAlarmPrinter—2台
随DEH供货打印机—1台
7.6大屏幕:
美国Christie大屏幕84“,每台机组两套。
7.0电源配置及接地
7.1本工程配置3个单元机组电源分配柜和1个公用系统电源柜布置于电子设备间,用于分配用户提供的两路交流电源220VAC。
通过其内部的分配,向DCS的设备供电,其中每个过程控制单元DPU接受电源分配柜来的两路交流电源,一路UPS、一路保安段电源,其内部的模件化电源以冗余的方式为柜内的所有模件及相应的现场变送器供电。
网络柜、人机接口操作员站、工程师站及相关辅助设备的供电则采用快速自动电源切换装置APC实现两路电源的冗余切换,任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。
7.2公用系统电源柜分别接受#1和#2机组电源柜的UPS电源,供#1机组网络柜、#1机组工程师站、#1历史站、OPC工作站、公用网络柜、公用系统机柜及网控大屏幕的电源。
7.3空冷系统控制柜从DCS直接供电,辅机冷却水泵房的远程I/O从电气就地MCC供电DCS配有UPS装置。
7.4OVATION系统的接地要求:
OVATION系统的机柜已配有机柜地和电源地接地铜排,机柜地和电源地在控制机柜内相连,由机柜地与现场制作的接地箱相连,最终以单点接地方式接入用户提供的接地网,接地电阻要求小于1Ω。
对于远程I/O,可采取就近接地原则,即只需在电厂现有的接地网中设一个独立的接地电极即可。
详见F433S-K0308分册。
8.0DCS系统主要硬件清单(单元机组+公用)(不包括DEH部分):
序号
设备名称
型式规范
单位
数量
制造厂及产地
备注
1.单元机组监视控制级网络
1.1
操作员站显示器/鼠标/键盘
21“LCD
套
4
韩国三星
1.2
操作员站用主机
DELL620
台
4
美国DELL
1.3
工程师站显示器/鼠标/键盘
21“LCD
套
1
韩国三星
1.4
工程师站用主机
PowerEdge830
套
1
美国DELL
1.5
历史站LCD/鼠标/键盘
21“LCD
套
1
韩国三星
1.6
历史站用主机
PowerEdge830
套
1
美国DELL
1.7
OPC服务器LCD/鼠标/键盘
21“LCD
套
1
韩国三星
1.8
OPC服务器
DELL620
套
1
美国DELL
1.9
打印机:
彩色激光打印机
HP4700
台
1
美国HP
报警打印机
DPK3600E
台
2
日本富士通
1.10
事故按钮
EAO
只
14
瑞士EAO
2.单元机组过程控制级网络
2.1
模拟量输入卡件(AI):
4~20mADC
1C31224G011C31227G01
块
122
美国西屋
8点/块
热电阻RTD
5X00119G015X00121G01
块
57
美国西屋
8点/块
热电偶TC
5X00070G041C31116G04
块
39
美国西屋
8点/块
2.2
模拟量输出卡件(AO)4~20mA
1C31129G041C31132G01
块
59
美国西屋
4点/块
2.3
数字量输入卡件(DI)
1C31234G011C31238H01
块
222
美国西屋
16点/块
2.4
继电器输出卡件FormC
5A26457G01
块
92
美国西屋
16点/块
2.5
继电器输出卡件FormX
5A26458G02
块
43
美国西屋
12点/块
2.6
脉冲量输入卡件(PI)
1C31147G011C31150G01
块
9
美国西屋
2点/块
2.7
快速采集卡件(SOE)
1C31233G041C31238H01
块
24
美国西屋
16点/块
2.8
数据链接卡(LC)
1C31166G011C31169G02
块
2
美国西屋
2.9
控制器
5X00247G01
对
14
美国西屋
2.10
24VDC电源
1X00024H01
块
36
美国西屋
2.11
电源分配柜
2200x600x600
面
1
上海西屋
2.12
控制机柜
2200x600x600
面
14
上海西屋
2.13
I/O扩展柜
2200x600x600
面
19
上海西屋
2.14
MFT跳闸继电器柜
N/A
套
1
上海西屋
2.15
智能采集前端装置
无锡贝尔
23个前端,每个前端20点
套
1
3.公用系统控制级网络
3.1
模拟量输入卡件(AI):
4~20mADC
1C31224G011C31227G01
块
13
美国西屋
8点/块
热电阻RTD
5X00119G015X00121G01
块
1
美国西屋
8点/块
热电偶TC
5X00070G041C31116G04
块
0
美国西屋
8点/块
3.2
模拟量输出卡件(AO)4~20mA
1C31129G041C31132G01
块
7
美国西屋
4点/块
3.3
数字量输入卡件(DI)
1C31234G011C31238H01
块
25
美国西屋
16点/块
3.4
继电器输出卡件FormC
5A26457G01
块
5
美国西屋
16点/块
3.5
继电器输出卡件FormX
5A26458G02
块
8
美国西屋
12点/块
3.6
脉冲量输入卡件(PI)
1C31147G011C31150G01
块
5
美国西屋
2点/块
3.7
快速采集卡件(SOE)
1C31233G041C31238H01
块
7
美国西屋
16点/块
3.8
数据链接卡(LC)
1C31166G011C31169G02
块
0
美国西屋
3.9
远程I/O节点(TND)
5D94804G06
个
1
美国西屋
3.10
控制器
5X00247G01
对
2
美国西屋
3.11
24VDC电源
1X00024H01
块
8
美国西屋
3.12
电源分配柜
2200x600x600
面
1
上海西屋
3.13
控制机柜
2200x600x600
面
2
上海西屋
3.14
I/O扩展柜
2200x600x600
面
1
上海西屋
3.15
远程I/O柜
2200x600x600
面
1
上海西屋
3.16
操作员台
760X800X1000(H*W*D)(mm)
套
20
上海西屋
3.17
工程师站工作台
760X800X1000(H*W*D)(mm)
台
14
上海西屋
3.18
值长站桌
4800x1100mm
台
1
上海西屋
3.19
打印机台
750X800X650(mm)
台
15
上海西屋
3.20
椅子
N/A
把
35
上海西屋
3.21
UPS电源
1KVA@0.5h
台
1
美国APC
3.22
GPS
OVATION标配
台
1
上海西屋
4.单元机组网络通讯系统
4.1
网络互联设备(网关、网桥等)
按型式分列
Cisco交换机
CISCO2950
台
2
美国西屋
IP交换机
CISCO2950
台
1
美国西屋
4.2
多模光纤
200m/根
根
4
美国西屋
满足实用量
4.3
光电转换器
OVATION标配
个
8
美国西屋
4.4
同轴电缆
米
美国西屋
满足实用量
4.5
屏蔽双绞线
米
美国西屋
满足实用量
4.6
系统内预制电缆
米
美国西屋
满足实用量
4.7
系统内信号、供电电缆
米
美国西屋
满足实用量
4.8
交换机机柜
2200x600x600
面
1
上海西屋
5.公用系统网络通讯系统
5.1
网络互联设备(网关、网桥等)
台
按型式分列
Cisco普通交换机
CISCO2950
台
2
美国西屋
Cisco核心交换机
CISCO3550
台
2
美国西屋
Cisco路由器
CISCO2621
台
1
美国西屋
DMZ交换机
CISCO2950
台
1
美国西屋
5.2
多模光纤
500m/根
根
2
美国西屋
满足实用量
5.3
同轴电缆
米
美国西屋
满足实用量
5.4
屏蔽双绞线
米
美国西屋
满足实用量
5.5
系统内预制电缆
米
美国西屋
满足实用量
5.6
系统内信号、供电电缆
米
美国西屋
满足实用量
5.7
大屏幕装置
Christie
美国
84英寸DLP投影显示单元
RPMSP-100U
套
8
美国
含灯泡
图像拼接网络控制器
SPC624PH
台
4
中国
屏幕
DNP-100
张
8
丹麦
RGB信号分配器一拖二
ExtronRGB109
台
8
美国
专用电缆
75-3
套
8
美国
机架及反射系统
FL-84
套
8
国产
5.8
大屏幕装配盘
8x84"
套
1
上海西屋
5.9
交换机机柜
2200x600x600
面
2
上海西屋
6.单元机组软件
6.1
操作员站软件
用户接口
套
4
美国西屋
6.2
工程师站软件
PowerTool
套
1
美国西屋
6.3
历史站软件
历史/报表
套
1
美国西屋
6.4
OPC软件
OPC
套
1
美国西屋
6.5
优化控制软件包
GPA
套
1
美国西屋
6.6
控制器软件
Vx-WorksRTOS
套
28
美国西屋
1套/每个控制器
7.公用系统软件
7.1
控制器软件
Vx-WorksRTOS
套
4
美国西屋
1套/每个控制器
8.其它设备
8.1
资料
OVATION
套
10
上海西屋
第二节OVATION概述
第三节OVATION软件部分
第四节DCS系统检修项目及要求
1.停运前的检查
1.1对DCS的状况进行仔细检查,并做好异常(如I/O测点的坏点、强制点等)记录,以便有针对性的进行检修。
1.2DCS停运检修前应做好软件和数据的完全备份工作。
1.3检查DCS各机柜供电电压及机柜内各类直流电源电压、各类打印记录、各模件状态指示和出错信息、各操作员站的运行状况、通讯网络的运行状况等。
1.4测量集控室的温
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