摘要：本文主要介绍NT6000 DCS控制系统在江阴苏龙热电有限公司#3、#4机组及公用系统改造的应用实例。
关键词： 分散控制系统(DCS);NT6000;改造。
一、引言
火力发电是现代社会电力发展的主力军， 江阴苏龙发电有限公司地处江阴市夏港镇，公司安装六台燃煤发电机组，总装机容量121.5万千瓦，年发电量可达80亿千瓦时。二期工程建设两台14万千瓦国产发电机组于2003年投产发电，全厂机组广泛的采用了DCS控制系统，二期#3、4机组制系统采用欧陆公司NETWORK6000系统，上位机采用FIX软件，操作员站系统为WINDOWS NT。
随着技术的发展和控制要求的不断提升，欧陆NETWORK6000在网络结构、操作响应速度、控制器容量等使用维护方面的指标渐渐显得有些落后。最新的NT6000分散控制系统在继承老产品稳定可靠的基础上，可靠和易用性指标有了全面的提升，能适应机组各种运行工况的要求,确保机组安全、高效运行。做到适用性，可靠性，运行性能好和易于维修。
二、项目概况
项目改造对象为二期两台(#3机组、#4机组)14万千瓦机组，该机组主要设备情况如下：
● 锅炉：型号为SG—435/13.7-M768系上海锅炉厂有限公司制造的超高压，单汽包、一次中间再热，自然循环煤粉炉。
● 汽机： N135-13.24/535/535上海汽轮机有限公司;
● 发电机：QFS-140-2，双水内冷汽轮发电机;
DCS改造项目的范围涉及数据采集、处理和监视系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS) 、炉膛安全监控系统(FSSS)、汽机数字调节系统(DEH)、汽机本体保护系统(ETS)以及与其它控制系统的接口功能实现;此外还需实现新系统与原机组SIS系统的连接。
本项目是NT6000 DCS系统在大容量燃煤机组上的典型应用。
三、NT6000控制系统特点
南京科远公司经过十余年的技术积累，引进消化吸收国际先进技术，并结合国内自动化需求，开发出了新一代NT6000分散控制系统，该系统采用高起点的设计标准，吸取了国外众多同类系统的优点, 融合了当今最先进的计算机与通讯技术，以高速、可靠、开放的网络和功能强大的控制器为基础;软、硬件都采用了国际标准或主流工业级产品，易于升级，使用方便、灵活。可解决多变量、非线性、滞后性等复杂对象的控制难题，提供完整的现场总线、虚拟DCS、信息化的解决方案，有效提升工业自动化和信息化水平。
NT6000分散控制系统主要技术特点
1、控制器采用军工级PowerPC芯片，主备控制器同时运算，冗余I/O分支相互隔离;
2、物理隔离的冗余工业以太网络，每个网络设备都具有两个独立网口，双网同时工作，在接受端进行数据过滤，网络的冗余切换时间等于零;完全对等的网络结构，采用基于组播技术的控制器主动发送机制，控制器具有确定的数据服务任务，负荷恒定，操作响应周期小于700ms，运行更可靠;
3、所有组件采用坚固的铝合金封装，符合电磁兼容EMC三级标准;机柜中所有组件均采用标准、模块式结构，取消柜内接线;
4、图纸化组态方式，组态结果直接以SAMA图输出，不需重复绘制逻辑图、SAMA图;
5、丰富的热工自动化专业控制模块，自定义模块功能，为热控工程师提供有力的工具和广阔的舞台。
6、维护方便，所有组态界面均为中文，组态方式所见即所得，报警、报表等功能使用简单可靠;系统可扩展性强。
四、NT6000控制系统配置情况
项目采用NT6000 DCS系统，下位机为KM950控制器，上位机使用Kview软件。单元机组采用两层客户站网络结构，单元机组与公用系统采用三层交换机实现数据访问，同时实现#3机组、#4机组物理间隔离。项目共配置机柜55只，其中本地机柜44只(单元机组36只、DEH 6只、循泵 2只);远程柜7只(发电机IO 2只、定排 2只、循泵 2只、化水 1 只);主机柜4只。配置DPU 31对，操作员站17台(不包含后增补4台)。项目使用KM631A与东大金智电气保护装置、脱硫欧陆T940系统通讯，化水使用KM631A两端主从通讯，通过eNetOPC，使用SyncMB、Agent软件与厂内SIS等通讯。
#3、4机组DCS、DEH系统改造采用合适的冗余配置、组态和诊断至卡件级的自诊断功能, 使其具有高度的可靠性和可控性，系统的监视、报警和自诊断功能应高度集中在LCD上显示，并能在打印机上打印,控制，报警，监视和保护等的基本功能应在功能上和物理上分散，以便一种功能故障而不致引起其它功能的故障，应特别注意保护功能的独立性，以保证电厂人员和设备的安全，要求DCS能适应机组各种运行工况的要求,确保机组安全、高效运行。做到适用性，可靠性，运行性能好和易于维修。
五、改造方案
1、原欧陆系统构造说明
(1)现场#3、4机电子设备分为两个位置布置，分别是主控制室及电子设备间，系统网络分为DCS系统网及DCS控制网，两网络之间采用一组服务器实现数据交换，即服务器读取控制网的监控对象数据后，发布到系统网络中各操作站;同时操作站操作指令数据再通过系统网络发送到服务器后，再经由控制网络作用到监控对象上。
欧陆系统网络配置图
(2)欧陆系统配置
系统配置53对T103控制器，10对T940控制器，22只控制机柜(公用2只)，远程柜7只(循环水2只、化学水1只、发电机2只、定排2只) 。
#3、4机组+公用+SOE：8844点。
(3)人机接口配置
DCS和DEH系统人机接口一共配置包括10套操作站、1套值长站、2套接口站、4套数据存储器、2套工程师站。
2、NT6000系统配置方案
系统改造重新对人机界面、机柜、IO测点、网络等进行配置，方案如下：
(1) 人机界面
取消原来#3、4机组DCS服务器，增加2台数据存储，用于数据的记录分析，及报表软件安装，分别放置在#3、4机组的工程师站台内。所有操作员站都是全功能操作员站，通过软件闭锁的方式分成各个相关的功能区。操作员站具有显示管理功能，可以显示系统总貌，分组显示、回路显示、报警显示、系统状态显示、用户定义的生产流程动态显示、相关参数显示等。同时可进行操作信息、系统状态信息、生产记录信息和统计报表等的打印。值长站具有与操作员站的功能，通过值长站口令确保其只有查询的权限，而不能进行任何修改。
(2)机柜的改造配置方案
本次改造机柜尺寸仍使用原机柜尺寸机柜，为保持原来的电缆长度不变，机柜正面放置3个IO分支，机柜背面不放置IO分支而放置两列端子排，与现有的端子排排列相同，再由柜内接线实现卡件端子到两侧端子排的连接。使用以上方式，现场电缆不需要变动、加长。
(3)DPU及IO点的配置
由于各机柜内测点已经固定，且为适应此次改造对应的信号电缆及范围不变的原则，
本次改造DPU配置(#3、4机组+公用)共计32对，具体分配如下：
● 单台机组锅炉配置7对KM950控制器;
● 单台机组汽机配置6对KM950控制器;
● 单台机组电气配置1对KM950控制器;
● 公用配置4对KM950控制器;
● NT6000 DCS系统I/O测点共配置9136点。
(4)网络的配置
NT6000 DCS系统的控制网络为冗余eNET网，交换机均采用工业级管理型以太网交换机。用于连接分散处理单元DPU、工程师站、操作员站等，完成各站的通讯和数据交换，传输速率100Mbps。任一操作员站和工程师站都有数据处理和存储能力，任一台操作员站和工程师站故障均不影响其他操作站的正常工作。
DCS机柜与循环水的远程机柜由网线连接改为光缆连接，提高系统的可靠性。
NT6000 系统配置图
六、改造效果
七、结束语
通过升级改造成NT6000系统，系统的可靠性提高、维护简单，直接降低DCS的维护成本。该项目自投运以来，NT6000系统的硬件、软件运行状况均良好，各种控制功能完善，自动控制效果良好，较好的使用效果赢得了用户的高度赞扬。
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