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一 引言
DCS系統經過30年的發展，在火電廠的應用已經非常廣泛，可以監控大型火電機組的工藝全過程，并已經滲透到火電廠控制系統的水、煤、灰等各個領域。2005年8月17日，北京和利時系統工程股份有限公司在湖南創元2X300MW火電機組DCS招標中中標1，2#機組及公用系統控制項目。2006年11月11日，北京和利時系統工程股份有限公司在湖南創元2X300MW火電機組DCS招標中中標輔網控制系統(水網、煤網、灰網)項目。#1機組計劃將于2007年底前投運，這將是國產化DCS控制系統在大型火電發電機組實現全廠一體化控制重要事件。
二 項目概述
1．主機組
鍋爐：鍋爐為上海鍋爐廠有限公司的SG1025/17.44－M859型亞臨界參數、自然循環汽包爐，單爐膛、一次中間再熱、半露天布置、全鋼構架、四角切圓燃燒、平衡通風、固態排渣燃煤鍋爐。
汽輪機：汽輪機為上海汽輪機有限公司的N300-16.7/537/537型，亞臨界參數、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽凝汽式機組。汽溫調節方式：過熱汽采用二級噴水減溫加備用噴水減溫的方式，再熱汽采用尾部煙氣擋板調溫并輔以事故噴水。
發電機：發電機為上海電機廠有限公司的QFSN-300-2型自并勵勵磁系統,水-氫-氫冷卻方式
主要熱力系統特點：熱力系統采用單元制，給水系統采用2臺50％容量的汽動給水泵，1臺50%容量的電動給水泵。正常投運2臺汽動給水泵，電動給水泵作為啟動及汽泵事故備用。汽機回熱抽汽系統設置8級，作為三臺高加，一臺除氧器，四臺低加的汽源。制粉系統采用鋼球磨中儲式熱風送粉系統，每臺鍋爐配磨煤機4臺，給煤機4臺。煙風系統采用平衡通風方式，空予器采用三分倉回轉式預熱器，設2臺動葉可調軸流式送風機，2臺動葉可調軸流式吸風機，2臺一次風機。鍋爐為四角切圓燃燒，點火方式為高能點火，每個油燃燒器配有一個點火器。設置簡易高低壓旁路系統，系統容量約為鍋爐最大連續出力的15％左右，采用遠方手動操作方式。
熱控系統采用和利時公司的第四代DCS產品HOLLiAS-MACS系統
2． 輔網： 輔助車間全部采用DCS分散控制方式，實現全顯示器/鍵盤監控，不設后備常規監控設備；輔助車間根據各車間地理位置和系統的相關性構成水、煤、灰三個控制網絡，并通過以太網連接成集中控制網，在集中控制室可對輔助車間實現監控。
水網：化學補充水車間，取樣加藥車間，凈化站車間，化學廢水車間
煤網：輸煤綜合樓，煤倉間，含煤廢水車間
灰網：除灰綜合樓，燃油泵房，灰庫設備間，除灰水泵房
脫硫：預留…
三 工程的系統設計
1．系統結構設計
1）項目規模: 2X300MW機組機、爐、電及公用系統+輔網（水、煤、灰）
（1）主機組 ：主要設計控制分站：爐側10個控制站共計3200點左右，機側8個站共計2500點左右，單元機組電氣2個站，共計770點。公用系統電氣、空調、壓縮空氣等共計1270點。主要完成的功能：數據采集系統（DAS）、模擬量控制系統（MCS）、爐膛安全監控系統（FSSS）、順序控制系統（SCS）、旁路控制系統（BPC）及電氣控制系統（ECS），協調控制（CCS）等。
（2） 輔網控制系統：兩臺計算機，用來監控監控水網，煤網，灰網，脫硫等。
（3） 水網控制系統：水網項目共5個站，分布在不同的就地設備間，與控制站之間使用光纖連接。包括化學補水系統，化學廢水系統，取樣加藥控制系統，凈化站控制系統，脫硫廢水系統5個小子系統
（4）煤網控制系統：煤網項目共3個站，分布在不同的就地設備間，與控制站之間使用光纖連接。包括疏煤綜合樓，煤倉間，含煤廢水
（5）灰網控制系統：煤網項目共4個站，分布在不同的就地設備間，與控制站之間使用光纖連接。包括除灰綜合樓，燃油泵房，灰庫設備間，除灰水泵房4個子系統。
（6）脫硫控制系統：規劃中…
3）硬件結構 操作員站 + 服務器（冗余）+ 主控FM803（冗余）+ 新型SM系列采控模件
2． 網絡結構設計
1）主機組系統網絡圖
3）煤網系統網絡圖
5）水網系統網絡圖
6）脫硫系統網絡圖
規劃中…
3． 工程數據庫設計
工程分類設計：
主機組
公用系統 CYGY 1號組 0號域
1#機組 CY1 1號組 1號域
2號機組 CY2 1號組 2號域
輔網系統 在以下每個工程里增加2個計算機操作站
補水泵房 CYBS 2號組 0號域
水網 CYSW 2號組 1號域
煤網 CYMWXT 2號組 2號域
灰網 CYHWXT 2號組 3號域
脫硫 CYTLXT 3號組 4號域
4． 系統對時結構設計
DCS系統的對時結構直接決定了系統SOE信號的精度，該設計方案能夠解決由于SOE信號從屬于不同的控制器而帶來精度誤差偏大的問題。精確的對時系統配置框圖和原理框圖如下：
系統校時流程：
1、 GPS天線收到時間信號。
2、 從串口上發到FM197校時集線器中。
3、 FM197校時集線器發到系統時間服務器中。
4、 時間服務器定時或在本機時間改變時在網內廣播校時包。
5、 設置同時間服務器同步的客戶機收到校時包后改變本機系統時間。
6、 客戶機開始運行系統時向時間服務器請求校時。
系統校時特點：
1、 控制系統校時收發以網絡傳遞為主
2、 SOE關鍵快速時鐘校對以硬接線發妙脈沖為主，保證站間SOE時鐘誤差≤1ms
3、 采用校時集線器接受GPS時鐘信號，給DCS時鐘服務器、SIS系統及其他設備同時進行校時
4、 網絡校時時鐘服務器唯一設置
5． 系統的配電及接地
單元機組和公用系統各自分別含有一套配電柜，為每個機柜和其它用電設備供電。配電柜接受兩路來UPS1電源和UPS2電源，包含為每路用電設備提供獨立保險開關，配有專用的交流冗余切換裝置，采用雙路電源切換。
電源切換裝置核心設備為施耐德快速動作接觸器。采用雙電源切換裝置，第一路UPS1為主，第二路以UPS2為主，保證系統內無論那一路出現欠壓、故障或者接觸器故障時，可以保證DCS工作電源穩定及切換正常。其接觸器切換時間不大于20ms，可以保證負載正常工作。切換后的電源DCS相關設備供電。切換裝置原理及經過切換裝置供電的圖如下面所示：
接地方案是：凡事有光纖隔開的設備組單獨接地，如公用系統、遠程站等，系統接地要求是整體懸空，一點接地，接地點設在DCS機柜側，接地電阻不大于4歐姆，不需要單獨得接地樁，可以接在電廠得接地網上，但接地點半徑5米內不應有其它大電氣設備的接地點。
接地線為銅質多芯線，支線線徑不小于12mm2，主干線徑不小于36mm2。
遠程I/O的供電與接地
由現場附近的熱工電源盤供給，或由布置于控制室里的DCS電源柜供給。為保證遠程I/O柜內各采集模塊的電源穩定，電源經過UPS電源穩壓后供給，該路電源失去時UPS仍可保證遠程I/O能正常工作一段時間。
遠程I/O柜布置于現場，離控制室里的DCS系統接地柜的匯流總排較遠，因此遠程I/O柜的地就近接入現場的地網。遠程I/O的安全地、屏蔽地和邏輯地在柜內一點匯流后作為接地點，該接地點由專用的接地電纜接入現場地網，接地電阻要求不大于4歐姆。
創元電廠2*300MW工程是一個含主機組及輔助控制系統的大型一體化控制的火電機組，輔助控制系統是全廠熱工自動化的重要組成部分，隨著DCS分散控制系統日漸成熟，并已在國內許多大中小型火電廠中得以廣泛應用。無論是硬件系統，軟件設計組態，還是在運行管理上都積累了很多成熟可信的經驗，利用依靠先進的計算機技術，網絡通訊技術合理有效地提高輔助系統的控制水平是提高全廠綜合自動化水平，提高電廠運行經濟性。輔助控制系統與主機組DCS實現一體化控制，能夠優化電廠資源配置、降低備品備件數量、減少維護費用、達到降低產品成本，減人增效，為實現“廠網分開，競價上網”，增強電廠的市場競爭力提供了重要保證。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號