TCS3000仪电一体化DCS在卓资电厂的应用

　　TCS3000仪电一体化分散控制系统是在研究国内外10多种DCS技术基础上，汇集了20多年的发电厂DCS工程应用经验，以及逐步摸索出的热控和电气专业的共同特征，针对现代化发电厂DCS的控制分散、监视集中的要求，以及对DCS网络一体化的迫切需求，推出的具有创新特色的新一代仪电一体化DCS产品。
　　
　　TCS3000仪电一体化DCS分别采用热控I/O模块完成对热工量I/O信号的采集，采用电气量模块完成对交流电量信号的采集处理，相对独立的电气保护等设备作为第三方装置与DCS通讯模块进行通讯，或者直接采用组态软件搭置保护功能，实现了热工与电气一体化控制。
　　
　　一、概述
　　
　　华电卓资发电有限公司4×200MW主厂房DCS和脱硫DCS均采用TCS3000。
　　
　　本期工程两台机组设一个集中控制室，全厂公用系统（辅机循环水、燃油泵房、电气公用系统）采用独立的硬件，可分别在4台单元机组DCS上实现监控，但能相互闭锁。
　　
　　机组控制系统采用大范围一体化设计，DCS包括DAS、MCS、SCS、FSSS、ECS、BPS等多功能。
　　
　　循环水泵房和燃油泵房采用远程控制站用光纤接入DCS公用系统，在集中控制室内控制。单元机组的空冷系统也采用远程控制站，用光纤接入#1机DCS，在集中控制室内控制。
　　
　　与其他系统通讯方式采用MODBUS-RTU方式，包括DEH、吹灰、TDM、锅炉汽机远程I/O系统等。
　　
　　二、系统组成结构
　　
　　TCS3000分散控制系统的构成：
　　
　　●系统网络：R-Net实时数据监控网络、I-Net数据管理信息网络、I/O-Bus现场数据采集总线、FCS第三方设备现场总线
　　
　　●DPU（DistributedControlUnit），简称CPU；
　　
　　●OSU（OperatorStationUnit），简称OS；
　　
　　●ESU（EngineerStationUnit），简称ES；
　　
　　●HSU（HistoryStationUnit），简称HS；
　　
　　●RTU（RemoteTerminalUnit），第三方通讯站；
　　
　　●MIS/SIS，信息网络接口
　　
　　本工程配置了5个操作员站、1个历史站、一个工程师站和1个工程师站，2个各带4口的RTU（用于与第三方设备通讯）。
　　
　　三、DCSI/O点数

　　
　　四、系统控制范围和机柜分配
　　
　　DCS原则上按照系统划分。每个系统完成独立功能，子系统间数据传递原则：重要保护条件采用硬接线，普通信号采用点对点通讯，尽量减少不同控制器之间的通讯。
　　
　　单元机组采用11对控制器：锅炉侧5对，汽机侧4对，电气系统1对，空冷系统1对。单元机组共有16个控制柜、6个继电器柜、1个电源柜。
　　
　　公用系统采用4对控制器：循环水泵房1对，公用电气2对，燃油泵房1对。公用系统共有5个控制柜、1个继电器柜和1个系统柜。
　　
　　五、系统的供电
　　
　　系统提供一个电源柜，经过两个塑壳短路器接受两路200VAC/160A电源，一路来自UPS，另一路来自常用保安段。
　　
　　电源柜内装4U高度的19英寸双电源切换箱，可产生独立两路切换后的220VAC/40A电源，电源切换箱有两个数字电源指示，分别显示来自UPS和保安段的电压。切换后的电源经过空气开关分别给HMI站、交换机、GPS、打印机等供电。
　　
　　控制柜装有4U高度的19英寸电源箱，内置两个220VAC/24VDC/1的电源转换模块，分别接受来自电源柜内两路电源（UPS和保安段）。电源箱面板上有10个出线开关，分别给DPU、各层I/O机箱和机会风扇供电。电源模块内置冗余供电的二接管，面板有交流进线开关、数字电压指示和电压微调旋钮。
　　
　　六、TCS3000的应用特色
　　
　　1）热控、电气I/O模块品种齐全，在一条总线上协同工作
　　
　　TCS3000的I/O模块系列齐全，开发了四大类模件：热控模件、电量模件、通讯模件、多功能模件（如：PID模件、温度巡检模件、同期模件、电能表模件、DEH模件），可以把热工和电气测控数据综合在一起，做到真正的仪电一体化无缝连接。
　　
　　本工程配置了一层4U高度19英寸的交流采样机箱，可直接采集CT、PT信号，免除了大量的电流、电压、有功、无功、功率因素、频率等电量变送器。交流模件品种有：4电流＋4电压、8电流、8电压、多功能等，这些模件直接挂在I/O总线上，可由控制器进行组态。
　　
　　2）分布式SOE――技术
　　
　　SOE模块可以放置在任何一个DCS机柜中，采用硬件、软件相结合的对时技术，做到不同DPU内的SOE模块的1ms对时精度。
　　
　　3）DI/DO模块软件数字滤波――技术
　　
　　在常规硬件滤波基础上，结合具有技
　　
　　术的软件数字滤波，保证数字量模块收发信号正确。
　　
　　4）I/O数据处理器――技术
　　
　　I/O数据处理器是DPU与I/O模块的数据交换中间站，与DPU通过高速并行数据总线进行数据交换。I/O数据处理器内部采用大量的冗余技术，包括I/O通信总线的冗余切换以及内部数据的冗余备份。*的故障自诊断技术保证了即使I/O数据处理器的CPU故障，DPU仍然可以有效识别I/O通信网络的状况并进行控制器的冗余切换。
　　
　　5）I/O模块高度可靠，按照电力行业标准生产测试
　　
　　TCS3000的I/O模块是在亚洲*自动化生产线上加工、生产、检测，设计和生产工艺采用与电气保护装置相同的要求，出厂前每块模块按照继电保护标准，严格做EMC、EMI、耐压、精度等各种试验。模块外表采用金属封装，散热好，抗*力强。
　　
　　6）DCS机柜可靠、美观、实用
　　
　　TCS3000所有机柜和机箱均在丹麦进口柔性生产线上加工生产，机柜结构合理、美观、适用；机柜前面板采用高强度玻璃封装，维护人员不需打开柜门，即可看到DPU、I/O模块、电源模块、交换机、GPS等设备的状态灯，系统运行状况一目了然。
　　
　　7）采用*的现代电子电路技术，取消端子板和端子柜
　　
　　I/O模块的信号在物理上遵循就近接入原则，取消常规DCS的I/O模块的端子板和端子柜的设计方式，可减少电子设备间的场地和电缆敷设任务。I/O信号直接接入端子模块，接线简单，查线方便，增强可靠性。
　　
　　8）通讯I/O点可组态
　　
　　本工程使用了两块RTU通讯模件，每个模件有4个RS232/485口和2个以太网口。RTU直接连在R-Net实时数据网上，同时也可作为DPU使用。所有通讯点在RTU内，与普通硬接线点一样，可有系统软件进行组态，不需编程，大大方便工程技术人员，节省了大量编程时间。
　　
　　七、DCS应用效果
　　
　　华电南自天元控制系统科技有限公司于2005年3月与卓资电厂签订DCS合同，设备4月底到达现场，7月DCS授电，#1机组于2005年12月7日顺利通过72＋24小时试运行；#2机组于2006年3月通过168小时试运行。目前正在进行#3机组和脱硫DCS的调试。
　　
　　TCS3000系统投入运行后，稳定、可靠，网络快速；在传统的DCS技术基础上，融入电气测控技术和标准，实现了热工、电气数据采集和监控的一体化；保护投入率、自动投入率均达到，自动调节品质良好；得到运行人员*。