深圳西部电厂分散控制系统内部硬接线点

　　随着分散控制系统（DCS）在电力工程设计中应用的不可替代并日益完善，有关DCS的工作内容也成为热控设计的关键，而进行DCS设计时有关分散控制系统内部硬接线点的数量及其应考虑的原则也是拟订DCS工作内容的一个值得重视的重要方面。
　　
　　一、问题的提出及内部硬接线点设置原则
　　
　　在编制分散控制系统（DCS）规范书时，不仅要汇总P&ID图面上的过程I/O测点，同时还要汇总所有外围系统与DCS的接口过程I/O测点。另外还要对规范书中总I/O测点附加一个“不包括DCS内部的硬接线点”的说明，这主要是由于这些点与系统的配置有关，以及硬件与软件发生关联的关系。
　　
　　根据多个工程DCS评标的经验，如果不在招标书中列出DCS内部的硬接线点，大多DCS厂家在其投标文件中则没有包括该部分的配置，给后同的设计工作留下了尾巴（可能发生遗漏）。同时鉴于目前国内电力市场的超常发展，项目多，工期紧，不论是DCS公司的项目，还是设计院的工程主要设计人，为了便于工程设计，达到DCS系统设计的完整和合理性，因而都希望对分散控制系统内部及与外围系统硬接线点进行必要的规范及说明。
　　
　　分散控制系统包括的常规四个子系统为模拟量控制系统（MCS）、炉膛安全监控系统（FSSS）、顺序控制系统（SCS）和数据采集系统（DAS）。其中MCS可包括汽机简化旁路系统，SCS包括电气控制系统（ECS）。深圳西部电厂工程（56号机组）达到了DCS全面一体化，将汽机数字电液控制系统（DEH）、给水泵汽机数字电液控制系统（MEH）、大小汽机的危急跳闸系统（ETS）都纳入了DCS，实现了DCS系统硬件和软件平台的统一，极大地提高了机组的自动化水平。不论DCS覆盖的范围包括上述哪些系统，但对于本文下面所陈述的内容来讲基本都是适用的。
　　
　　对于分散控制系统各功能系统（子系统）的站间硬接线点的设置原则应为那些不允许通过网络获取的点，包括SOE点、站间的联锁保护点以及重要的控制信号。只有搞清楚各子系统完成的功能以及与其它子系统的关系，才能确定哪些点需要设置为硬接线点。一个好的系统配置，不仅可以减少很多网络传输点，而且可以减少子系统间的硬接线点，达到提高系统可靠性的目的。
　　
　　二、与数字采集系统（DAS）连接的硬接线点
　　
　　数据采集系统（DAS）的主要功能包括显示（操作显示、成组显示、棒状图显示、报警显示等）、记录（定期记录、事故追忆记录、事件顺序记录等）、历史资料存储和检索以及性能计算。
　　
　　除了一次输入的信息（模拟量测点值、系统设备状态信号）以及进入到事件顺序记录（SOE）的接点外，对于所有其它中间变量值、其它子系统包括的系统设备状态信号DAS均可以从系统本身网络或者通过不同系统的通讯获取。因而对于DAS子系统而言，SOE信号不能从网络上获取，虽然有些DCS厂商的SOE点可任意布置，但为了真正达到1ms分辨率和电厂集中管理，SOE点基本上还是集中布置或根据分散布置的机炉电子设备间相对集中布置，即锅炉部分SOE点集中布置在锅炉电子设备间的一个DAS站中，汽机部分的SOE点集中布置在汽机电子设备间的一个DAS站中。通过其它功能系统（子系统）硬接线连入SOE的点为其它功能系统（子系统）二次运算的信号和信号源无法提供双重化的接点信号，这些内容主要包括产生主燃料跳闸（MFT）的信号和产生汽机跳闸的信号以及电厂认为需要的产生辅机和辅助设备跳闸的信号。产生MFT的信号从FSSS系统来，主要包括汽包水位高和汽包水位低跳闸信号、总风量低于30%（依工程定）、炉膛压力高跳闸三取二信号、炉膛压力低跳闸三取二信号、火焰丧失、所有燃料丧失、失去一次风机（中速磨）等信号，产生汽机跳闸的信号从ETS系统来，主要包括从汽机轴向位移大、振动大、差胀大等停机信号以及汽机超速信号、三取二或四取二的汽机润滑油压低、汽机EH油压低、凝汽器真空低等停机信号。另外系统中的电源监视点、控制器及网络运转情况的监视也应以硬接线方式接入DAS中，关于上内容的SOE点和本文下述内容将涉及的点详细清单见附表。为了附表的完整性，在该表中亦列出了TSI、ADS等与DCS、DEH、ETS的信号。
　　
　　三、与模拟量控制系统（MCS）连接的硬接线点
　　
　　机组模拟量控制系统（MCS）的功能是将锅炉、汽机、发电机作为一个综合控制对象，并同时向锅炉和汽机并行发出负荷指令，通过调节、控制、联锁保护，确保机组以zui快速度和zui大稳定性满足机组的负荷变化，并保持稳定地运行。MCS到炉膛安全监控系统（FSSS）的硬接线点包括汽包水位高、低停炉信号以及总风量低于30%停炉信号（依工程定）、以及切除各磨煤机（中速磨、钢球磨直吹）或各层给粉机（钢球磨中贮）信号。MCS到顺序控制系统（SCS）的硬接线点包括汽包水位高高和低联锁汽包事故放水电动门的信号以及10%、20%等负荷信号（控制疏水门的启闭，也有工程从DEH系统取负荷信号）。MCS与汽机数字电液控制系统（DEH）之间硬接线点一般有：远方遥控设定1、2（冗余），RUNBACK1、2、3、MCS遥控投入，遥控允许，负荷参考，频差等。MCS与给水泵汽机数字电液控制系统机组（MEH）之间硬接线点一般有：远方遥控设定转速指令、MCS遥控投入、遥控允许（大约MEH控制转速到3000rpm）、转速设定值。为了说明与MCS接口信号的完整性，在本文的附表中列明了MCS与自动调度系统（ADS）的信号接口。
　　
　　四、与炉膛安全监控系统（FSSS）连接的硬接线点
　　
　　炉膛安全监控系统（FSSS）的功能是燃烧器控制和燃料安全控制。燃烧器控制具体包括：对油（气）枪和煤燃烧器的安全点火、投运和切除的连续监视；使运行人员能按分阶段顺序控制方式启动燃烧器（例如：先启动炉膛吹扫程序，然后进行油系统的泄漏试验，再启动油枪点火程序）；燃烧器火焰监视；在吹扫、燃烧器点火和带负荷运行期间，控制风箱挡板位置，以满足合适的二次风分配；以及提供火焰检测冷却风机的控制功能。除上述MCS到FSSS和FSSS到SOE的硬接线接口，FSSS还应有到主燃料跳闸MFT硬控制回路的输出。由于锅炉保护设计在工程设计中的极为重要性，深圳西部电厂工程MFT按照220VAC和220VDC两个硬回路设计，采取任一回励磁跳闸的原则，MFT出口到每个硬回路设计，采取任一回路励磁跳闸的原则，MFT出口到每个硬回路按6个接点作三取二处理。MFT动作后应切断所有进入炉膛的燃料和产生其它的联动，硬MFT接点形式（常开、常闭）和数目应满足工程需要。包括切断燃油系统设备和制粉系统设备、一次风机、电除尘器、吹灰系统，以及到ETS系统和锅炉减温水总门、高压旁路系统的控制子系统等。FSSS一般设置3对控制器，根据这3对控制器控制的对象（即配置）情况，它们之间也有硬接线信号传输，如火焰检测信号组合的判断、油（气）、煤燃料组合的判断等信号通过硬接线完成。
　　
　　像六大风机、给水泵的状态信号几个子系统都需要，国内过去设计均采取一一对应设计，哪个系统需要就一对一送到哪个系统。而在深圳西部电厂设计时考虑信号的统一性和达到同一性，将每个辅机的运行、停止状态信号各取三付接点全部送到FSSS进行三取二处理，然后送到需要该信号的其它子系统（MCS、SCS），这样可以保证DCS系统信号的一致性。
　　
　　另外如果把代表“汽机跳闸”的信号组合到FSSS系统（也可以组合到DEH系统中，或者直接从ETS出口取。目前国内电厂实现的方法不一致），则应从FSSS系统输出足够的接点到其它系统（切断汽机抽汽关闭逆止阀、开启疏水阀、停止给水泵汽机等）。
　　
　　五、与顺序控制系统（SCS）连接的硬接线点
　　
　　顺序控制系统（SCS）是对功能组/子功能组设备完成自动顺序控制，目的是为了在机组启、停时减少或取消操作人员的常规操作和缩短机组的启停时间。由于汽动给水泵在SCS中监视和控制，汽动给水泵受其驱动汽机拖动，给水泵汽机又在MEH中控制，因而应将两者的控制协调起来。汽动给水泵的允许启动信号和保护信号就应通过硬接线从SCS传到MEH。SCS还要接收DEH的103%超速信号和电气发电机甩负荷的信号对汽机抽汽逆止门进行控制。SCS还送出发电机断水保护信号到电气保护回路（也有从DEH送出的）。
　　
　　另外为了完整说明与DEH与ETS的接口信号，附表中列入了汽机监视仪表（TSI）送到DEH和ETS系统的信号。而DEH接收的其它信号可参见其它有关文章。
　　
　　六、结束语
　　
　　以上仅对分散控制系统内部及与外围系统硬接线点进行了一个粗略的说明，在具体工程设计时应根据DCS系统包括的范围、DCS系统结构、DCS子系统配置、DCS厂家的习惯做法以及不同的主机型式和机组容量等方面审查来自DCS公司提出的内部硬接线点。