深圳西部電廠分散控制系統內部硬接線點

　　隨著分散控制系統（DCS）在電力工程設計中應用的不可替代并日益完善，有關DCS的工作內容也成為熱控設計的關鍵，而進行DCS設計時有關分散控制系統內部硬接線點的數量及其應考慮的原則也是擬訂DCS工作內容的一個值得重視的重要方面。
　　
　　一、問題的提出及內部硬接線點設置原則
　　
　　在編制分散控制系統（DCS）規范書時，不僅要匯總P&ID圖面上的過程I/O測點，同時還要匯總所有外圍系統與DCS的接口過程I/O測點。另外還要對規范書中總I/O測點附加一個“不包括DCS內部的硬接線點”的說明，這主要是由于這些點與系統的配置有關，以及硬件與軟件發生關聯的關系。
　　
　　根據多個工程DCS評標的經驗，如果不在招標書中列出DCS內部的硬接線點，大多DCS廠家在其投標文件中則沒有包括該部分的配置，給后同的設計工作留下了尾巴（可能發生遺漏）。同時鑒于目前國內電力市場的超常發展，項目多，工期緊，不論是DCS公司的項目，還是設計院的工程主要設計人，為了便于工程設計，達到DCS系統設計的完整和合理性，因而都希望對分散控制系統內部及與外圍系統硬接線點進行必要的規范及說明。
　　
　　分散控制系統包括的常規四個子系統為模擬量控制系統（MCS）、爐膛安全監控系統（FSSS）、順序控制系統（SCS）和數據采集系統（DAS）。其中MCS可包括汽機簡化旁路系統，SCS包括電氣控制系統（ECS）。深圳西部電廠工程（56號機組）達到了DCS全面一體化，將汽機數字電液控制系統（DEH）、給水泵汽機數字電液控制系統（MEH）、大小汽機的危急跳閘系統（ETS）都納入了DCS，實現了DCS系統硬件和軟件平臺的統一，極大地提高了機組的自動化水平。不論DCS覆蓋的范圍包括上述哪些系統，但對于本文下面所陳述的內容來講基本都是適用的。
　　
　　對于分散控制系統各功能系統（子系統）的站間硬接線點的設置原則應為那些不允許通過網絡獲取的點，包括SOE點、站間的聯鎖保護點以及重要的控制信號。只有搞清楚各子系統完成的功能以及與其它子系統的關系，才能確定哪些點需要設置為硬接線點。一個好的系統配置，不僅可以減少很多網絡傳輸點，而且可以減少子系統間的硬接線點，達到提高系統可靠性的目的。
　　
　　二、與數字采集系統（DAS）連接的硬接線點
　　
　　數據采集系統（DAS）的主要功能包括顯示（操作顯示、成組顯示、棒狀圖顯示、報警顯示等）、記錄（定期記錄、事故追憶記錄、事件順序記錄等）、歷史資料存儲和檢索以及性能計算。
　　
　　除了一次輸入的信息（模擬量測點值、系統設備狀態信號）以及進入到事件順序記錄（SOE）的接點外，對于所有其它中間變量值、其它子系統包括的系統設備狀態信號DAS均可以從系統本身網絡或者通過不同系統的通訊獲取。因而對于DAS子系統而言，SOE信號不能從網絡上獲取，雖然有些DCS廠商的SOE點可任意布置，但為了真正達到1ms分辨率和電廠集中管理，SOE點基本上還是集中布置或根據分散布置的機爐電子設備間相對集中布置，即鍋爐部分SOE點集中布置在鍋爐電子設備間的一個DAS站中，汽機部分的SOE點集中布置在汽機電子設備間的一個DAS站中。通過其它功能系統（子系統）硬接線連入SOE的點為其它功能系統（子系統）二次運算的信號和信號源無法提供雙重化的接點信號，這些內容主要包括產生主燃料跳閘（MFT）的信號和產生汽機跳閘的信號以及電廠認為需要的產生輔機和輔助設備跳閘的信號。產生MFT的信號從FSSS系統來，主要包括汽包水位高和汽包水位低跳閘信號、總風量低于30%（依工程定）、爐膛壓力高跳閘三取二信號、爐膛壓力低跳閘三取二信號、火焰喪失、所有燃料喪失、失去一次風機（中速磨）等信號，產生汽機跳閘的信號從ETS系統來，主要包括從汽機軸向位移大、振動大、差脹大等停機信號以及汽機超速信號、三取二或四取二的汽機潤滑油壓低、汽機EH油壓低、凝汽器真空低等停機信號。另外系統中的電源監視點、控制器及網絡運轉情況的監視也應以硬接線方式接入DAS中，關于上內容的SOE點和本文下述內容將涉及的點詳細清單見附表。為了附表的完整性，在該表中亦列出了TSI、ADS等與DCS、DEH、ETS的信號。
　　
　　三、與模擬量控制系統（MCS）連接的硬接線點
　　
　　機組模擬量控制系統（MCS）的功能是將鍋爐、汽機、發電機作為一個綜合控制對象，并同時向鍋爐和汽機并行發出負荷指令，通過調節、控制、聯鎖保護，確保機組以zui快速度和zui大穩定性滿足機組的負荷變化，并保持穩定地運行。MCS到爐膛安全監控系統（FSSS）的硬接線點包括汽包水位高、低停爐信號以及總風量低于30%停爐信號（依工程定）、以及切除各磨煤機（中速磨、鋼球磨直吹）或各層給粉機（鋼球磨中貯）信號。MCS到順序控制系統（SCS）的硬接線點包括汽包水位高高和低聯鎖汽包事故放水電動門的信號以及10%、20%等負荷信號（控制疏水門的啟閉，也有工程從DEH系統取負荷信號）。MCS與汽機數字電液控制系統（DEH）之間硬接線點一般有：遠方遙控設定1、2（冗余），RUNBACK1、2、3、MCS遙控投入，遙控允許，負荷參考，頻差等。MCS與給水泵汽機數字電液控制系統機組（MEH）之間硬接線點一般有：遠方遙控設定轉速指令、MCS遙控投入、遙控允許（大約MEH控制轉速到3000rpm）、轉速設定值。為了說明與MCS接口信號的完整性，在本文的附表中列明了MCS與自動調度系統（ADS）的信號接口。
　　
　　四、與爐膛安全監控系統（FSSS）連接的硬接線點
　　
　　爐膛安全監控系統（FSSS）的功能是燃燒器控制和燃料安全控制。燃燒器控制具體包括：對油（氣）槍和煤燃燒器的安全點火、投運和切除的連續監視；使運行人員能按分階段順序控制方式啟動燃燒器（例如：先啟動爐膛吹掃程序，然后進行油系統的泄漏試驗，再啟動油槍點火程序）；燃燒器火焰監視；在吹掃、燃燒器點火和帶負荷運行期間，控制風箱擋板位置，以滿足合適的二次風分配；以及提供火焰檢測冷卻風機的控制功能。除上述MCS到FSSS和FSSS到SOE的硬接線接口，FSSS還應有到主燃料跳閘MFT硬控制回路的輸出。由于鍋爐保護設計在工程設計中的極為重要性，深圳西部電廠工程MFT按照220VAC和220VDC兩個硬回路設計，采取任一回勵磁跳閘的原則，MFT出口到每個硬回路設計，采取任一回路勵磁跳閘的原則，MFT出口到每個硬回路按6個接點作三取二處理。MFT動作后應切斷所有進入爐膛的燃料和產生其它的聯動，硬MFT接點形式（常開、常閉）和數目應滿足工程需要。包括切斷燃油系統設備和制粉系統設備、一次風機、電除塵器、吹灰系統，以及到ETS系統和鍋爐減溫水總門、高壓旁路系統的控制子系統等。FSSS一般設置3對控制器，根據這3對控制器控制的對象（即配置）情況，它們之間也有硬接線信號傳輸，如火焰檢測信號組合的判斷、油（氣）、煤燃料組合的判斷等信號通過硬接線完成。
　　
　　像六大風機、給水泵的狀態信號幾個子系統都需要，國內過去設計均采取一一對應設計，哪個系統需要就一對一送到哪個系統。而在深圳西部電廠設計時考慮信號的統一性和達到同一性，將每個輔機的運行、停止狀態信號各取三付接點全部送到FSSS進行三取二處理，然后送到需要該信號的其它子系統（MCS、SCS），這樣可以保證DCS系統信號的一致性。
　　
　　另外如果把代表“汽機跳閘”的信號組合到FSSS系統（也可以組合到DEH系統中，或者直接從ETS出口取。目前國內電廠實現的方法不一致），則應從FSSS系統輸出足夠的接點到其它系統（切斷汽機抽汽關閉逆止閥、開啟疏水閥、停止給水泵汽機等）。
　　
　　五、與順序控制系統（SCS）連接的硬接線點
　　
　　順序控制系統（SCS）是對功能組/子功能組設備完成自動順序控制，目的是為了在機組啟、停時減少或取消操作人員的常規操作和縮短機組的啟停時間。由于汽動給水泵在SCS中監視和控制，汽動給水泵受其驅動汽機拖動，給水泵汽機又在MEH中控制，因而應將兩者的控制協調起來。汽動給水泵的允許啟動信號和保護信號就應通過硬接線從SCS傳到MEH。SCS還要接收DEH的103%超速信號和電氣發電機甩負荷的信號對汽機抽汽逆止門進行控制。SCS還送出發電機斷水保護信號到電氣保護回路（也有從DEH送出的）。
　　
　　另外為了完整說明與DEH與ETS的接口信號，附表中列入了汽機監視儀表（TSI）送到DEH和ETS系統的信號。而DEH接收的其它信號可參見其它有關文章。
　　
　　六、結束語
　　
　　以上僅對分散控制系統內部及與外圍系統硬接線點進行了一個粗略的說明，在具體工程設計時應根據DCS系統包括的范圍、DCS系統結構、DCS子系統配置、DCS廠家的習慣做法以及不同的主機型式和機組容量等方面審查來自DCS公司提出的內部硬接線點。