大唐保定熱電廠#10、#11機(jī)組為2×200MW燃煤發(fā)電供熱機(jī)組。鍋爐由東方鍋爐廠生產(chǎn)，為超高壓、自然循環(huán)汽包爐、單爐膛、一次中間再熱、單鍋筒P型結(jié)構(gòu)、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架、懸吊結(jié)構(gòu)、半露天布置燃煤鍋爐，最大連續(xù)蒸發(fā)量670t/h；汽輪機(jī)是由哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超高壓蒸汽參數(shù)、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、雙抽、凝汽供熱式汽輪機(jī)組；DCS系統(tǒng)采用北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司生產(chǎn)的EDPF-NTplus分散控制系統(tǒng)，DPU硬件型號(hào)為DPUⅡ，軟件版本為1.0，單臺(tái)機(jī)組設(shè)置操作員站5臺(tái)，工程師站1臺(tái)，歷史站1臺(tái)，SIS接口站1臺(tái)，DPU控制器14對(duì)，#10、#11機(jī)組公用DCS系統(tǒng)DPU控制器6對(duì)，測(cè)點(diǎn)總數(shù)約12000點(diǎn)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由冗余配置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)A網(wǎng)、B網(wǎng)組成傳遞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通訊速率10Mbps/100Mbps。整個(gè)DCS系統(tǒng)包含DAS、CCS、FSSS、BPS、ECS及與其他系統(tǒng)的接口（SIS系統(tǒng)、熱網(wǎng)系統(tǒng)等）。

DCS控制系統(tǒng)投產(chǎn)于2006年，運(yùn)行已近8年，該系統(tǒng)為智深公司第一套采用可視化編程組態(tài)的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)上不夠完善，在實(shí)際使用過程中也暴露了很多的問題。

2009年9月21日17時(shí)22分，

#10機(jī)組汽包水位自動(dòng)控制信號(hào)突然給到最大值，導(dǎo)致給水泵勺管執(zhí)行機(jī)構(gòu)開滿，引起汽包水位高停爐，經(jīng)檢查為控制邏輯中PID調(diào)節(jié)模塊積分飽和引起；

2010年1月5日15時(shí)51分01秒，

#10機(jī)組MFT動(dòng)作，機(jī)組停運(yùn)，經(jīng)檢查為#1、#61DPU雙機(jī)自動(dòng)切換時(shí)出現(xiàn)搶權(quán)現(xiàn)象，導(dǎo)致信號(hào)誤發(fā)，機(jī)組停運(yùn)；

#10、11機(jī)組中多次出現(xiàn)DPU脫網(wǎng)，畫面部分測(cè)點(diǎn)無法顯示等現(xiàn)象，自檢軟件對(duì)設(shè)備脫網(wǎng)情況無法正常監(jiān)測(cè)；

因環(huán)境原因，#10、#11機(jī)組DCS系統(tǒng)硬件積灰、積粉現(xiàn)象較為嚴(yán)重，引發(fā)DPU故障；

2010年至2011年，#10機(jī)組DPU5、DPU6相繼出現(xiàn)故障并進(jìn)行更換；

另外#10、#11機(jī)組DCS系統(tǒng)DPU控制器為早期產(chǎn)品DPUⅡ型控制器，目前北京國(guó)電智深公司已進(jìn)行硬件升級(jí)，DPUⅡ型控制器不再生產(chǎn)，ACT4型卡件已不生產(chǎn)，現(xiàn)存?zhèn)浼咽褂猛辏瑹o備件更換，系統(tǒng)升級(jí)迫在眉睫。

2014年，大唐保定熱電廠#10、#11機(jī)組相繼進(jìn)行A級(jí)檢修，利用檢修機(jī)會(huì)對(duì)#10、#11機(jī)組及主機(jī)組公用DCS系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)。為保證整個(gè)DCS系統(tǒng)升級(jí)后的完整性和兼容性，升級(jí)前把單元機(jī)組和公用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分開，分步對(duì)#10機(jī)組、公用系統(tǒng)、#11機(jī)組進(jìn)行升級(jí)，待全部升級(jí)完成后，恢復(fù)原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)狀態(tài)，維持原有監(jiān)視功能和操作習(xí)慣。

2升級(jí)過程介紹

#10機(jī)組、公用系統(tǒng)、#11機(jī)組DCS網(wǎng)絡(luò)為三網(wǎng)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，#10、#11機(jī)組可通過權(quán)限切換對(duì)公用系統(tǒng)進(jìn)行操作，#10、#11機(jī)組不能互相操作，其網(wǎng)絡(luò)示意圖見圖1。

（1）第一步升級(jí)在2014年5月，利用#10機(jī)組停機(jī)，解除#10機(jī)組與公用系統(tǒng)的交換機(jī)并聯(lián)，首先對(duì)#10機(jī)組DCS進(jìn)行全面升級(jí)。

因公用系統(tǒng)組態(tài)文件工程目錄在#10機(jī)組工程師站，而公用系統(tǒng)正在運(yùn)行，為了保障在進(jìn)行#10機(jī)組升級(jí)過程中及升級(jí)完成后不影響公用系統(tǒng)及#11機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行及安全，升級(jí)前在公用系統(tǒng)新增工程師站/歷史站和操作員站，將公用系統(tǒng)組態(tài)文件工程目錄拷貝至新增公用系統(tǒng)工程師站，保證公用系統(tǒng)能正常組態(tài)以及歷史記錄和運(yùn)行操作、維護(hù)。

把新增公用系統(tǒng)工程師/歷史站以及操作員站的網(wǎng)線接到公用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，同時(shí)IP地址設(shè)置為公用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址，備份#10機(jī)組及公用系統(tǒng)工程師站、歷史站以及各操作員站組態(tài)軟件及工程目錄；解除#10機(jī)組與公用系統(tǒng)的交換機(jī)并聯(lián)，使#10機(jī)組與公用系統(tǒng)完全處在不同網(wǎng)絡(luò)下，相互之間沒有連接或網(wǎng)絡(luò)關(guān)系；#10機(jī)組獨(dú)立處于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，公用系統(tǒng)與#11機(jī)組處在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，且不在同一個(gè)域，#11機(jī)組可以監(jiān)視操作公用系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)示意圖見圖2。

對(duì)#10機(jī)組進(jìn)行全面升級(jí)，包括DPU軟件升級(jí)和操作系統(tǒng)軟件升級(jí)，且不對(duì)公用系統(tǒng)或#11機(jī)組產(chǎn)生任何影響。

（2）第二步升級(jí)在#10機(jī)DCS升級(jí)完成后進(jìn)行，對(duì)公用DCS系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。因公用DCS系統(tǒng)正在運(yùn)行，需要對(duì)公用系統(tǒng)DPU內(nèi)DO輸出點(diǎn)進(jìn)行檢查，如DO點(diǎn)狀態(tài)為1，則利用短路線將DO繼電器出口短接，然后拔掉所有DO卡件至繼電器板的電纜插頭，防止升級(jí)過程中造成DO指令誤發(fā)。尤其是#10、#11循環(huán)水系統(tǒng)均處于公用DCS系統(tǒng)內(nèi)，升級(jí)出現(xiàn)問題可能造成#11機(jī)組停運(yùn)。升級(jí)時(shí)由運(yùn)行人員就地監(jiān)視，一旦出現(xiàn)問題進(jìn)行就地?fù)尯稀?/p>

斷開公用DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和#11機(jī)組網(wǎng)絡(luò)的接口，使公用DCS網(wǎng)絡(luò)完全獨(dú)立。利用新增的臨時(shí)公用系統(tǒng)工程站對(duì)公用系統(tǒng)DPU軟件進(jìn)行升級(jí)，將#41、#101DPU控制器更換為DPUⅢ。軟件升級(jí)完成后，檢查DO輸出指令狀態(tài)與升級(jí)前是否一致，確認(rèn)無誤后恢復(fù)DO卡件至繼電器板的電纜插頭連接，斷開DO點(diǎn)狀態(tài)為1的短路線。此時(shí)僅新增的臨時(shí)工程師站和操作員站可對(duì)公用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視操作。網(wǎng)絡(luò)示意圖見圖3。

（3）前兩步升級(jí)完成后，進(jìn)行#10機(jī)組與公用系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)連接的工作，檢查#10機(jī)組和公用系統(tǒng)DPU運(yùn)行正常，各MMI站操作監(jiān)視功能正確，具備網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)條件。斷開公用系統(tǒng)新增的臨時(shí)工控機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口。連接#10機(jī)組與公用系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)接口，恢復(fù)#10機(jī)組與公用系統(tǒng)并聯(lián)狀態(tài)，獨(dú)立出#11機(jī)組DCS網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)示意圖見圖4。

上述工作完成后，僅#10機(jī)組可對(duì)公用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視操作，#11機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備須在#10機(jī)組監(jiān)視操作，待#11機(jī)組停運(yùn)檢修時(shí)，對(duì)#11機(jī)組進(jìn)行升級(jí)。

（4）第三步升級(jí)在2014年8月#11機(jī)組A級(jí)檢修期間進(jìn)行，對(duì)#11機(jī)組DCS系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。升級(jí)完成后#11機(jī)組DCS網(wǎng)絡(luò)接入#10、公用DCS網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)三網(wǎng)并聯(lián)結(jié)構(gòu)。

3升級(jí)改造后出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象及分析處理

（1）#10機(jī)組和公用DCS系統(tǒng)完成升級(jí)后發(fā)現(xiàn)#10機(jī)組#12DPU控制器D6卡件顯示參數(shù)不變化，無法正常顯示就地設(shè)備狀態(tài)。D6卡件為通訊專用COM卡，就地設(shè)有直流系統(tǒng)傳輸裝置，裝置將批量參數(shù)打包按照相關(guān)協(xié)議以通訊方式送至COM卡，COM卡經(jīng)過轉(zhuǎn)換解碼提取數(shù)據(jù)供DPU讀取，做顯示或報(bào)警處理，主要有直流系統(tǒng)電壓、電流、對(duì)地電阻等相關(guān)參數(shù)。

通過查詢歷史趨勢(shì)，自#10機(jī)組DCS系統(tǒng)軟件版本從1.0升級(jí)至1.31版本后，COM卡顯示數(shù)據(jù)就不再變化，模擬量輸入信號(hào)趨勢(shì)為一條直線，數(shù)字量輸入也保持為升級(jí)前狀態(tài)，但卡件電源和通訊指示燈、DCS自檢均未見異常；檢查COM卡配置文件，發(fā)現(xiàn)COM2端口參數(shù)設(shè)置為“9600N815W2”，端口中的參數(shù)“W”與I/O硬件說明不符（說明中只能為M或S，即主站或從站）通過與機(jī)組其他COM卡進(jìn)行比較確認(rèn)，#12DPU控制器所用COM卡為專門訂制卡件，硬件經(jīng)過特殊處理。

咨詢DCS系統(tǒng)和直流系統(tǒng)廠家技術(shù)人員后得知，原直流系統(tǒng)傳輸協(xié)議為許繼協(xié)議，非標(biāo)準(zhǔn)modbus通訊協(xié)議，DCS系統(tǒng)升級(jí)至1.31版本后，COM卡不再兼容除modbus以外的非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，需將許繼通訊協(xié)議經(jīng)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議后進(jìn)行通訊。增加協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，將#12DPU控制器COM卡通訊電纜接至協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議，輸出信號(hào)送至COM卡。將原#12DPU控制器專門訂制COM卡更換為通用COM卡，重新設(shè)置通訊參數(shù)，填寫任務(wù)列表并做好文件備份，參數(shù)顯示正常。

#11機(jī)組DCS系統(tǒng)軟件升級(jí)后也存在同樣的問題，按照上述方法一并解決。

（2）DCS系統(tǒng)整體升級(jí)完成后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接過程中，將公用DCS系統(tǒng)交換機(jī)A網(wǎng)網(wǎng)線連接到總交換機(jī)A網(wǎng)端口時(shí)，發(fā)現(xiàn)#10機(jī)組部分測(cè)點(diǎn)與公用DCS系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)均顯示離線狀態(tài)，203、204操作員站無法操作設(shè)備。將網(wǎng)線拔出后，重啟203、204操作員站操作顯示均恢復(fù)正常。再次插入公用DCS交換機(jī)網(wǎng)線，又出現(xiàn)同樣故障。為避免故障擴(kuò)大，暫時(shí)未恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)，保持三網(wǎng)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過對(duì)#10、#11、公用DCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分析，認(rèn)為A網(wǎng)總交換機(jī)存在故障。#11機(jī)組A網(wǎng)并入總交換機(jī)A網(wǎng)時(shí)，因?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)量較大且交換機(jī)端口故障，造成通信阻塞。更換A網(wǎng)總交換機(jī)，未出現(xiàn)異常。A網(wǎng)運(yùn)行正常后，將#11機(jī)組B網(wǎng)并入總交換機(jī)B網(wǎng)，并網(wǎng)過程中無異常，進(jìn)一步證明了A網(wǎng)總交換機(jī)端口故障。

A網(wǎng)總交換機(jī)為2008年更換，在此次升級(jí)過程中出現(xiàn)了故障，是由于設(shè)備使用周期較長(zhǎng)老化造成。由于機(jī)組DCS設(shè)備已經(jīng)服役多年，在條件允許的情況下，應(yīng)逐步更換DPU和人機(jī)接口設(shè)備，保證DCS系統(tǒng)性能滿足要求。

4結(jié)束語(yǔ)

DCS控制系統(tǒng)是機(jī)組控制的核心部件，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照《DLT659-2006火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程》要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，檢查網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷率符合如下要求：所有控制站的中央處理單元惡劣工況下的負(fù)荷率均不得超過60％。操作員站、服務(wù)站的中央處理單元惡劣工況下的負(fù)荷率不得超過40％。數(shù)據(jù)通信總線的負(fù)荷率，以太網(wǎng)應(yīng)不大于20%，其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)不大于40%。

加強(qiáng)DCS系統(tǒng)維護(hù)工程師培訓(xùn)，采用規(guī)范的方法進(jìn)行日常檢查和維護(hù)：對(duì)系統(tǒng)軟件按時(shí)進(jìn)行備份，嚴(yán)格執(zhí)行《DCS系統(tǒng)防病毒管理規(guī)定》；做好系統(tǒng)應(yīng)用軟件管理，嚴(yán)格根據(jù)要求進(jìn)行系統(tǒng)安裝，不得隨意安裝未經(jīng)DCS廠家授權(quán)的第三方軟件；做好DPU控制器、卡件的備件管理，發(fā)生故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行更換。

DCS控制技術(shù)發(fā)展日新月異，現(xiàn)在形勢(shì)要求我們需要不斷對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)或改造才能滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備需求，但由于維護(hù)人員對(duì)新技術(shù)掌握需要一定時(shí)間，新技術(shù)應(yīng)用也需要經(jīng)過時(shí)間來驗(yàn)證，設(shè)備升級(jí)改造會(huì)對(duì)DCS控制系統(tǒng)帶來或多或少的影響，只有不斷學(xué)習(xí)，掌握新技術(shù)，才能將新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)完全體現(xiàn)出來。