趙松烈，賀賢峰，何彥君，丁俊宏

（1.國電浙江北侖電廠，浙江省 寧波市，315800；2.北京國電智深控制技術(shù)公司，北京市，100085；3.浙江電力試驗研究院，杭州市，310014）

1 北侖電廠三期DCS概述

國電北侖電廠三期工程2×1000 MW超超臨界機組工程選用艾默生OVATION分散控制系統(tǒng)（DCS），除了汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）和緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）采用上海汽輪機廠配套提供的西門子T3000系統(tǒng)，傳統(tǒng)的成套控制裝置也納入DCS控制范圍，包括給水泵汽輪機電液控制系統(tǒng)（MEH）和給水泵汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)（METS）、旁路、鍋爐吹灰器、等離子點火裝置和空壓機等。與DCS通訊的系統(tǒng)包括DEH、分布式電氣控制系統(tǒng)（FECS）和發(fā)電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）。

2 控制器分配

三期工程單元機組DCS配置30對控制器，發(fā)電機溫度、鍋爐本體溫度和循環(huán)水泵房采用遠(yuǎn)程I/O站。

DCS控制器采用工藝系統(tǒng)結(jié)合控制功能的分配方式，以“控制器故障時對系統(tǒng)功能影響最小”、“重要輔機或系統(tǒng)按A側(cè)和B側(cè)分設(shè)不同的控制器”和“控制器輸入輸出（IO）點數(shù)量相對均衡”為原則。局部工藝系統(tǒng)的全部控制任務(wù)集中在同一個控制器內(nèi)完成，取消了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）控制器，所有DAS信號按照工藝系統(tǒng)分散到各控制器。

根據(jù)以上分配原則，單元機組30對控制器分配如下。DPU1/51：磨組A；DPU2/52：磨組B；DPU3/53：磨組 C；DPU4/54：磨組 D；DPU5/55：磨組 E；DPU6/56：磨組F；DPU7/57：爐膛安全系統(tǒng)（FSS）、輔機故障減負(fù)荷（RB）；DPU8/58：等離子點火、火檢冷卻風(fēng)、時間順序記錄（SOE）；DPU9/59：A側(cè)風(fēng)煙；DPU10/60：B側(cè)風(fēng)煙；DPU11/61：爐膛負(fù)壓、一次風(fēng)壓、氧量及總風(fēng)量；DPU12/62：鍋爐疏水放氣；DPU13/63：協(xié)調(diào)控制；DPU14/64：主再熱汽溫控制、鍋爐壁溫；DPU15/65：鍋爐吹灰器；DPU16/66：鍋爐啟動系統(tǒng)、旁路；DPU17/67：脫硝裝置、空壓機、燃油泵；DPU18/68：高加及抽汽、與DEH通訊；DPU19/69：凝泵A、輔助蒸汽、除氧器及抽汽、電泵；DPU20/70：凝泵B、低加及抽汽；DPU21/71：循泵 A、開式泵 A、閉式泵 A；DPU22/72：循泵B、開式泵B、閉式泵B；DPU23/73：發(fā)電機輔助系統(tǒng)；DPU24/74：發(fā)變組系統(tǒng)、與電氣FECS通訊 1；DPU25/75：廠用電A、與電氣 FECS通訊2；DPU26/76：廠用電 B、與電氣 FECS通訊3；DPU41/91：小汽機A MEH；DPU42/92；小汽機A ETS、汽泵A；DPU43/93：小汽機B MEH；DPU44/94：小汽機B ETS、汽泵B。

3 IO分配

3.1 IO清單

作為建立DCS數(shù)據(jù)庫的重要一環(huán)，IO清單除了必要的信號物理位置、卡件類型、功能標(biāo)識等內(nèi)容外，準(zhǔn)備IO清單時特別注意了以下2項。

（1）修改日期。

新建機組普遍存在資料收集拖后和設(shè)計變更頻繁等問題，在IO清單里增加修改日期一列，為后續(xù)邏輯組態(tài)、報警整理和畫面修改等工作提供便利。

（2）修改類型。

在工程進(jìn)展的不同階段修改IO清單時，增加修改類型一列，例如增加、刪除、修改通道和點描述等，并記錄相應(yīng)的工程聯(lián)系單編號作為修改依據(jù)。

3.2 IO卡件和通道分配

每個OVATION機柜的正面為A分支（BRANCH）和B分支，反面為C分支和D分支，每個分支最多可放8塊卡件。卡件和通道分配時以“IO卡件故障和分支故障影響相對最小”為原則，防止保護的拒動、誤動和自動調(diào)節(jié)裝置失靈。

（1）冗余信號分配到不同的IO卡件上，主保護（如MFT）、重要輔機(如汽泵)保護和重要模擬量調(diào)節(jié)回路（如爐膛負(fù)壓）的冗余信號分配在不同的分支。

（2）縱向組合設(shè)備的IO布置在同一塊IO卡件上。

（3）控制內(nèi)容一樣的控制器（A側(cè)和B側(cè)）的通道分配盡量一致。

（4）備用通道均勻分布在每一卡件上，便于今后加點和更換通道。

3.3 SOE系統(tǒng)配置

北侖三期SOE系統(tǒng)設(shè)計了總?cè)剂咸l（MFT）源觸發(fā)信號、小汽機METS源觸發(fā)信號、重要輔機停運信號、發(fā)變組保護信號和中壓開關(guān)進(jìn)線及饋線開關(guān)的斷開信號。主機ETS的SOE功能由T3000系統(tǒng)實現(xiàn)。

分配SOE信號時，如果遵循“所有SOE信號都必須取自現(xiàn)場觸點”這一原則，SOE卡件將分散到各個控制器，因而需要很多SOE卡件。如果把SOE卡件當(dāng)作開關(guān)量輸入（DI）卡件使用，會使重要和次要的信號混雜在一起，失去了SOE系統(tǒng)的純粹性。另外，很多保護條件必須經(jīng)過邏輯處理，如MFT中的臨界火焰失去和小汽機保護中的潤滑油壓低（來自變送器）等，因此這一原則在實際執(zhí)行中很難做到。OVATION系統(tǒng)歷史功能比較強大，每個信號都能以1 s的分辨率保存到歷史數(shù)據(jù)庫中，保存時間也很長，設(shè)備故障時用于分析的數(shù)據(jù)非常多，而且由于設(shè)計了保護首出邏輯，很少會出現(xiàn)需通過SOE才能分辨熱工觸發(fā)信號先后順序的情況，SOE的重要性相對降低。

因此，北侖三期SOE卡件采用了在同一個控制器集中布置的方法。MFT的SOE信號來自FSS控制器，小汽機的SOE信號來自METS控制器，均采用柜間接線；重要輔機停運信號來自電氣開關(guān)柜，發(fā)變組保護信號來自發(fā)變組保護柜，中壓開關(guān)進(jìn)線及饋線開關(guān)的斷開信號來自電氣開關(guān)柜。

3.4 柜間接線

DCS柜間接線的設(shè)計遵循“主重要保護均采用硬接線輸入”的原則?？紤]到開關(guān)量輸出卡件排列的困難，設(shè)計時盡量減少柜間接線數(shù)量。

MFT保護中DCS柜間接線設(shè)計2個常開信號，加上通信總線的信號后組成3取2邏輯。通過柜間接線和通信總線信號的不一致判斷邏輯，出現(xiàn)報警后很容易判斷是柜間接線的問題還是通信總線的問題。

重要輔機保護中DCS柜間接線設(shè)計1個常開信號，加上通信總線信號后組成2取1邏輯。

模擬量控制系統(tǒng)中形成閉環(huán)回路的信號采用柜間接線，前饋信號通過通信總線傳輸。

4 軟件設(shè)計

4.1 控制器掃描時間

OVATION控制器共有5個任務(wù)區(qū)，其中第1區(qū)掃描時間1000 ms，第2區(qū)掃描時間100 ms，第3、4、5區(qū)的掃描時間由用戶自定義。不同的掃描時間影響模擬量調(diào)節(jié)回路PID參數(shù)的整定和一些功能塊（如KEYBOARD）的參數(shù)設(shè)置，因此在邏輯組態(tài)前應(yīng)確定掃描時間。

北侖三期把邏輯頁面和IO點均放在第3區(qū)，F(xiàn)SS控制器第3區(qū)的掃描時間設(shè)置為100 ms，小汽機MEH、METS控制器第3區(qū)設(shè)置為100 ms，其余控制器第3區(qū)設(shè)置為250 ms。同時，加大第3區(qū)的控制器內(nèi)存容量，滿足負(fù)荷率不大于40%的要求。

4.2 開關(guān)量驅(qū)動級設(shè)計

開關(guān)量控制按功能組級、子功能組級和驅(qū)動級3級結(jié)構(gòu)設(shè)計。驅(qū)動級是針對具體設(shè)備的監(jiān)視與控制，主要有啟停操作、狀態(tài)指示、故障報警和設(shè)備的連鎖保護等功能。北侖三期開關(guān)量驅(qū)動級主要包括旋轉(zhuǎn)設(shè)備、電動閥、雙電控氣動閥和單電控氣動閥等幾種類型。其中前3類占絕大多數(shù)，它們有以下特點。

（1）為節(jié)省系統(tǒng)資源，規(guī)范畫面和邏輯接口形式，驅(qū)動級廣泛應(yīng)用打包點。

（2）啟動（開啟）和停止（關(guān)閉）指令輸出端都采用短信號的形式，持續(xù)時間3 s。啟停指令互相閉鎖，防止同時發(fā)啟停指令。

（3）把不存在跳閘信號作為啟動許可條件之一，避免了跳閘信號存在時啟動許可條件滿足的矛盾。

（4）因為未設(shè)計輔機緊急停運按鈕，因此在DCS里，除了重要輔機（例如引風(fēng)機）的油泵外，旋轉(zhuǎn)設(shè)備都未設(shè)計停運許可條件。重要輔機停運后，才能停附屬油泵，防止誤停油泵引起重要輔機跳閘和機械損傷。

（5）接至驅(qū)動級的跳閘信號一般采用長信號，少量可能引起死循環(huán)的跳閘信號采用短信號。例如“2組送引風(fēng)機運行時，1臺送風(fēng)機跳閘，連跳對應(yīng)側(cè)引風(fēng)機”中，送風(fēng)機跳閘采用短信號。

（6）擋板和閥門的自動關(guān)閉條件分連鎖關(guān)閉和保護關(guān)閉2種類型。連鎖關(guān)閉和手動關(guān)閉的許可條件一樣，而保護關(guān)閉無須滿足關(guān)閉許可條件。例如空預(yù)器二次風(fēng)進(jìn)出口擋板必須在煙氣進(jìn)口擋板關(guān)閉后才能手動關(guān)閉，但在空預(yù)器跳閘隔離時，由于煙氣進(jìn)口擋板全關(guān)限位開關(guān)可能存在不到位的情況，同時發(fā)關(guān)閉煙氣進(jìn)口擋板和關(guān)閉二次風(fēng)進(jìn)出口擋板指令，這種情況下的關(guān)閉二次風(fēng)進(jìn)出口擋板指令接入驅(qū)動級的保護關(guān)閉接口。

（7）旋轉(zhuǎn)設(shè)備的驅(qū)動級除了啟動失敗、停止失敗、IO故障、電氣故障、遠(yuǎn)方/就地等用于畫面顯示和報警的要素外，還包括設(shè)備跳閘（TRIPPED），它指的是在啟動指令記憶時運行信號失去。與設(shè)備停運信號（STOPPED，來自電氣開關(guān)柜）相比，設(shè)備跳閘信號用于軟光字牌報警的優(yōu)點是處于停運狀態(tài)的備用輔機不會引起報警，減少軟光字牌常亮的數(shù)量。

（8）設(shè)備跳閘信號都設(shè)計首出回路。

（9）根據(jù)北侖電廠的運行管理體制，驅(qū)動級不設(shè)置“軟掛牌”功能。

4.3 可靠性設(shè)計

DCS可靠性設(shè)計的重點在于防止因DCS硬件故障和信號故障（包括斷線）引起的保護誤動和拒動。OVATION的硬件故障包括控制器失電、控制器死機、控制器脫網(wǎng)、IO卡件與控制器通訊故障、IO卡件或通道故障等幾種類型，其中控制器失電和控制器死機是最嚴(yán)重的故障。除了控制器和IO分配外，北侖三期DCS防誤和防拒的設(shè)計有以下幾個特點。

4.3.1 DO卡件采用繼電器的常開觸點

除了FSS控制器送MFT繼電器柜的6個跳閘命令采用常閉觸點，其他DO（開關(guān)量輸出）通道采用繼電器常開觸點，可防止因控制器失電、IO卡件或通道故障等引起的保護誤動。

4.3.2 開關(guān)量/模擬量輸出卡件設(shè)置

FSS控制器送MFT繼電器柜的跳閘命令，在控制器和DO卡件出現(xiàn)通訊故障時，選擇輸出“置零”，通過常閉觸點的閉合，在FSS控制器故障的情況下實現(xiàn)自動停爐，確保機組安全。其余的開關(guān)量/模擬量輸出卡件與控制器通訊失敗后，選擇輸出“保持”，防止誤動。

4.3.3 主重要保護的取信方法

主重要保護（包括重要輔機的進(jìn)出口擋板/閥門），均采用“正邏輯”的設(shè)計方法。在機組正常運行時，跳閘信號閉合后保護動作。開關(guān)量信號選擇合適的觸點形式，杜絕跳閘信號在邏輯里加非門的設(shè)計。重要模擬量調(diào)節(jié)的超馳回路也采用類似的方法。

4.3.4 模擬量故障解決辦法

針對用于保護的模擬量測點故障可能引起的保護誤動，采取如下解決辦法。

（1）速率和品質(zhì)檢測。

模擬量信號變化率超過工藝參數(shù)可能變化的最大值，或者信號“壞質(zhì)量”（通過質(zhì)量功能塊檢測），該測點保護切除，當(dāng)測點恢復(fù)正常時，保護自動恢復(fù)。為了防止在保護自動恢復(fù)時引起保護誤動，速率和品質(zhì)檢測回路只有在該測點小于保護定值時才能允許自動恢復(fù)保護。為了防止速率和品質(zhì)檢測回路由于掃描次序的原因引起工作不正常，源自模擬量信號的保護條件都有3 s或以上的延時，3 s延時對工藝系統(tǒng)不會有影響。

（2）單測點保護變送器量程逆設(shè)。

除了速率和品質(zhì)檢測，4～20 mA模入的單測點保護的變送器采用量程反置的方法，增加1道防誤動措施。

4.3.5 防拒的設(shè)計

（1）主重要保護均采用硬接線輸入。

（2）通過DCS柜間接線實現(xiàn)的單點保護，在邏輯里采用硬接線信號和通信總線信號2取1的方法，防止卡件或通道故障引起的保護拒動。如果DCS通信總線故障或控制器故障，通信總線信號保持為原狀態(tài)，因此邏輯里取或的做法不會增加誤動的風(fēng)險。

4.3.6 投備邏輯的設(shè)計

冗余設(shè)備的投備邏輯設(shè)計中，采用如下原則判斷哪些設(shè)備需要投備按鈕：如果冗余設(shè)備和上一級設(shè)備有明確的關(guān)聯(lián)，即可通過判斷相關(guān)的狀態(tài)或參數(shù)決定是否投入備用，不設(shè)計投備按鈕。例如對于引風(fēng)機潤滑油泵，只要引風(fēng)機處于運行狀態(tài)，停運泵就處于投備狀態(tài)，滿足運行泵運行信號失去或運行泵出口壓力低等條件時，備用泵自啟。不設(shè)計投備按鈕可防止因忘投備用引起的連鎖拒動。如果須緊急停運油泵，應(yīng)先停運上級設(shè)備。

循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵等沒有上級關(guān)聯(lián)設(shè)備的大型輔機采用一個設(shè)備一個投備按鈕的設(shè)計方法。

作為防拒措施，自啟備用設(shè)備的條件中，采用運行設(shè)備運行信號失去的信號，而不是停運信號。

4.3.7 公用設(shè)備的可靠性設(shè)計

北侖三期未配置DCS公用網(wǎng)，DCS控制的公用設(shè)備主要是燃油泵和空壓機。

為了適應(yīng)北侖電廠運行管理模式，燃油泵啟停和油壓調(diào)節(jié)在就地變頻控制器上實現(xiàn)，送相關(guān)信號至2臺機組DCS顯示，同時接受2臺機組DCS發(fā)出的緊急停運命令。

空壓機接收開關(guān)量輸入的遙控命令必須是長信號，在閉合時啟動空壓機，斷開時停止空壓機。由于空壓機廠家無法更改空壓機自帶控制器的接口形式，為了實現(xiàn)空壓機DCS啟停命令是常規(guī)脈沖信號的形式，在每臺空壓機的控制柜內(nèi)增裝繼電器組，實現(xiàn)DCS脈沖指令到空壓機長信號遙控輸入的轉(zhuǎn)換。繼電器組電源取自本控制柜的控制電源，其上級電源是該空壓機冷卻風(fēng)扇的動力電源，控制電源故障或繼電器故障的影響范圍僅限于1臺空壓機。DCS輸出指令改為脈沖后，通過在就地端子柜并接啟停命令，實現(xiàn)了2臺機組控制空壓機。為了協(xié)調(diào)2臺機組對空壓機的控制，2臺機組之間增加硬接線，并在邏輯里設(shè)計空壓機控制權(quán)作為啟?？諌簷C的許可條件。一臺機組投入空壓機控制權(quán)后，另一臺機組即自動撤出空壓機控制權(quán)。如果2臺機組控制權(quán)處于都投入或都未投入的方式，軟光字牌都會有報警提示。

4.4 畫面設(shè)計

北侖三期DCS過程畫面分為主圖和窗口圖2部分。主圖是監(jiān)控生產(chǎn)過程的主要人機界面，包含了設(shè)備狀態(tài)和運行參數(shù)；窗口圖是設(shè)備操作畫面，并為主圖提供輔助信息。在邏輯和畫面組態(tài)前，明確畫面設(shè)計細(xì)節(jié)，可避免畫面和邏輯組態(tài)的重復(fù)工作。北侖三期DCS畫面組態(tài)有以下特點。

（1）1張總目錄圖，包括機、爐、電3個分區(qū)，直接鏈接到畫面主圖。

（2）主圖分為上、中、下3個部分，頂部區(qū)域顯示機組重要參數(shù)；中間區(qū)域為系統(tǒng)流程顯示區(qū)；底部區(qū)域為相關(guān)畫面鏈接區(qū)，分全局鏈接和局部鏈接，其中全局鏈接便于快速返回監(jiān)控主畫面（例如燃燒畫面、汽溫畫面），局部鏈接對象主要是與本畫面相關(guān)的工藝系統(tǒng)。

（3）所有操作對象均設(shè)計彈出窗口圖，實現(xiàn)分步操作，防止誤操作。主重要設(shè)備跳閘首出和啟動許可也以彈出窗口圖的形式顯示。窗口圖采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方式，有效地減少了窗口圖的數(shù)量。窗口圖里通過設(shè)置鏈接點，可快速找到相關(guān)邏輯圖，便于故障原因查找。

（4）作為列表報警的補充，畫面隱形報警主要包括設(shè)備電氣故障（ET）、沒有變送器測點的開關(guān)量測點報警和設(shè)備故障3種類型。

（5）流程的系統(tǒng)畫面顯示調(diào)節(jié)和保護的參數(shù)，設(shè)備畫面顯示包括DAS參數(shù)在內(nèi)的全部參數(shù)。

（6）畫面參數(shù)顯示結(jié)合報警功能。在正常范圍時模擬量參數(shù)顯示綠色平光，高1限報警時（或低1限）顯示紅色，高2限報警（或低2限）時顯示紅閃，測點品質(zhì)為“BAD”時顯示紫色平光，切除掃描時顯示為湖藍(lán)色平光，通訊中斷時顯示藍(lán)色平光。

（7）設(shè)計燃燒控制畫面，方便機組運行時負(fù)荷和汽溫控制的常規(guī)操作。燃燒畫面包括6大風(fēng)機控制、6臺磨組控制、水煤比控制、燃料主控、給水流量控制、過熱器及再熱器減溫水控制和煙溫?fù)醢蹇刂频取?/p>

（8）設(shè)計時間顯示和轉(zhuǎn)速負(fù)荷顯示等專用畫面，替代時鐘和傳統(tǒng)后備監(jiān)視儀表，簡化集控室布置。

4.5 列表報警的設(shè)置

列表報警是值班人員監(jiān)控生產(chǎn)過程的主要手段。列表報警點數(shù)量龐大，和邏輯組態(tài)的關(guān)系密切。

OVATION系統(tǒng)的點類型中，和列表報警相關(guān)的有模擬量點（LA）、開關(guān)量點(LD)、打包點(LP)、站點點(DU)、節(jié)點點（RN）和模件點（RM）等幾種類型。站點點、節(jié)點點和模件點都是和硬件相關(guān)的點類型，它們的列表報警由系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。

各種點類型的列表報警設(shè)置中，共性部分有報警級別和報警組別。列表報警共分2級，1級為紅色，操作站有聲音提示；2級為黃色，無聲音提示。會引起主輔設(shè)備跳閘和需要值班人員特別關(guān)注的點設(shè)置為1級報警。列表報警組別的意義有2個：（1）如果沒有報警組別，不能發(fā)出報警；（2）方便篩選報警。

模擬量點設(shè)置時，一般把運行規(guī)程里的報警限值定義為高2值（或低2值），把跳閘定值定義為高3值（或低3值）。根據(jù)設(shè)備實際運行情況，把高2值（或低2值）適當(dāng)縮小，作為動態(tài)報警值設(shè)置到高1值（或低1值）。開關(guān)量點的設(shè)置工作主要是選擇哪些點（特別是中間點）作列表報警。打包點報警時只能顯示打包點的描述，不能顯示每一位的描述。出現(xiàn)打包點報警時，通過翻閱相應(yīng)流程畫面，確定故障原因。

為節(jié)省工作量，選擇在項目推進(jìn)的不同階段進(jìn)行不同點類型的列表報警設(shè)置工作。在分步調(diào)試前，根據(jù)IO清單設(shè)置模擬量和開關(guān)量IO點的列表報警。在整組啟動前，這時候邏輯組態(tài)已基本定型，根據(jù)邏輯圖逐頁設(shè)置中間點（包括模擬量點、開關(guān)量點和打包點）的列表報警，增補和修改中間點的描述，增補設(shè)計變更部分的列表報警。機組“168”試運后，把OVATION系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出為EXECL表格，篩選檢查所有的列表報警，重點整理完善模擬量點的報警定值。

4.6 軟光字牌報警的設(shè)計

4.6.1 DCS軟光字牌報警的設(shè)計思路

從機組運行安全、便于報警監(jiān)視等角度出發(fā)，軟光字牌報警系統(tǒng)有以下設(shè)計思路。

（1）機組的報警以列表報警為主、軟光字牌報警為輔的原則進(jìn)行設(shè)計，即列表報警涵蓋了機組全面的報警信息，而軟光字牌報警則提取列表報警中的重要報警，用聲光的形式表現(xiàn)出來。軟光字牌報警的源信號設(shè)置成最高級別的列表報警，在軟光字牌報警出現(xiàn)的同時也有最高級別的列表報警出現(xiàn)。軟光字牌報警和列表報警的確認(rèn)應(yīng)相互獨立，確認(rèn)列表報警時不會同時自動復(fù)歸軟光字牌報警。

（2）軟光字牌報警沿用常規(guī)光字牌報警裝置的形式，具有自動閃光、重復(fù)音響、人工復(fù)歸和音響試驗等功能。軟光字牌報警系統(tǒng)配置專用喇叭，喇叭的音量可調(diào)。軟光字牌報警畫面布置4個按鈕，分別為報警確認(rèn)、允許喇叭發(fā)聲、禁止喇叭發(fā)聲和喇叭聲音測試。禁止喇叭發(fā)聲功能一般用于機組調(diào)試和檢修期間。禁止喇叭發(fā)聲時軟光字牌報警畫面有“禁止喇叭發(fā)聲”的閃爍提示。機組啟動前應(yīng)投入喇叭發(fā)聲功能。

（3）軟光字牌報警集中于1幅畫面，分汽機、鍋爐、電氣3個區(qū)域。熱工監(jiān)控系統(tǒng)的故障報警一般分散到相應(yīng)工藝系統(tǒng)的軟光字牌，特別重要的或找不到合適的工藝系統(tǒng)時，采用單獨的軟光字牌。為了讓值班員在操作臺位置上能看清大屏幕上光字牌內(nèi)容，軟光字牌的總數(shù)量控制在99（11×9）塊以內(nèi)。主要輔機的跳閘和故障合用1塊軟光字牌，電動機跳閘時軟光字牌用紅色顯示，設(shè)備故障或參數(shù)超限時軟光字牌用黃色顯示。

（4）每個軟光字牌鏈接彈出窗口，彈出窗口顯示該軟光字牌報警的所有源信號，處于報警狀態(tài)和未處于報警狀態(tài)的源信號用顏色加以區(qū)分。共用1塊軟光字牌報警的源信號，如果其中一個源信號存在報警的情況下，另一個源信號再出現(xiàn)報警時仍應(yīng)有聲光提示。

（5）為盡量減少機組啟動后軟光字牌報警常亮的數(shù)量，采用電動機跳閘信號作為軟光字牌報警的源信號。電動機跳閘指的是驅(qū)動級典型圖上的跳閘報警信號，表示在啟動指令記憶的情況下電動機停運，可通過驅(qū)動級操作面板復(fù)歸電動機跳閘信號。

（6）模擬量測點用于軟光字牌報警時，高低值比較功能塊應(yīng)單獨組態(tài)，便于報警定值的調(diào)整。如果同時有調(diào)節(jié)用的測點和保護用的測點，把調(diào)節(jié)用和保護用的測點都作為軟光字牌報警的源信號。如果同時有顯示用的測點和調(diào)節(jié)用的測點，選擇調(diào)節(jié)用的測點作為軟光字牌報警的源信號。

4.6.2 軟光字牌報警源信號的收集原則

DCS軟光字牌報警具有任選進(jìn)入DCS的I/O點、通訊點和邏輯中間點作為報警源信號的優(yōu)勢，在設(shè)計DCS軟光字牌時，應(yīng)避免因選點原則不明確而出現(xiàn)選點過于龐雜、和列表報警功能重疊的缺點。根據(jù)DL5000—2000《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程》里有關(guān)熱工報警的設(shè)計規(guī)定，北侖三期DCS軟光字牌報警系統(tǒng)的選點有以下原則。

（1）主、輔設(shè)備跳閘，如鍋爐MFT、汽機跳閘、送風(fēng)機跳閘等。

（2）引起主設(shè)備跳閘（鍋爐MFT、汽機跳閘和發(fā)電機故障）的參數(shù)偏離正常范圍，包括一些原設(shè)計為跳閘條件而后改為報警的參數(shù)，如主蒸汽壓力高、汽機振動高等。

（3）主要輔助設(shè)備跳閘條件中的參數(shù)偏離正常范圍，包括一些原設(shè)計為跳閘條件而后改為報警的參數(shù)，如送風(fēng)機油壓低、凝泵軸承溫度高等。

（4）機組運行中特別需要關(guān)注的參數(shù)偏離正常范圍，包括緊急停爐、停機和故障停爐、停機條件中的參數(shù)偏離正常范圍，如鍋爐壁溫高、空預(yù)器出口煙溫高等。

（5）機、爐主要輔助設(shè)備故障，如送風(fēng)機運行90 s后出口隔離擋板未全開、電泵反轉(zhuǎn)等。

（6）冗余設(shè)備失去備用，如凝泵未投入備用。

（7）主要電氣設(shè)備故障。

（8）熱工監(jiān)控系統(tǒng)故障和熱工電源、氣源故障，主要包括熱工配電柜電源故障、MFT繼電器柜電源故障與控制器電源裝置故障、DEH電源故障、TSI（汽輪機監(jiān)視儀表）故障、MEH&METS故障、火檢柜故障和重要自動回路撤出等。

（9）用于保護和調(diào)節(jié)的模擬量測點之間的偏差大，如FSS控制器和MCS（模擬量控制系統(tǒng)）控制器的給水流量之間偏差大。

（10）針對多個條件同時滿足才動作的的保護，在其中一個條件滿足時，提前進(jìn)行報警。如再熱器保護、臨界火焰失去、循環(huán)水路中斷和凝結(jié)水路中斷等。

4.6.3 主重要保護信號的不一致報警

北侖三期軟光字牌報警系統(tǒng)設(shè)計了主重要保護信號的不一致報警，有防止誤動和拒動的作用，主要有以下幾種類型。

（1）來自現(xiàn)場的3個開關(guān)量信號之間的不一致報警，如3個爐膛壓力低低信號。

（2）來自現(xiàn)場的2個開關(guān)量信號之間的不一致報警，如FSS控制器的送風(fēng)機2個停運信號。

（3）2個通過DCS柜間接線的開關(guān)量信號和1個經(jīng)過通信總線的開關(guān)量信號之間的不一致，如3個總風(fēng)量低低信號。

（4）1個通過DCS柜間接線的開關(guān)量信號和1個經(jīng)過通信總線的開關(guān)量信號之間的不一致報警，如FSS控制器的空預(yù)器跳閘信號。

（5）FSS控制器里的軟MFT信號和MFT繼電器柜送到其他各控制器的MFT硬接線信號之間的不一致報警；FSS控制器的汽機跳閘信號和送到其他各控制器的汽機跳閘硬接線信號之間的不一致報警。

（6）重要輔機的電機狀態(tài)信號不一致。

4.7 數(shù)據(jù)庫建點設(shè)置

OVATION數(shù)據(jù)庫建點設(shè)置的相同選項通過默認(rèn)設(shè)置的方法實現(xiàn)，大部分區(qū)分設(shè)置的選項通過IO清單導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，需要特殊整理的主要有以下幾項。

（1）單位。

計量單位標(biāo)準(zhǔn)化包括流程畫面單位和點定義中的單位2部分。其中點定義中的單位標(biāo)準(zhǔn)化是基礎(chǔ)工作，需要落實在IO清單準(zhǔn)備階段，否則工程后期不但需要修改畫面，而且可能需要修改邏輯。

（2）小數(shù)位。

不同的參數(shù)有不同的小數(shù)位要求。小數(shù)位太少會影響參數(shù)顯示精度，小數(shù)位太多會引起參數(shù)不必要的頻繁刷新，影響值班員監(jiān)控生產(chǎn)過程的注意力。北侖三期根據(jù)參數(shù)的單位選擇小數(shù)位，例如單位為MPa的數(shù)值保留2位小數(shù)位，單位為℃的數(shù)值保留1位小數(shù)位。

（3）歷史點定義。

歷史庫收集模擬量點時需要定義死區(qū)，分量程百分比和工程單位2種，變化幅度超過死區(qū)后收入歷史庫。定義合適的死區(qū)，可以減少歷史點不必要的收集，延長保存時間。溫度信號的量程較大（如0～700℃），死區(qū)采用工程單位定義，一般定義為1℃。其他信號的死區(qū)采用量程百分比定義，一般定義為1%。機組主重要參數(shù)可適當(dāng)縮小死區(qū)定義，如負(fù)荷、爐膛負(fù)壓等。

5 DCS組態(tài)和調(diào)試的收尾工作

5.1 廢點清理

調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)有些現(xiàn)場設(shè)備的IO點和初始設(shè)計不符，這是IO點廢點產(chǎn)生的主要原因。通過設(shè)備廠家、設(shè)計院和調(diào)試單位等共同確認(rèn)可刪除這些IO點后，除了解線工作，軟件里需要刪除這些點相關(guān)的邏輯和畫面顯示，并把這些點從數(shù)據(jù)庫中刪除，相應(yīng)的通道改為備用通道。

組態(tài)過程往往出現(xiàn)建立了中間點但沒有用到的現(xiàn)象，這樣產(chǎn)生了中間點廢點。把這些沒有應(yīng)用于任何一張邏輯頁面的中間點廢點搜索出來，逐個檢查確認(rèn)后再刪除。

5.2 強制信號處理

由于工期緊張等原因，調(diào)試過程中在設(shè)備存在小缺陷或保護設(shè)計不合理時，有時會采取在DCS里強制相關(guān)信號的臨時措施。強制信號的隱患在于，如果DCS控制器閃存格式化，所有強制的信號會丟失；DCS下電時可能引起強制的信號出現(xiàn)混亂，過多的強制信號則會亂上加亂；部分測控信號（如限位開關(guān)）的強制會誤導(dǎo)運行人員的判斷。因此，機組正常運行時強制的信號越少越好。在機組整組啟動前，根據(jù)設(shè)備對象的不同情況修改相關(guān)邏輯，盡量減少強制的信號。

5.3 邏輯執(zhí)行順序整理

邏輯執(zhí)行順序（包括頁面和算法）會影響連鎖保護的正確動作，除了在組態(tài)和分步調(diào)試階段及時檢查邏輯執(zhí)行順序的合理性外，在機組整組啟動前，專項檢查主重要連鎖保護回路的執(zhí)行順序。

5.4 執(zhí)行批處理程序

由于邏輯組態(tài)的不規(guī)范等原因，會給OVATION控制器的正常工作帶來影響。在機組整組啟動前，執(zhí)行控制建立器（CONTROL BUILDER）的專用批處理程序，完成邏輯圖的全面檢查和編譯，然后再重裝所有控制器。

5.5 報警定值整理

在機組通過“168”后，利用調(diào)停機會，熱控、機務(wù)和運行等相關(guān)人員全面檢查修改了列表報警和軟光字牌報警的定值。

6 結(jié)論

在DCS項目準(zhǔn)備階段，電廠和設(shè)計院、DCS廠家等參建方一起，不但明確了DCS設(shè)計框架，而且對組態(tài)的細(xì)節(jié)處理形成了統(tǒng)一的意見。這不僅確保了項目的順利推進(jìn)，還減少了后期組態(tài)和調(diào)試過程中的重復(fù)勞動，但以下2方面還須進(jìn)一步完善：

（1）IO清單準(zhǔn)備階段，設(shè)計院提供的有些設(shè)備和信號的中文描述不符合本廠習(xí)慣用法，因為沒有在初始階段予以明確，即使以后修改了設(shè)備在現(xiàn)場、系統(tǒng)圖和規(guī)程等地方的命名，但在DCS組態(tài)過程中這些描述已經(jīng)擴散，很難全面修改。

（2）DCS組態(tài)的易讀性規(guī)則執(zhí)行得不夠，用了較多的通用圖符，和SAMA（美國科學(xué)儀器廠商協(xié)會）的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)仍有不小差距，這和工期緊張有關(guān)。

[1]朱北恒.火電廠熱工自動化系統(tǒng)試驗［M］.北京：中國電力出版社，2006.

[2]安玉祥.DCS在火電廠的應(yīng)用與發(fā)展[J].電力建設(shè)，2003，24（11）：37-39.

[3]余小敏.空壓機壽命管理的優(yōu)化設(shè)計［J］.浙江電力，2009，28（3）：28-30.

[4]賀賢峰.1000MW超超臨界機組控制系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化［J］.浙江電力，2009，28（2）：23-25.

[5]王瀟.火電廠DCS失電故障原因分析及應(yīng)對措施［J］.熱力發(fā)電，2009，38（7）：100-101.

[6]譚茂強.大機組電氣DCS監(jiān)控問題的研究[J].電力建設(shè)，2001，22（10）：62-64，68.

[7]魯曉莽.OVATION分散控制系統(tǒng)在阜新發(fā)電廠的應(yīng)用［J］.東北電力技術(shù)，2004，25（11）：26-27，46.

[8]DL 5000—2000火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程[S].

[9]DL/T 5175—2003火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)定[S].

[10]DL/T 774—2004火力發(fā)電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護規(guī)程[S].