上海電力設(shè)計(jì)院有限公司 田 卉

Symphony分散控制系統(tǒng)在外高橋第一發(fā)電廠脫硫裝置中的應(yīng)用

上海電力設(shè)計(jì)院有限公司 田 卉

對外高橋第一發(fā)電廠脫硫裝置Symphony分散控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，著重介紹了它的系統(tǒng)組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、硬件配置及控制系統(tǒng)功能，并提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議。

脫硫裝置（FGD）；分散控制系統(tǒng)（DCS）；Symphony；可編程序控制器（PLC）操作員站；工程師站

1 工程概況

上海外高橋一廠為4臺300MW燃煤火力發(fā)電廠。在1號、2號機(jī)組的引風(fēng)機(jī)和煙囪之間新建了兩套為其配套的脫硫裝置（FGD），該裝置采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。

兩套脫硫裝置集中布置在吸收塔區(qū)域和輔助區(qū)域。吸收塔區(qū)域主要布置為兩臺機(jī)組脫硫裝置配備的增壓風(fēng)機(jī)、氣氣加熱器（GGH）、吸收塔、漿液循環(huán)泵等主要設(shè)備；輔助區(qū)域則主要布置兩套脫硫裝置共用的輔助系統(tǒng)設(shè)備，如石灰石磨制輸送系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)等。

2 SymphonyDCS概況

脫硫裝置的控制系統(tǒng)采用Symphony分散控制系統(tǒng)（DCS），在電廠1號、2號機(jī)組控制室，設(shè)置脫硫DCS操作員站，運(yùn)行人員以此人機(jī)接口實(shí)現(xiàn)脫硫裝置啟停、運(yùn)行工況的監(jiān)視和調(diào)整，停機(jī)和事故處理。

在吸收塔區(qū)域及輔助區(qū)域，分別設(shè)就地控制室、電子設(shè)備室等，布置脫硫裝置的盤、臺、柜、DCS操作員站（用于調(diào)試）、工程師站。

脫硫裝置設(shè)置2套獨(dú)立的Symphony分散控制系統(tǒng)（DCS），具體為：2臺機(jī)組設(shè)置1套吸收系統(tǒng)DCS、2臺機(jī)組設(shè)置1套輔助系統(tǒng)DCS。DCS實(shí)際I/O點(diǎn)數(shù)為：1號機(jī)吸收區(qū)域1100點(diǎn)，2號機(jī)吸收區(qū)域1100點(diǎn)，輔助區(qū)域1200點(diǎn)。

吸收系統(tǒng)DCS及輔助系統(tǒng)DCS硬件完全獨(dú)立，公用一個(gè)操作網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于1套DCS系統(tǒng)。輔助區(qū)域的石灰石磨制輸送系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)采用可編程序控制器（PLC），其上位機(jī)為DCS的操作員站，PLC與DCS的通訊協(xié)議為MODBUS，這兩個(gè)系統(tǒng)的模擬量控制由DCS實(shí)現(xiàn)，此外由PLC實(shí)現(xiàn)。

3 Symphony DCS系統(tǒng)

3.1 Symphony系統(tǒng)組態(tài)

Symphony按功能分散、系統(tǒng)分散的原則進(jìn)行硬件配置。

3.2 Symphony網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

Symphony的通信網(wǎng)絡(luò)分為4層：操作網(wǎng)絡(luò)（Onet）、控制網(wǎng)絡(luò)（Cnet）、，控制總線(C.W)、I/O擴(kuò)展總線（X.B）。

通信介質(zhì)：光纖及同軸通訊電纜。

3.3 Symphony硬件配置

（1）控制器

配置40個(gè)即20對控制器（BRC）。表1、表2分別列出了各對控制器下配置的I/O點(diǎn)數(shù)和實(shí)際使用的I/O點(diǎn)數(shù)。其中1號機(jī)FGD用FGD1表示，2號機(jī)FGD用FGD2表示，F(xiàn)GD輔助系統(tǒng)用COM表示，控制器（BRC）單位為對。每個(gè)控制器處理外部標(biāo)簽 1024點(diǎn)，內(nèi)部標(biāo)簽1024點(diǎn)。

（2）I/O模塊類型及點(diǎn)數(shù)

I/O模塊類型，模擬量輸入模塊（4～20mA，TC，RTD）,模擬量輸出模塊（4～20mA），開關(guān)量輸入模塊，開關(guān)量輸出模塊，脈沖輸入模塊，控制模塊（模入、模出、開入、開出）。

I/O總點(diǎn)數(shù)為4278（詳見表1），I/O實(shí)際總點(diǎn)數(shù)為3247。（詳見表2），備用點(diǎn)數(shù)為1031點(diǎn)，I/O備用率24%。

I/O模塊配置，AI:30塊，AO:2塊，DI:90塊，DO:53塊，PI:4塊，總計(jì)204塊。

（3）Symphony系統(tǒng)硬件設(shè)備

Symphony系統(tǒng)硬件設(shè)備為系統(tǒng)柜8面、端子柜14面、工程師站2套、操作員站8套、彩色激光打印機(jī)5臺、點(diǎn)陣打印機(jī)5臺。

（4）Symphony系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)及控制器特點(diǎn)

1）通信網(wǎng)絡(luò)

Symphony系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)具有多層、獨(dú)立、不同通信方式的結(jié)構(gòu)，各層通信網(wǎng)各具特點(diǎn)及優(yōu)勢。

表1 I/O總點(diǎn)數(shù)配置一覽表

表2 I/O實(shí)際用點(diǎn)數(shù)配置一覽表

●操作網(wǎng)絡(luò)（Onet）為以太網(wǎng)，Symphony系統(tǒng)的開放性得以真正體現(xiàn)。

●控制網(wǎng)絡(luò)（Cnet）為冗余環(huán)網(wǎng)，控制網(wǎng)絡(luò)的子環(huán)最大可掛250個(gè)節(jié)點(diǎn)，傳輸速率為10M波特。在控制網(wǎng)絡(luò)上，各節(jié)點(diǎn)間沒有主從之分?？刂凭W(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的最大距離2000～4000米。

●控制總線(C.W)位于Symphony系統(tǒng)現(xiàn)場控制單元內(nèi)，用于控制器之間的數(shù)據(jù)交換?？偩€結(jié)構(gòu)、兩端不封閉、無主從之分。該通訊介質(zhì)已被預(yù)制在模塊安裝單元背面印刷電路版上，只要插上模塊就會自動上網(wǎng)參與數(shù)據(jù)交換。

●一條控制總線可掛32個(gè)控制器。

●I/O擴(kuò)展總線（X.B）為控制器控制I/O子模塊提供了通道，每個(gè)I/O擴(kuò)展總線可掛64個(gè)I/O模塊，該通訊介質(zhì)已被預(yù)制在模塊安裝單元背面印刷電路版上，只要插上模塊就會自動上網(wǎng)參與數(shù)據(jù)交換。

2）橋控制器BRC

40個(gè)橋控制器（參見表2）。橋控制器是一高性能、大容量的過程控制器，它具有如下主要特點(diǎn)：冗余的控制器、冗余化結(jié)構(gòu)、高速處理能力、表面安裝技術(shù)、對等通訊、向下兼容、在線組態(tài)、具有3種不同用途的存儲器（1M只讀存儲器ROM、2M共享存儲器SRAM、512K非易失存儲器NVRAM）、具有3種不同的工作方式（組態(tài)方式、執(zhí)行方式、出錯(cuò)方式）、具有多種類型控制方案（可同時(shí)完成模擬量控制、順序控制及數(shù)據(jù)采集等任務(wù)）、具有多任務(wù)操作系統(tǒng)（一個(gè)BRC的控制策略可分成8個(gè)不同部分，并且每一部分具有不同的執(zhí)行周期。）

3.4 Symphony控制系統(tǒng)功能

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 主要包括:顯示、記錄、歷史數(shù)據(jù)的存儲和檢索（HSR）、性能計(jì)算等功能。脫硫裝置的性能計(jì)算包括機(jī)組脫硫效率（SO2去除率）計(jì)算、石灰石利用率計(jì)算、熱交換器能量平衡效率計(jì)算、單元機(jī)組FGD脫硫成本計(jì)算和風(fēng)機(jī)和石灰石漿泵效率計(jì)算內(nèi)容。

（2）模擬量控制系統(tǒng) 包括脫硫裝置（FGD）旁路擋板差壓控制、吸收塔pH值控制、給料機(jī)石灰石量控制、磨石機(jī)進(jìn)口風(fēng)溫度控制、石灰石漿液箱液位控制、石灰石漿液密度控制、真空皮帶脫水機(jī)石膏厚度控制、FGD廢水流量控制、FGD廢水處理系統(tǒng)pH值控制、FGD廢水處理系統(tǒng)氧化性控制等。

（3）順序控制實(shí)現(xiàn)FGD系統(tǒng)的自動順序邏輯操作、功能組級、子組級及驅(qū)動級，以子組級為主和聯(lián)鎖及保護(hù)功能。

1）功能組單元機(jī)組吸收系統(tǒng)啟動/停止主功能組、單元機(jī)組吸收系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)啟動/停止主功能組、公用單元石灰石系統(tǒng)啟動/停止主功能組（由PLC完成）、公用單元石膏脫水系統(tǒng)啟動/停止主功能組、廢水處理系統(tǒng)功能組（由PLC完成）、電氣系統(tǒng)功能組等。

2）子組吸收塔再循環(huán)泵子組、吸收塔漿液泵子組、吸收塔氧化風(fēng)機(jī)子組、吸收塔除霧器清洗子組、吸收塔液位控制子組、FGD冷卻水系統(tǒng)子組、吸收區(qū)域排水池液位控制子組、吸收系統(tǒng)空壓站控制子組、煙氣系統(tǒng)GGH子組、煙氣系統(tǒng)GGH高壓反洗水子組、煙氣系統(tǒng)BUF子組等。

3）FGD系統(tǒng)的保護(hù)項(xiàng)目 FGD煙氣溫度保護(hù)、BUF保護(hù)、GGH保護(hù)、吸收塔再循環(huán)泵保護(hù)、空壓機(jī)保護(hù)、氧化風(fēng)機(jī)保護(hù)、石灰石給料機(jī)保護(hù)、石灰石磨粉機(jī)保護(hù)、各泵控制保護(hù)等。

（4）電氣系統(tǒng)對如下設(shè)備進(jìn)行控制 6kV進(jìn)線斷路器、6kV聯(lián)絡(luò)斷路器、6kV饋線及變壓器回路斷路器、6kV電動機(jī)回路斷路器、380V PC及MCC進(jìn)線斷路器、380V PC及MCC聯(lián)絡(luò)斷路器、380V電動機(jī)回路斷路器或接觸器。

4 分散控制系統(tǒng)優(yōu)化

Symphony配置過多控制器，若減少控制器，將降低工程費(fèi)用。對控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化如下：

（1）采用一套分散控制系統(tǒng)，脫硫裝置除廢水處理系統(tǒng)外都進(jìn)DCS控制。

（2）控制器由20對減少到13對，即減少了7對14個(gè)控制器，從而大大降低DCS成本。具體控制器分配見表五。

（3）減少控制對象進(jìn)DCS的I/O點(diǎn)數(shù)。

（4）廢水處理系統(tǒng)采用PLC控制，掛在操作網(wǎng)絡(luò)上。

（5）設(shè)4個(gè)操作員站。

（6）1個(gè)工程師站。

（7）5臺打印機(jī)。

（8）保留吸收區(qū)及輔助區(qū)的電子設(shè)備室，只設(shè)1個(gè)控制室。

5 結(jié)語

外高橋一廠脫硫裝置Symphony控制系統(tǒng)組態(tài)、硬件配置是合理的，尤其是Symphony系統(tǒng)的2個(gè)與眾不同優(yōu)點(diǎn)：一是控制器的“多任務(wù)操作”功能，應(yīng)用在MCS、DAS和SOE上，使一個(gè)控制器在不同時(shí)段完全獨(dú)立處理不同的功能；二是AI混合模塊，使測溫信號與4～20Ma信號位于同一模塊，使DCS的I/O點(diǎn)能夠按系統(tǒng)分配，便于現(xiàn)場安裝接線，節(jié)省電纜。

Symphony分散控制系統(tǒng)投運(yùn)多年，至今一直可靠運(yùn)行，它在外高橋一廠2x300燃煤機(jī)組脫硫裝置中的應(yīng)用，為脫硫裝置的分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)樹立榜樣，起了很好的示范作用。

越南發(fā)明南瓜形風(fēng)力發(fā)電機(jī)為家庭供電

據(jù)報(bào)道，越南南部檳椥省的陳青青日前發(fā)明一款南瓜形狀的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，并獲國家專利。

這款風(fēng)力發(fā)電機(jī)直徑為2米，有10片風(fēng)葉，能捕捉來自不同方向的風(fēng)。風(fēng)能先被儲存于電池內(nèi)，經(jīng)由電源變化器轉(zhuǎn)成220V后，便可以直接使用。家用電器如電燈、風(fēng)扇、電視及熨斗等均可依靠這臺發(fā)電機(jī)來供電。一臺發(fā)電機(jī)能提供給家庭足夠的電量。

如今，已有多家公司建議與陳青青合作，推出這款南瓜型發(fā)電機(jī)產(chǎn)品。

（摘自美國ABC）

奉賢區(qū)認(rèn)真抓好四季度節(jié)能降耗工作

近日，奉賢區(qū)發(fā)改委召開第四季度節(jié)能降耗工作會議。會上，各鎮(zhèn)、開發(fā)區(qū)對今年節(jié)能降耗工作情況進(jìn)行了交流并就下階段節(jié)能工作進(jìn)行討論；區(qū)統(tǒng)計(jì)局、區(qū)質(zhì)監(jiān)局、區(qū)經(jīng)委、區(qū)發(fā)改委分別就單位增加值能耗及能源總量的計(jì)算方法、正在籌建的能源計(jì)量在線監(jiān)測項(xiàng)目、奉賢區(qū)清潔能源替代工作進(jìn)展情況及節(jié)能技改項(xiàng)目申報(bào)工作、2013年市對奉賢區(qū)節(jié)能降耗的考核結(jié)果以及全區(qū)前三季度節(jié)能降耗指標(biāo)完成情況進(jìn)行通報(bào)和交流。

會議號召全區(qū)上下共同努力，確保完成年初制定的節(jié)能降耗目標(biāo)，為完成奉賢區(qū)“十二五”節(jié)能降耗目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

（奉賢）

虹口區(qū)有序推進(jìn)節(jié)能減排工作

今年以來，虹口區(qū)以加強(qiáng)重點(diǎn)用能單位管理、提升建筑節(jié)能水平和加強(qiáng)公共機(jī)構(gòu)節(jié)能為抓手，有序推進(jìn)節(jié)能減排各項(xiàng)工作。上半年全區(qū)單位增加值能耗下降8.29%；能耗消費(fèi)總量為33.47萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同比增長1.13%。

虹口區(qū)2014年節(jié)能減排重點(diǎn)工作由九個(gè)方面共50項(xiàng)內(nèi)容構(gòu)成，包括推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能項(xiàng)目建設(shè)，支持創(chuàng)建綠色建筑、既有建筑節(jié)能改造示范項(xiàng)目、節(jié)能示范工地項(xiàng)目等。

（虹口）

Application of Symphony Distributed Control System in Waigaoqiao no.1 Power Plant Desulfurization Device

Tian hui

It introduces Symphony distributed control system(DCS)in waigaoqiao no.1 power plantdesulfurization device.Itmainly introduces system configuration,network structure, hardware configuration and control system function. It also puts forward suggestions of optimizing design.

Flue gas desulfurization(FGD),distributed control system(DCS),symphony, PLC,operator station,engineer station