大唐保定熱電廠#10、#11機組為2×200MW燃煤發(fā)電供熱機組。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；汽輪機是由哈爾濱汽輪機有限責(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、凝汽供熱式汽輪機組；DCS系統(tǒng)采用北京國電智深控制技術(shù)有限公司生產(chǎn)的EDPF-NTplus分散控制系統(tǒng)，DPU硬件型號為DPUⅡ，軟件版本為1.0，單臺機組設(shè)置操作員站5臺，工程師站1臺，歷史站1臺，SIS接口站1臺，DPU控制器14對，#10、#11機組公用DCS系統(tǒng)DPU控制器6對，測點總數(shù)約12000點，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由冗余配置的實時數(shù)據(jù)網(wǎng)A網(wǎng)、B網(wǎng)組成傳遞實時數(shù)據(jù)，通訊速率10Mbps/100Mbps。整個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)計上不夠完善，在實際使用過程中也暴露了很多的問題。

2009年9月21日17時22分，

#10機組汽包水位自動控制信號突然給到最大值，導(dǎo)致給水泵勺管執(zhí)行機構(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51分01秒，

#10機組MFT動作，機組停運，經(jīng)檢查為#1、#61DPU雙機自動切換時出現(xiàn)搶權(quán)現(xiàn)象，導(dǎo)致信號誤發(fā)，機組停運；

#10、11機組中多次出現(xiàn)DPU脫網(wǎng)，畫面部分測點無法顯示等現(xiàn)象，自檢軟件對設(shè)備脫網(wǎng)情況無法正常監(jiān)測；

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

2010年至2011年，#10機組DPU5、DPU6相繼出現(xiàn)故障并進行更換；

另外#10、#11機組DCS系統(tǒng)DPU控制器為早期產(chǎn)品DPUⅡ型控制器，目前北京國電智深公司已進行硬件升級，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)升級迫在眉睫。

2014年，大唐保定熱電廠#10、#11機組相繼進行A級檢修，利用檢修機會對#10、#11機組及主機組公用DCS系統(tǒng)進行了升級。為保證整個DCS系統(tǒng)升級后的完整性和兼容性，升級前把單元機組和公用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分開，分步對#10機組、公用系統(tǒng)、#11機組進行升級，待全部升級完成后，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升級過程介紹

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

（1）第一步升級在2014年5月，利用#10機組停機，解除#10機組與公用系統(tǒng)的交換機并聯(lián)，首先對#10機組DCS進行全面升級。

因公用系統(tǒng)組態(tài)文件工程目錄在#10機組工程師站，而公用系統(tǒng)正在運行，為了保障在進行#10機組升級過程中及升級完成后不影響公用系統(tǒng)及#11機組系統(tǒng)的運行及安全，升級前在公用系統(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)以及歷史記錄和運行操作、維護。

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)交換機上，同時IP地址設(shè)置為公用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址，備份#10機組及公用系統(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機組與公用系統(tǒng)的交換機并聯(lián)，使#10機組與公用系統(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機組獨立處于一個網(wǎng)絡(luò)，公用系統(tǒng)與#11機組處在一個網(wǎng)絡(luò)，且不在同一個域，#11機組可以監(jiān)視操作公用系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)示意圖見圖2。

對#10機組進行全面升級，包括DPU軟件升級和操作系統(tǒng)軟件升級，且不對公用系統(tǒng)或#11機組產(chǎn)生任何影響。

（2）第二步升級在#10機DCS升級完成后進行，對公用DCS系統(tǒng)進行升級。因公用DCS系統(tǒng)正在運行，需要對公用系統(tǒng)DPU內(nèi)DO輸出點進行檢查，如DO點狀態(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)，升級出現(xiàn)問題可能造成#11機組停運。升級時由運行人員就地監(jiān)視，一旦出現(xiàn)問題進行就地搶合。

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

（3）前兩步升級完成后，進行#10機組與公用系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)連接的工作，檢查#10機組和公用系統(tǒng)DPU運行正常，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)新增的臨時工控機網(wǎng)絡(luò)接口。連接#10機組與公用系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)接口，恢復(fù)#10機組與公用系統(tǒng)并聯(lián)狀態(tài)，獨立出#11機組DCS網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)示意圖見圖4。

上述工作完成后，僅#10機組可對公用系統(tǒng)進行監(jiān)視操作，#11機組循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備須在#10機組監(jiān)視操作，待#11機組停運檢修時，對#11機組進行升級。

（4）第三步升級在2014年8月#11機組A級檢修期間進行，對#11機組DCS系統(tǒng)進行升級。升級完成后#11機組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升級改造后出現(xiàn)的異常現(xiàn)象及分析處理

（1）#10機組和公用DCS系統(tǒng)完成升級后發(fā)現(xiàn)#10機組#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，做顯示或報警處理，主要有直流系統(tǒng)電壓、電流、對地電阻等相關(guān)參數(shù)。

通過查詢歷史趨勢，自#10機組DCS系統(tǒng)軟件版本從1.0升級至1.31版本后，COM卡顯示數(shù)據(jù)就不再變化，模擬量輸入信號趨勢為一條直線，數(shù)字量輸入也保持為升級前狀態(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）通過與機組其他COM卡進行比較確認，#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機組DCS系統(tǒng)軟件升級后也存在同樣的問題，按照上述方法一并解決。

（2）DCS系統(tǒng)整體升級完成后進行網(wǎng)絡(luò)連接過程中，將公用DCS系統(tǒng)交換機A網(wǎng)網(wǎng)線連接到總交換機A網(wǎng)端口時，發(fā)現(xiàn)#10機組部分測點與公用DCS系統(tǒng)測點均顯示離線狀態(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交換機網(wǎng)線，又出現(xiàn)同樣故障。為避免故障擴大，暫時未恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)，保持三網(wǎng)獨立的結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過對#10、#11、公用DCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分析，認為A網(wǎng)總交換機存在故障。#11機組A網(wǎng)并入總交換機A網(wǎng)時，因?qū)崟r數(shù)據(jù)量較大且交換機端口故障，造成通信阻塞。更換A網(wǎng)總交換機，未出現(xiàn)異常。A網(wǎng)運行正常后，將#11機組B網(wǎng)并入總交換機B網(wǎng)，并網(wǎng)過程中無異常，進一步證明了A網(wǎng)總交換機端口故障。

A網(wǎng)總交換機為2008年更換，在此次升級過程中出現(xiàn)了故障，是由于設(shè)備使用周期較長老化造成。由于機組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和人機接口設(shè)備，保證DCS系統(tǒng)性能滿足要求。

4結(jié)束語

DCS控制系統(tǒng)是機組控制的核心部件，在對系統(tǒng)進行升級改造時，應(yīng)嚴格按照《DLT659-2006火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)驗收測試規(guī)程》要求，對系統(tǒng)進行各項試驗，檢查網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負荷率符合如下要求：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荷率不得超過40％。數(shù)據(jù)通信總線的負荷率，以太網(wǎng)應(yīng)不大于20%，其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)不大于40%。

加強DCS系統(tǒng)維護工程師培訓(xùn)，采用規(guī)范的方法進行日常檢查和維護：對系統(tǒng)軟件按時進行備份，嚴格執(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，嚴格根據(jù)要求進行系統(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)生故障時及時進行更換。

DCS控制技術(shù)發(fā)展日新月異，現(xiàn)在形勢要求我們需要不斷對控制系統(tǒng)進行升級或改造才能滿足現(xiàn)場設(shè)備需求，但由于維護人員對新技術(shù)掌握需要一定時間，新技術(shù)應(yīng)用也需要經(jīng)過時間來驗證，設(shè)備升級改造會對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)勢完全體現(xiàn)出來。