西门子T-XP分散控制系统在广东国华台山电厂的应
西门子T-XP集散控制系统在广东华台山电厂的应用作者：匿名2008年1月23日193360:55
:频道关键字：介绍台山电厂DCS控制系统T-XP的情况以及内新技术的使用情况。通过列举调试和运行中出现的问题，为在建和已建成电厂的DCS选型、调试和维护提供参考。关键词：dcsiteperm-XP通信新技术解决方案1台山电厂概述1.1锅炉型号：SG-2026/17.5-M905(美CE公司进口)，亚临界一次中间再热燃煤控制循环汽包锅炉，单炉倒U型敞开式布置，燃造渣烟煤，燃烧器六层煤，采用两级点火(高能点火点燃轻柴油，轻柴油再点燃煤粉)。汽温调节方式：过热蒸汽采用二次喷水减温方式调节，再热蒸汽温度主要采用摆动燃烧器调节，再热器入口管设置应急喷水。1.2汽轮机型号：N600-16.7/537/537(美西屋公司进口)，亚临界，一次中间再热，四缸四排气，高、中压分缸，双流低压缸，单轴冲击冷凝式汽轮机。汽轮机液压控制油系统与润滑油系统分开，小汽轮机和主机共用一套耐火液压控制油系统。水轮机调速采用数字电液控制系统。1.3发电机型号：QFSN-600-2(美西屋公司进口)，水-氢-氢冷却方式的汽轮发电机。1.4广东华粤电山电厂一期工程2600兆瓦机组集散控制系统(以下简称集散控制系统)由西门子电站自动化有限公司设计制造.DCS可以完成数据采集(DAS)、模拟控制(MCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制(SCS)、电气控制(ECS)等功能，并具有DEH、MEH操作员站和其他控制系统的监控功能(带数据通信接口)。5月，完成了系统的联合调试和综合测试。现场各系统的静态调试应在5月中旬至10月中旬进行。10月21日，机组正式投入运行，各系统开始动态调试。12月下旬，系统基本投入运行，所有系统投入使用，工作正常。2西门子DCS-teletermXP介绍台山电厂600WM机组teleterm-XP集散控制系统的硬件结构。从图中可以看出，T-XP系统(1号机组包括公共系统)采用一对一容错的SINECH1FO工厂总线和一对一容错的SINECH1FO终端总线，通信介质为光纤。公共系统和单元1、2通过终端总线上的网桥连接，保证公共系统的设备可以在单元1和单元2中进行监控和操作。
1号机组(含公共系统部分)运行监控系统(OM650)有6个操作员站终端(ots)，每个终端配有一个鼠标和一个21英寸CRT平板显示器，OT1配有一个键盘，其中一个操作员站终端使用两个大屏幕显示器；有4台打印机/硬拷贝机，分别连接到操作员站OT1/OT2/OT3/OT4。1.为具有冗余配置的历史数据记录站提供一个用于历史数据备份的磁光盘驱动器；两台与其连接的网关计算机(XU)，一台用于单元1，一台用于公共系统；西门子T-XP分布式控制系统先有的四对冗余配置的过程处理单元(PU)计算机，其中一对是用于历史数据记录和过程处理功能的共用系统部分；1个工程师站(ES680)，配有激光打印机和数字音频磁带播放器(dat)，用于数据备份；自动控制系统AS有13个控制站(AS620-B)，其中2个控制站为公共系统所用，另外还有一套专用控制站(as620-f)，用于在DCS中实现FSSS功能。其中，控制站柜内有16个单柜(公共系统的5、8号控制站和1号控制站内安装有远程IO站，用于收集、监测和控制锅炉区的蒸汽、水和烟气，汽轮机区的抽汽和循环水，公共系统的燃料)；继电器柜10个单柜；端子台有29个单柜(提供端子台是因为控制柜内缠绕压接使用专用工具)；配电柜的四个单柜用于集中供电给控制柜、通讯柜和电脑柜、远程IO柜和操作员站的打印机设备)；电脑机柜用3个单柜；两个机柜用于与外部系统通信(一个用于公共系统，一个用于单元1)。3.西门子集散控制系统在台山电厂应用的新技术。台山电厂设计中，辅助外部系统应接入集散控制系统进行集中监控。当其他控制系统采用的硬件类型与DCS系统不同时，DCS系统与这些控制系统之间的数据通信采用可灵活配置并提供以太网(TCP/IP)通信接口和Modbus485/RS-485/RS-232通信接口的通信模块(CM)实现。目前，台山电厂与DCS集中监控相连的辅助系统有：(1)汽机数字电液控制系统(DEH)采用双向冗余数据通信接口，DCS系统操作员站完成汽机所有的运行和监控功能，即通过DEH和DCS共享操作员站(2)与给水泵汽轮机电液控制系统(MEH)(两套)之间的双向冗余数据通信接口。集散控制系统操作员站完成给水泵汽轮机的所有运行和监控功能，即共享操作员站(3)与汽轮机旁路控制系统(BPC)之间采用双向冗余数据通信接口，即共享操作员站(4)与锅炉吹灰程控系统(PLC)之间采用双向数据通信接口。操作人员通过集散控制系统操作站完成所有吹灰器的全顺序控制和局部顺序控制启停操作，并调整所有吹灰器状态显示器(5)与两个空气预热器之间的间隙。 #p#分页标题#e#
置（PLC）之间分别采用双向数据通讯接口(6)与炉底捞渣机控制装置（PLC）之间分别采用双向数据通讯接口，运行人员通过DCS系统的操作员站完成炉底捞渣机顺序启/停操作，以及状态显示(7)与汽机安全监视仪表（TSI）（一套）和给水泵汽轮机安全监视仪表（TSI）（二套）本特利3500系统之间分别采用数据通讯接口(8)与两套凝汽器胶球清洗程控系统（PLC）之间分别采用双向数据通讯接口(9)与锅炉炉管泄漏监测系统之间采用数据通讯接口(10)与电除尘器控制系统之间采用双向数据通讯接口(11)与凝结水精处理控制系统（PLC）之间采用双向数据通讯接口，运行人员通过DCS系统的操作员站完成主要设备操作与主要参数监视(12)与电气发电机-干式变压器组保护系统之间采用数据通讯接口(13)与电气直流电源系统之间采用数据通讯接口(14)与电气保安电源系统之间采用数据通讯接口(15)与电气启-备变保护之间采用数据通讯接口西门子公司提供的与外系统通讯接口的通讯模件（CM）是一种基于PC机的架构、开放的、可以通过不同的总线协议实现DCS与外系统的数据交换，从而达到DCS对使用不同控制硬件的控制系统的集中监控。目前该通讯模件（CM）已经发布了MODBUS和IEC60870协议版本，其他协议还包含了TCP/IP、DH 、GeneralElectricGSM、SIMATICH1等协议。在台山电厂的DEH/MEH和凝结水精处理控制系统之间使用的是TCP/IP总线协议，冗余配置，其他接入DCS的外系统使用的是MODBUS总线协议。每个通讯模件（CM）提供6个串口基于MODBUS协议与外系统进行连接。由于MODBUS是际上广泛使用的通讯协议，各个自动控制厂家都提供了基于MODBUS协议的接口，通过西门子公司提供的通讯模件(CM)可以很容易地与其他厂家的控制系统进行连接整合。通讯模件（CM）控制器设置为RTU传输模式，其数据传输通信使用主-从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询），其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。错误检测域的内容是通过对消息内容进行16位的循环冗长检测方法得出的，但是通讯模件（CM）不支持广播电报方式。通讯模件里的任意一个串口都可以用于单先操作一个MODBUS系统，每个接口界面既可以作为主设备进行操作也可以作为从设备进行操作。通讯模件通过MODBUS总线协议与外系统连接的概貌图如下在西门子TXP里，通讯模件（CM）可以近似为挂在工厂总线（PlantBus）上的一个控制站（AS620），通过操作和监视系统（OM650）对其连接的控制站进行操作和监视，通过工程师站（ES680）对通讯模件进行组态，对于与外系统的接口参数如传输波特率、奇偶校验位在通讯模件（CM）内部进行设置通讯模件的端口设置如下：;-------------------------------------------;ModbusMaster;SerialInterface3[ModbusMaster_1]PortAdr=0x3E8Irq=7Baudrate=38400Parity=EvenStopBits=1DataBits=8;Hardwarehandshakeactivenurf黵RS485:RtsCts=1;Angabeinms,wielangeaufeineR點kantwortmax.gewartetwirdTimeout=1000;AnzahlzulaessigeTimeoutsbevorMeldungerzeugtwirdMaxTimeoutCount=3;Angabeinms,inwelchenZeitintervalleinLebenszeichentelegramm;(FC8)zudenangeschlo遝nenSlavesgesendetwird;LoopBackTime=1000;AnzahlderL點keninderModbusadressierung;Dummys=5;TimedelaybetweeneachrequesttelegraminmsDelay=100;ReadCoilStatus(Code1)RCS-Offset=-1;ReadInputStatus(Code2)RIS-Offset=-1;ReadHoldingRegister(Code3)RHR-Offset=-1;ReadInputRegister(Code4)RIR-Offset=-1;ForceSingleCoil(Code5)FSC-Offset=-1;PresetSingleRegister(Code6)PSR-Offset=-1;ForceMultipleCoils(Code15)FMC-Offset=-1;PresetMultipleRegister(Code16)PMR-Offset=-1通讯模件（CM）的数据采集、控制组态在ES680里完成，如同T-XP的逻辑组态一样，以功能块化、参数化进行组态，直观、易懂、快捷，其组态的画面如下图。4 西门子公司的T-XP分散控制系统在台山电厂的运用是成功的，但是由于台山电厂是西门子公司T-XP在内在产600WM机组上的先次使用，在调试和运行期间遇到了一些问题，但是通过各方的努力都得到了很好的解决方案，如：(1)电源插座内部烧蚀导致电源接触不良导致过程处理单元（PU）死机，从而影响部分重要过程数据无法监控达20分钟，开始由于西门子公司技术人员判断为系统故障导致死机，以致由于插座接触不良的同一个原因造成过程处理单元（PU）死机的现象出现了两次。更换了有接触不良的插座并彻底检查了其他电源插座后至今未出现过电源插座接触不良导致的计算机死机问题。(2)系统组态过程中由于西门子公司技术人运的疏忽导致上下层单元的数据不一致。结果过程处理单元不断循环向外系统通讯模件（CM）发送请求信息，导致网路故障，结果造成过程处理单元（PU）死机，直接影响操作员站（OT）的监控，恢复过程监控功能长达25分钟。对上下层单元数据进行重新核对后并进行修改后至今未出现过该现象。(3)鼠标在操作员站的运动轨迹不灵活，由于操作员站是使用的REDHATLINUX操作系统（以往使用SCOUNIX），T-XP操作员站软件与LINUX操作系统的存在兼容性问题，后来重新设置T-XP里的鼠标相关的系统数据后正常。(4)过程处理单元的Streamsresources（NSTRPAGES）的快速增长导致处理器单元（PU）与网络通讯中断导致其关机，在未有解决方案前，过程处理单元每20天需要重新切换并启动一次来终止Streamsresources（NSTRPAGES）的增长。后来由西门子公司通过系统自检文件的分析是由于UNIX使用的驱动程序不对，使用了LINUX的驱动程序而导致这种情况发生。后来由德西门子公司发来了UNIX的驱动补丁并安装到过程处理单元（PU）上得以解决该问题。(5)操作员站在组态曲线数据时会发生操作员站（OT）自动重新气动的现象。分析是由于T-XP系统软件和操作员站安装的LINUX操作系统兼容问题，后来由德西门子公司发来了操作员站的补丁并安装到OT上得以解决该问题。(6)西门子公司在设计历史记录数据时，没有与电厂热控人员深入探讨，导致在查找事故历史纪录时没有数据存档。后来经过热控人员整理，将未完善的数据都根据西门子T-XP的历史数据记录的要求增加了时间标签（TTD），保证了历史数据的全面，方便了故障原因的查找。(7)初期DCS的网路负荷偏高，并且历史记录数据量增长迅速，分析为数据采集时的例外报告设置不完善，经过电厂热控人员的分析修改，将DCS里的数据采集的例外报告进行了完善，修改了T-XP里数采集据的参数DELTA值后，DCS的网路负荷和历史数据量的增长趋于正常设计值。(8)计算机柜内温度过高，DCS设计时由于美观等的原因，将集中摆放计算机（PU/SU/XU）带小型UPS的计算机柜放置在电子间内，并且设计成带有封闭柜门（原设计无柜门），结果在计算机运行期间发现计算机温度过高，即使在空调正常运行保证电子间温度在（20～25）℃范围内，计算机柜内实际测得的温度高达到37℃，由于DCS使用的计算机是工业级PC机，其耐热性能设计不是很好，因此目前运行时将计算机柜门的单侧打开用于散热。(9)西门子公司在设计时没有完善系统报警，如控制站单侧电源丧失、网路交换机（OSM）故障、网络故障、MFT电源故障等。在机组投运前完善了这些报警。(10)西门子公司配接控制机柜内的接线由于是使用专用工具压接的，会存在毛刺现象，在调试期间出现了不少信号异常，热控人员使用放大镜、绝缘的卡片对压接部分的接线端子进行一次全面的毛刺清理后基本消除了由于毛刺产生的信号异常现象。(11)在DCS的系统接地和信号屏蔽问题，严格按照DCS系统的接地规程要求做到电气地网和热工地网分开，而且也根据厂家的接地要求施工、对于信号接地问题，原来厂家建议我们使用多点接地，后来在与设计院的专家、使用同类型DCS电厂的经验和与厂家协调后还是使用比较成熟的单点接地方式。总体来讲，西门子公司的分散控制系统在台山电厂的应用是成功的，较好地实现了CCS、MCS、SCS、FSSS、DAS等多项功能，采用CRT/大屏幕／鼠标操作方式，取消常规显示仪表和手操设备，而且将机组的辅助系统通过通讯集中进入DCS监控，特别是通过西门子公司的先进技术将DEH/MEH与DCS共享操作员站，提高了机组的自动化程度。 来源：中电站集控运行技术网#p#分页标题#e#
