600MW火力发电机组DCS系统可靠性探究.doc

600MW火力发电机组DCS系统可靠性探究 　　摘 要：DCS作为火力发电厂控制的核心内容，其重要程度不言而喻，本项目全面分析可能造成DCS系统故障的每一个环节，着重从DCS系统电源柜电源供电方式，DCS网络柜电源供电方式、DCS机柜风扇电源供电方式、操作员站工程师站供电方式，以及DCS网络结构等方面研究，分析可能导致DCS故障的一切因素，全面彻底的进行研究分析，以打造零隐患DCS系统为目标，最终制定出符合我厂的优化方案并成功实施。 关键词：DCS 安全 优化 中图分类号：TK 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）02-0290-02 引言 近年来，随着机组容量的逐渐增大，火力发电机组需要监视的参数以及被控设备和对象也越来越多，所以，DCS被越来越广泛的应用于火力发电机组。并且，随着人们对安全越来越苛刻的要求，DCS系统的安全性稳定性越来越被重视。而DCS作为一个电子产品，长时间连续运行中，其必然会出现一些不可预知的故障，而这些故障却是无法避免的，比如DCS电源故障或网络故障等，DCS系统中的电源或网络故障时，极有可能导致整个网络异常，网络的重要性可想而知，一旦网络故障，将会导致整个机组失控，后果不堪设想。我们也看到某些电厂进行过电源的改动或者是网络的升级工作等。但DCS是一个整体，任何一个环节故障，都可能导致DCS系统故障，给电厂带来无法弥补的损失并造成恶劣的影响，该项目从DCS系统整体出发，不放过任何一个环节，对其研究并优化，最终实现DCS系统零故障。 一、DCS系统网络结构分析优化与实施 托电#5机组DCS系统2005年投产，美国西屋公司生产的ovaiton控制系统，控制主网络为百兆以太网络结构，ovation版本为1.6.2，控制器采用单网冗余结构，每对控制器互为冗余配置，主控制器通过一根网线连接至交换机，备用控制器通过一根网线连接至另外一台交换机，控制器和交换机均采用冗余配置，当主控制器网络故障，系统将自动切换至备用控制器。该配置虽然做到了控制器及网络的冗余，但连接控制器的网络故障时会导致控制器切换。机组运行中，控制器切换存在很大的风险，比如备用控制器故障无法切换或切换超时等。并且，在线处理故障网络时，对整个网络系统也存在一定的威胁，如果不处理，则当备用控制器故障时，无法切换至主控制器，从而就会导致整对控制器故障，现场设备失控。优化之前，网络结构见图1。 从优化前后的两张图片可以看出，优化后的DCS网络，每台控制器设置两路网络连接，且两路网络所连接的两台交换机采取冗余配置，若一台控制器故障时，控制器可进行切换，若任意一路网络或任意一台交换机故障时，网络能够正常运行，控制器也不会进行切换，系统报警会提示运行人员网络故障，及时处理。并且优化后的网络，采用独立的GPS装置，避免了由于多网故障导致DCS系统无法接受时钟信号，另外，即使单独的控制器故障，系统会动切换到备用控制器运行，不会导致系统，即，任何一个装置，或者环节故障，都不会导致现场设备失去监视和失控，极大地提高了网络运行的安全水平。 二、DCS系统网络柜电源供电方式优化策略与实施 DCS系统网络柜电源初始设计为来自热控电源柜两路UPS和两路保安，每一路UPS和保安电源切换后输出一路电源，共输出两路，两路电源经过电源切换装置为网络柜供电，由于电源切换装置属于电子器件，受使用寿命等影响，存在损坏或切换故障的可能，从而可能导致网络柜内交换机失电。初始设计见图3。 从上图可以看出，来自5（或6）号机组的UPS和保安电源虽然经过一个继电器进行了切换，实现了冗余，但切换后的两路电源送入一个AC自动切换装置，不难看出，AC自动切换器为一个最大的隐患点，如果该装置故障，极有可能导致切换器输出端失电这样就会导致整个DCS网络柜失电，进而导致DCS系统瘫痪，DCS系统一旦瘫痪，现场的所有设备将失去监视。 经过研究分析决定，我们取消了继电器切换装置，取消了AC自动切换装置，采用两台先进的APC自动切换装置来代替继电器和自动切换器，一方面减少了故障点，另一方面，实现了冗余配置。优化后的网络柜电源图见图3。 从上图可以看出，经过电源优化后，取两路UPS和两路保安电源，一路UPS和保安经过切换送出A路电源，另一路UPS和保安切换后送出B路电源。APC装置A所带网络柜中A网设备，B装置带B网设备。所以，即使其中一台APC装置彻底故障，不输出电压，也只是影响到一路网络，由于网络采用双网冗余配置，所以，网络可以正常运行。该做法本质上不能降低设备的故障率，事实上，电子设备的故障也无法做到百分百可控，该思路只是将一个大的故障点分散到多个设备上，而单个设备故障不会影响整个系统，从而极大的提高了网络柜的安全运行水平，