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[摘 要]通过对华电杨凌电厂主辅DCS的I/O点数设置、控制器配置、功能等控制方面的介绍，提出了主机和辅助车间DCS一体化设计带来的优点。
[关键词]PLC DPU DCS一体化
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0052-02
1 引言
随着电力市场竞争越来越激烈，电厂各项建设性价比越来越得到重视。大多数电厂的控制方案为主厂房单元机组及公用系统采用DCS控制，辅助车间采用PLC控制。通过探索和实践，相当数量的电厂采用主机及辅助车间一体化DCS。DCS系统用于全厂辅助车间设备控制具有系统可靠性更高、功能更强大、开放性更好、更加便于实现全厂管控一体化、系统性能价格比更好等优点。
2 华电杨凌电厂主厂房及辅助车间工艺系统概况
电厂建设规模为2×350MW热电联产超临界间接空冷燃煤机组，配2×1230t/h变压直流锅炉，自并励、双水内冷发电机。
制粉系统采用中速磨正压冷一次风机直吹式，每台炉配5台中速磨、5台给煤机。每台炉配2台动调轴流式送风机及引风机、2台变频调节离心式一次风机。
采取微油点火方式。
主蒸汽、再热蒸汽采用单元制。旁路系统采用二级串联电动高、低压旁路系统。
汽机具有7级抽汽，一级抽汽至1号高加，二级抽汽至2号高加，三级抽汽至3号高加，四级抽汽至除氧器、厂用辅汽及给水泵汽轮机，五级抽汽至5号低加，六级抽汽至6号低加，七级抽汽至7号低加。
每台机组配2台50%容量汽泵和1台35%容量启动备用电泵。
采用2×100%容量的凝结水泵（带变频调速）。
工业供汽系统正常情况下由三段抽汽供汽。采暖抽汽管道为母管制。设4台热网加热器，4台热网循环水泵。
辅助车间工艺系统有水岛（中水深度处理、锅炉补给水及热网补给水处理、工业废水集中处理、生活污水处理回用、生活消防水）、压缩空气、除灰、输煤、含煤废水处理、石灰石制浆和石膏脱水系统等。
3 主机DCS控制系统简介
3.1 主机DCS控制方式及控制功能
采用炉、机、电集中控制方式。两台机组及公用系统设一个单元控制室。
两台单元机组的控制分别由两套DCS系统实现，公用系统由一套公用DCS系统进行监视和控制。公用系统DCS分别与两台机组DCS的数据总线通过网桥联接，并确保任何时候仅有一台机组能发出有效指令。单元机组设5台操作员站、1台工程师站、1台历史数据站，DCS公用网络不设单独的操作员站，通过单元机组操作员站对其监控。
主机DCS功能包括：数据采集系统DAS、模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS、锅炉炉膛安全监控系统FSSS等。其中：
MCS主要自动调节项目包括：给水控制、分离器水位控制、磨出口温度、风量控制、总风量控制、一次风压力控制、炉膛压力控制、主蒸汽温度控制、再热汽温控制、旁路系统压力和温度控制、给水泵再循环控制、燃料风挡板开度的控制、燃油压力（流量）控制等、除氧器水位和压力控制、凝结水系统再循环流量控制、加热器水位控制、凝汽器补水箱水位控制、轴封蒸汽压力控制、辅助蒸汽压力、温度控制、发电机冷却水温度控制、吸收塔PH值及脱硫装置出口SO2量调节等、吸收塔石灰石浆液流量控制、吸收塔液位控制、石灰石浆液箱液位控制、石灰石浆液浓度控制等、热网加热器水位控制、热网供汽（水）温度控制等。
SCS子组包括：送风机子功能组、引风机子功能组、一次风机子功能组、空预器子功能组、磨A～E子功能组、给煤机A～E子功能组、吹灰系统子功能组、油燃烧器子功能组、少油点火子功能组等、电泵子功能组、汽泵子功能组、凝泵子功能组、真空泵子功能组、循环水泵子功能组、发电机定子冷却水泵子功能组等。
FSSS主要功能：炉膛吹扫、自动点火、火焰监视及炉膛灭火保护、火检冷却风机控制、磨煤机/给煤机控制、主燃料跳闸MFT等。
3.2 主机DCS的I/O点数及DPU配置
单元机组I/O点估算如下：
主机DCS的DPU至少按锅炉、FSSS、汽机、电气、空冷岛、精处理、脱硫塔、脱硝、热网单独配置冗余控制器。控制器具体数量以DCS招标后为准。
4 辅助车间DCS控制系统简介
4.1 辅助车间DCS控制方式及控制功能
全厂辅助车间集控室设在锅炉补给水车间，对水岛、煤、灰、压缩空气、脱硫石灰石制浆等公用系统进行集中监控，在其它辅助车间不设运行值班点。各分系统DCS机柜就近布置在水岛、除灰、输煤综合楼、石灰石制浆楼内的电子设备间内。
设5台辅助车间DCS操作员站，1台布置在主厂房集控室，4台布置辅助车间控制室。1台工程师站，1台历史数据站。
辅助车间DCS功能包括：数据采集系统DAS、模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS等。其中：
MCS主要自动调节项目包括：各变频泵、活化给煤机的控制回路等。
开关量和顺序控制组包括：水岛各子系统、空压机、输煤、煤水处理、除灰、石灰石制浆及石膏脱水系统等。
4.2 辅助车间DCSI/O点数及DPU配置
I/O点数估算如下：
辅助车间DCS的DPU至少按水系统、除灰系统、输煤系统、石灰石制浆及石膏脱水系统单独冗余配置。控制器具体数量以DCS招标后为准。
5 结束语
杨凌电厂在主机和辅助车间DCS控制系统方面进行了大胆革新设计，采用统一的DCS软硬件，真正做到了主辅一体化。软硬件统一减少了通讯接口，增强了系统的整体性、可靠性，更好地实现信息共享。主机和辅助车间DCS计划2014年8月统一招标，将会大大降低DCS的费用。
DCS系统主辅一体化是今后发展的趋势，它能够提高全厂自动化控制水平，优化电厂资源配置、降低热工备品备件种类和数量、减少维护人员和费用、减轻热控人员学习多种软件的负担。杨凌电厂两台机组计划于2015年9、10月发电，必将为电厂的市场竞争力提供有力的保障。
参考文献
[1]蔡宾宏，大中型火电厂主控、辅控DCS一体化方案的应用研究，火电厂热工自动化，2012年第3期。
[2]钱培峻，超超临界机组主辅控一体化控制的设计研究[J]，华东电力，2010（7）。
[3]钱幼毅，燃煤电厂主厂房及辅助车间采用国产一体化DCS设计方案的思考，火电厂热工自动化，2010年第3期。
[关键词]PLC DPU DCS一体化
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0052-02
1 引言
随着电力市场竞争越来越激烈，电厂各项建设性价比越来越得到重视。大多数电厂的控制方案为主厂房单元机组及公用系统采用DCS控制，辅助车间采用PLC控制。通过探索和实践，相当数量的电厂采用主机及辅助车间一体化DCS。DCS系统用于全厂辅助车间设备控制具有系统可靠性更高、功能更强大、开放性更好、更加便于实现全厂管控一体化、系统性能价格比更好等优点。
2 华电杨凌电厂主厂房及辅助车间工艺系统概况
电厂建设规模为2×350MW热电联产超临界间接空冷燃煤机组，配2×1230t/h变压直流锅炉，自并励、双水内冷发电机。
制粉系统采用中速磨正压冷一次风机直吹式，每台炉配5台中速磨、5台给煤机。每台炉配2台动调轴流式送风机及引风机、2台变频调节离心式一次风机。
采取微油点火方式。
主蒸汽、再热蒸汽采用单元制。旁路系统采用二级串联电动高、低压旁路系统。
汽机具有7级抽汽，一级抽汽至1号高加，二级抽汽至2号高加，三级抽汽至3号高加，四级抽汽至除氧器、厂用辅汽及给水泵汽轮机，五级抽汽至5号低加，六级抽汽至6号低加，七级抽汽至7号低加。
每台机组配2台50%容量汽泵和1台35%容量启动备用电泵。
采用2×100%容量的凝结水泵（带变频调速）。
工业供汽系统正常情况下由三段抽汽供汽。采暖抽汽管道为母管制。设4台热网加热器，4台热网循环水泵。
辅助车间工艺系统有水岛（中水深度处理、锅炉补给水及热网补给水处理、工业废水集中处理、生活污水处理回用、生活消防水）、压缩空气、除灰、输煤、含煤废水处理、石灰石制浆和石膏脱水系统等。
3 主机DCS控制系统简介
3.1 主机DCS控制方式及控制功能
采用炉、机、电集中控制方式。两台机组及公用系统设一个单元控制室。
两台单元机组的控制分别由两套DCS系统实现，公用系统由一套公用DCS系统进行监视和控制。公用系统DCS分别与两台机组DCS的数据总线通过网桥联接，并确保任何时候仅有一台机组能发出有效指令。单元机组设5台操作员站、1台工程师站、1台历史数据站，DCS公用网络不设单独的操作员站，通过单元机组操作员站对其监控。
主机DCS功能包括：数据采集系统DAS、模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS、锅炉炉膛安全监控系统FSSS等。其中：
MCS主要自动调节项目包括：给水控制、分离器水位控制、磨出口温度、风量控制、总风量控制、一次风压力控制、炉膛压力控制、主蒸汽温度控制、再热汽温控制、旁路系统压力和温度控制、给水泵再循环控制、燃料风挡板开度的控制、燃油压力（流量）控制等、除氧器水位和压力控制、凝结水系统再循环流量控制、加热器水位控制、凝汽器补水箱水位控制、轴封蒸汽压力控制、辅助蒸汽压力、温度控制、发电机冷却水温度控制、吸收塔PH值及脱硫装置出口SO2量调节等、吸收塔石灰石浆液流量控制、吸收塔液位控制、石灰石浆液箱液位控制、石灰石浆液浓度控制等、热网加热器水位控制、热网供汽（水）温度控制等。
SCS子组包括：送风机子功能组、引风机子功能组、一次风机子功能组、空预器子功能组、磨A～E子功能组、给煤机A～E子功能组、吹灰系统子功能组、油燃烧器子功能组、少油点火子功能组等、电泵子功能组、汽泵子功能组、凝泵子功能组、真空泵子功能组、循环水泵子功能组、发电机定子冷却水泵子功能组等。
FSSS主要功能：炉膛吹扫、自动点火、火焰监视及炉膛灭火保护、火检冷却风机控制、磨煤机/给煤机控制、主燃料跳闸MFT等。
3.2 主机DCS的I/O点数及DPU配置
单元机组I/O点估算如下：
主机DCS的DPU至少按锅炉、FSSS、汽机、电气、空冷岛、精处理、脱硫塔、脱硝、热网单独配置冗余控制器。控制器具体数量以DCS招标后为准。
4 辅助车间DCS控制系统简介
4.1 辅助车间DCS控制方式及控制功能
全厂辅助车间集控室设在锅炉补给水车间，对水岛、煤、灰、压缩空气、脱硫石灰石制浆等公用系统进行集中监控，在其它辅助车间不设运行值班点。各分系统DCS机柜就近布置在水岛、除灰、输煤综合楼、石灰石制浆楼内的电子设备间内。
设5台辅助车间DCS操作员站，1台布置在主厂房集控室，4台布置辅助车间控制室。1台工程师站，1台历史数据站。
辅助车间DCS功能包括：数据采集系统DAS、模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS等。其中：
MCS主要自动调节项目包括：各变频泵、活化给煤机的控制回路等。
开关量和顺序控制组包括：水岛各子系统、空压机、输煤、煤水处理、除灰、石灰石制浆及石膏脱水系统等。
4.2 辅助车间DCSI/O点数及DPU配置
I/O点数估算如下：
辅助车间DCS的DPU至少按水系统、除灰系统、输煤系统、石灰石制浆及石膏脱水系统单独冗余配置。控制器具体数量以DCS招标后为准。
5 结束语
杨凌电厂在主机和辅助车间DCS控制系统方面进行了大胆革新设计，采用统一的DCS软硬件，真正做到了主辅一体化。软硬件统一减少了通讯接口，增强了系统的整体性、可靠性，更好地实现信息共享。主机和辅助车间DCS计划2014年8月统一招标，将会大大降低DCS的费用。
DCS系统主辅一体化是今后发展的趋势，它能够提高全厂自动化控制水平，优化电厂资源配置、降低热工备品备件种类和数量、减少维护人员和费用、减轻热控人员学习多种软件的负担。杨凌电厂两台机组计划于2015年9、10月发电，必将为电厂的市场竞争力提供有力的保障。
参考文献
[1]蔡宾宏，大中型火电厂主控、辅控DCS一体化方案的应用研究，火电厂热工自动化，2012年第3期。
[2]钱培峻，超超临界机组主辅控一体化控制的设计研究[J]，华东电力，2010（7）。
[3]钱幼毅，燃煤电厂主厂房及辅助车间采用国产一体化DCS设计方案的思考，火电厂热工自动化，2010年第3期。