和利时FM系列DCS老化及解决对策_颜绍霖.pdf

和利时 系列 老化及解决对策颜绍霖（黔北发电厂，贵州 金沙 ）摘要：黔北电厂 机组和利时 系列 控制系统老化，对 控制系统优化升级改造到 系列系统过程中所进行的优化设计、施工及调试达到的效果进行了分析，解决了 系统老化问题。关键词：系统；控制中图分类号：（，）：，：；收稿日期：作者简介：颜绍霖（），高级工程师，从事热控工作。现状概述 网络结构系统如图所示，由现场控制站、工作站（）、冗余的 以太网构成。其中，为现场控制站；对服务器，台 操作员站和工程师站；台通信站。监控网络（）实现人机接口与服务器通信；系统网络（）实现控制站与服务器通信；控制网络（）实现控制站与过程单元通信。图 系统结构 系统概况（）软件配置。黔北电厂 系统改造前采用和利时 软件系统，含 、组态软件。（）硬 件 配 置。主 控 配 置 个 站 和个 站。人机接口配置台操作员站、台工程师站、台 接口机。台通信站。主机及公用系统各台冗余 服务器。配置 、网各台交换机，、网各台交换机，、等模块若干。问题及风险 硬件问题 系列模件等硬件已运行 年，电子设备超寿命老化，故障率高。其主要存在以下问题。（）系列硬件设备型号停产，无法购买硬件支撑系统运行。（）主控单元及历史站负荷率偏高，工作极不稳定。（）等电子模件普遍寿命到期，大批量硬件发生故障，运行中处理设备误动的安全风险极大。软件问题（）操作系统，已无法获得服务支持和硬件储备。（）系统运行缓慢，和历史趋势死机导致部分计算机无法访问历史趋势。（）网络故障，与第三方通信经常出现死机，数据无变化。（）现有的服务器系统结构，维护及运行风险大。（）软件使用过程强制变量点存在丢包和信号翻转问题。（）主控单元设置及刷新中存在底层软件版本不一致，电工技术系统解决方案运行中更换主控风险极大。解决思路及方案依据原来系统功能要求，对系统进行总体改造方案设计。本次改造涉及 个控制站和个 系统的 控制系统改 造，共 面 机 柜 的 内 部 拆 装；涉 及 对 原 有 系统的全部逻辑、画面进行组态及优化；涉及原有 接线的全部拆除和恢复；涉及原有机组 控制回路及设备的调试。硬件系统（）本次改造优化设计，使用原有基座、机柜，采用预装设备模板形式进行现场安装，节省了机柜购置费用。（）本次改造按原来的点位进行 模件布置，线缆走向及布置按原有线槽敷设，节约工期及电缆利旧。（）采用最新系列技术成熟的硬件为主导，彻底解决硬件设备问题。（）机柜内要求采用快速简易导轨并使用增强型与普通型模件底座，满足现场不同的接线需求。（）改进 总线与模件连接方式，在更换模件时不影响相邻模件工作。软件系统（）采用无服务器结构，安全可靠；采用对等网、单层控制网，风险更分散，结构简洁可靠，操作方便。（）操作层采用支持 以上系统，提供系统升级，使用寿命更长。操作员与控制器点对点通信，保证可靠的数据采集和操作。（）改进 功能，许可 机同时下装。优化了下装时间和 建立通信的时间；使用 解决强制相关问题：提供功能块管脚强制；解决重新登录强制释放等问题；在线提供强制列表。增加测点，修改画面或方案页，下装操作站和控制站直接生效。（）提供丰富的历史数据，可与控制站通信，提供数据采集的备份功能。（）增加 主卡诊断、的 状态故障诊断、主卡 位故障诊断、主 卡 和 从 站 数 据 流 量 诊断等。（）丰富在线趋势、在线页面回放、在线光字牌、在线仿真等功能，对使用和事故分析带来方便。（）改进、完善组态软件的友好性和易用性，通过网络设置，可实现多个工程师站同时组态。项目实施 架设新网络结构按照图构建新网络结构系统。新网络结构无服务器，采用操作员站和主控单元间“直接通信”的方式，增加了系统稳定性。此外，操作员站上增加点项等操作，不用下装服务，操作员可直接监视操作该点状态。图 改造后系统结构图 硬件设备（）拆除原工作站、工程师站、服务器、通信站、网络交换机等设备，安装新的人机接口及网络设备。（）拆除原控制机柜内所有控制设备及接线，保留机柜基本框架和安装附件。（）安装预制导轨和背板及模块式模件等硬件。（）恢复机柜内部的线缆接线，恢复机柜内硬回路及调试。改造后机柜内部布置如图所示。图 机柜内部布置图 设备及系统调试 系统及主控器调试（）检查安装设备及接线符合工艺安装要求，标识清单清晰完整，即可结束现场安装工作。（）检查线缆接线完毕，回路调试正确，接地及接地电阻测试合格；测量各个机柜的所有外接端子对地是否存在强交流及直流电压（或）。（）检查电源电缆连接正确可靠，源电缆绝缘符合要求，电源负载测试无短路现象，电源电压等级质量符合要求，即可送电。（）进行系统冗余测试，包括电源冗余、网络冗余、主辅 冗余、总线冗余、通信冗余。（）进行主控单元工作测试，包括逻辑下装与上传、逻辑在线强制运行、逻辑修改、逻辑测试。逻辑下装组态完毕后将对照核实，完善后的逻辑组态下装至控制器，使用该系统的仿真系统进行逻辑仿真实验。在单机上对组态完成的工程内容进行模拟运行，检验逻辑运行、系统解决方案电工技术 画面显示效果，便于对这些组态内容的正确性与合理性进行初步调试。设备的单体调试根据就地设备的解体检修恢复情况及设备单体试转的条件，对就地设备进行安装检修后的单体手动及电动调试，测试被调试设备的运行情况，为与 进行联调做好准备。设备联调及测试按照就地调试好的单体设备，核实控制连接回路，测试相关的连接信号的准确与正确性，检查各接入电缆的屏蔽层在机柜侧单端接地完好，对单体设备进行 系统的连接调试。对于系统内的关联设备，根据工艺要求进行系统的工艺系统设备调试。若所有设备调试完毕（含单体设备、工艺系统设备），则进行单体运行设备的保护联锁试验、工艺系统的联锁试验、机组的大连锁试验等，按照保护定值书及机组 检 修 联 锁 试 验 单 逐 一 进 行，以 完 成 整 个 机 组试验。系统的性能测试整个 控制系统完备后，对整个 系统进行性能指标测试，包括 系统的电源电压及冗余切换（含 总电源、机柜电源、各等级电压电源切换及精度测试），控制系统的基本性能测试（含操作员站、主控模件、通信网络、通信介质、控制回路冗余、画面响应刷新时间、开关量采集时间、模拟量响应时间、控制处理周期、单机站及控制站的负荷率、系统接地电阻测试等），信号处理精度测试，系统基本软件功能测试，变送器冗余功能测试，局域网综合性能测试。所有设备调试、试验及测试完毕后，即可将 控制系统正常投入整套试运。系统改造后试验机组 控制系统改造涉及的 、一次调频、模拟量扰动、等在控制系统改造后必须重新完成试验。在机组运行并网后，逐一开展所有试验，试验完毕合格，机组 控制系统即可正常投入运行。结语此次升级改造，硬件由原 系列更新为 系列，彻底解决了电子产品使用寿命到期老化问题；操作系统升级为 系统，提供了可靠的服务和保障；组态软件改造为 ，增加了维护组态功能扩展使软件稳定可靠；系统网络结构采用对等网，省去了服务器环节，风险更加分散。总体上在原有基础上升级改造 系统，既节省了改造费用、施工时间，又彻底解决了机组 控制系统的备品配件问题，并提升了机组的安全与稳定性，提高了检修维护方便性，扩展了机组控制功能。（上接第 页）在检修人员更换过 相第三组风机接触器后，在手动模式下启动第三组油泵和风机。由于此时油泵和风机为手动控制状态，因此 程序判断自动控制逻辑下启动的油泵和风机个数为零，直接结束此次循环。修改后的逻辑如图所示，在 程序判断自动启动的油泵和风机个数为零时，先检查是否有故障的冷却器，若有则检查当前冷却器状态，若此时第三组冷却器的油泵和风机手动启动成功，则复归此故障状态。图冷却器修改后的控制流程图结语本文主要分析了该特高压换流站高端换流变冷却器的控制逻辑，对种控制模式下的冷却器运转进行了详细说明，最后 通 过 一 个 故 障 实 例 分 析 了 冷 却 器 运 行 行为，为换流变 冷 却 器 的 正 常 运 行 提 供 理 论 依 据 和 实 际经验。参考文献 何茂慧，邓凯，谷相宏，等交流滤波器电容器不平衡保护动作逻辑分析电工电气，（）：刘天作，王喆换流变压器运行分析及改进措施华中电力，（）：，刘恩洲，王连鹏两种不同换流变油流温升技术浅析变压，（）：刘浔，艾亮，成川，等 换流变冷却器全停对高压直流系统影响山东工业技术，（）：王伟，罗宗源，张瑞亮高肇直流换流变冷却器电源切换回路分析与改进 电工技术，（）：袁焯锋，赖皓，洪乐洲 换流变压器冷却器控制回路改进措施 陕西电力，（）：电工技术系统解决方案