8号机组DCS带电及系统恢复措施Word格式.docx

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DCS带电及系统恢复措施

1概述

山西安泰集团有限公司自备电厂225MW机组的热工自动化设备主要采用和利时公司生产的HOLLiAS-MACS型DCS控制系统，其热工自动化功能包括：

机组数据采集和处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）：

包括锅炉和汽机的辅机顺序控制SCS（B/T）和电动给水泵控制、空冷系统控制、其他控制系统等。

炉膛安全监控系统（FSSS）、定排系统、汽轮机紧急跳闸系统（ETS）。

汽轮机数字式电液控制系统（DEH）随主设备供给要求与HOLLiAS-MACS系统为同一种型式的硬件实现系统信息共享，汽轮机配有安全监视仪表（TSI）。

热工自动控制的范围涉及锅炉、汽机、汽轮发电机。

2系统构成

山西安泰集团有限公司自备电厂225MW机组采用HOLLiAS-MACS型DCS系统，提供了实现自动化、管理、监控及归档过程所必需的控制设备MACS控制系统由下列子系统组成：

2.1现场控制站系统

.现场控制站由主控单元、智能I/O单元、电源单元等FM系列硬件系统、现场总线和专用机柜组成。

采用分部式设计扩展性强。

主控单元模块是现场控制站内的核心设备

FM系列硬件系统是和利时公司基于现场总线技术的主控制器及分布式I/O系统，每个I/O模块具有独立的现场总线通讯节点，具有先进、可靠和易用三个特点。

现场控制站系统从过程获取测量的数值和状态，进行开环和闭环控制功能，和传递产生的操作变量数值，校正数值及对过程的命令。

FM系列硬件系统的体系由主控制器、电源、分布式I/O、端子模块及机柜等组成。

FM系列硬件产品中的主控制器模块是现场控制站内的核心设备。

控制网络（CNET）通过Profibus-DP总线实现对现场控制系统内I/O模块的数据采集、处理、运算及交换；

系统网络（SNET）通过冗余工业以太网接口把现场控制站的所有数据信息上传到监控网络系统操作员通讯和显示层，同时监控网络系统的工程师/操作员站的组态指令也通过监控系统网络下传到主控单元。

2.1.1主控制器

置于主控机笼内部的冗余主控制器是整个FM系列硬件系统的控制单元，采用双机冗余配置，内部具有硬件构成的冗余切换电路和故障自检电路，是实施各种控制策略的平台，也是系统网络和控制网络之间的枢纽。

主控制器采用嵌入式无风扇设计，超低功耗运行（7.5W@24VDC），用于执行各种实时任务算法、I/O管理等的调度、运算。

内置微内核实时多任务操作系统，提供快速的扫描周期和开放的结构，将网络通讯、数据处理、连续控制、离散控制、顺序控制和批量处理等有机地结合起来，形成稳定、可靠和低耗的先进控制系统。

2.1.2I/O模块

FM系列硬件系统的智能I/O模块由置于主控机笼和扩展机笼内部的I/O模块及对应端子模块共同构成，I/O模块通过端子底座与现场信号线缆连接，用于完成现场数据的采集、处理与驱动，实现现场数据的数字化。

每个I/O单元通过ProfiBus-DP现场总线与主控单元建立通讯。

主控制器和I/O模块均支持带电插拔功能。

2.1.3电源模块

FM系列硬件产品中的系统电源模块是AC/DC转换设备，采用开关电源技术,实现220VAC到24VDC和/或48VDC的转换,为主控制器和I/O模块等现场设备提供电源。

系统电源模块既可以独立使用，也可以在冗余配置中进行处理。

除基本操作外，广泛的与发电厂有关的开环和闭环控制块可用于此目的。

2.2监控与操作系统

监控操作系统是装置和控制室人员之间的界面。

它是一个过程的窗口，从本系统可对全厂进行中央控制、监视和监控。

此外，系统提供过程事件发生的全部记录和数据归档所需的全部功能。

系统采用了标准式模件设计和敞开式结构，以使能调整工程的特别要求及允许今后的扩建。

2.3软件组成系统

软件组成工程系统是HOLLiAS-MACS由conMake和faceView组成conMake软件主要用于实现控制策略程序的设计。

进行控制策略组态。

faceView软件主要用于实现人机界面的设计、操作、调试、维护。

可以灵活的选择自己的系统设计并且该系统具有快速高效可升级的特点。

在系统的任何需要的地方提供冗余和阻尼设计而没有任何功能性和可执行性的损失。

2.4网络结构系统

HOLLiAS-MACS系统由上下两个网络层次组成；

监控网络（SENT）和控制网络（CENT）。

上层监控网络主要用于工程师站，操作员站和现场控制站的通讯连接；

下层控制网络存在于各个现场控制站内部，主要用于主控单元和智能I/O单元的通讯连接。

上层监控网络为冗余高速以太网网络，使用五类屏蔽双绞线及光纤将各个节点连接到中心交换机上，采用TCP/IP协议。

控制网络位于现场控制站内部，主控单元和智能I/O单元连接在Profibus-DP现场总线上采用屏蔽的双绞铜线（串行总线）进行连接。

是应用在现场、在智能化测量控制设备之间实现双向串行多接点数字

通信的系统，是开放式的底层控制网络。

Profibus是比较有影响的现场总线技术之一，它符合IEC61158国际标准（欧标：

EN50170/国标：

JB/T10308.3-2001）Profibus根据应用特点分为Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-PA三种协议。

Profibus-DP是经过优化的高速通信连接，专为自动控制系统和设备级分散I/O之间通信而设计。

2.5系统的机柜与电源

FM系列硬件产品中的控制机柜为框式结构，前后开门，左右侧板可拆卸。

机柜前后门下方设计有通风孔、防尘罩，机柜顶部装有排风单元，前门内侧设有文件架，机柜顶部装有四个吊环。

机柜底座有4个M12的地脚螺钉孔。

控制机柜为密集安装（即多柜并柜安装），控制机柜的正、反面可各安装三列导轨，每列最多可有11个模块，正面最多可有33个安装位，背面最多可有33个安装位，一共最多可以安装66个I/O模块（终端匹配器占用两个安装位，DP重复器占用一安装位，如有热电偶补偿模块也需占用一安装位）

电源系统

电子间设一个DCS电源分配柜，供电采用双路供电，一路来自UPS一路来自厂用电，在配电柜内进行切换后分配给各用电负载，现场I/O站、操作员站、工程师站主机采用冗余供电方式，电源装置采用分部式布置。

CRT、以太网交换机采用两个双路电源切换装置分别对系统的不同网段进行供电。

接地系统可不设单独的接地体，直接接到电气地，要求电气地接地电阻小于2欧姆。

2.6主时钟

全厂设一个GPS时钟，使挂在数据通讯总线上的各个站的时钟与GPS时钟同步。

3调试引用的标准

3.1《火力发电厂基本建设工程启动及验收规程》

3.2《电力建设施工及验收技术规程（热工仪表及控制装置篇）》

3.3《电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）》

3.4《中华人命共和国消防条例》

3.5热控设备厂家正式图纸、说明书、证明书及技术要求

3.6仪控订货合同、技术协议要求

3.7《火电工程调整试运后质量检验及评定标准》

4调试应具备的条件

系统带电启动调试应具备以下条件：

4.1分散控制系统的机柜、操作员站、控制站、工程师站和通信网络安装完毕。

4.2仪控用电源投入并稳定运行，并完成UPS切换试验；

4.3分散控制系统辅助设备如打印机等安装完毕；

4.4分散控制系统的接地系统良好；

4.5主控装修完成，空调投入运行，温度、湿度等外部环境符合设备要求；

4.6消防设施完备；

4.7配备保安全天24小时值班；

4.8分散控制系统与外部的隔离满足要求。

4.9厂家要求：

4.9.1电缆的敷设和连接

●所有的预制电缆已经敷设并在控制柜和端子柜内连接完毕。

●所有的现场电缆已经敷设并在端子柜和继电器柜内接线完成，在现场部分的电缆如果没有接线必须做隔离处理，不会有强电串入、不会接地或短接。

●电源电缆已经敷设和接线完成，并要保证电源的安全，不会突然断电。

如果必须对电源进行断电，则必须提前半天通知和利时公司做好准备工作。

●总线电缆、光缆已经敷设和接线完成。

4.9.2环境要求

●主控室、电子间、工程师室已经装修和打扫完毕。

●所有的控制柜、端子柜、继电器柜、电源柜已经进行过除尘处理。

4.9.3操作台和计算机安装

●控制台、操作台、工程师台、打印机台等已经安装完毕。

●所有的计算机已经就位，电源电缆已经连接。

4.9.4接地和屏蔽电缆

●必须严格的按照接地和屏蔽图接地。

检查接地网，锅炉和汽机电子间下有铜缆到电气接地网。

检查所有柜子的接地和屏蔽线，每个柜子都必须通过可靠连接接到接地网上。

4.9.5保安措施

●必须保证主控室、电子间、工程师室内所有设备的安全，所有出入人员必须经过授权。

对于DCS设备的任何操作必须经和利时公司的同意。

5分散控制系统带电启动调试措施

分散控制系统带电启动的主要任务是安全地建立系统的硬件环境，使系统具备正常运行条件。

5.1HOLLiAS-MACS型DCS控制系统带电启动调试步骤及方法

5.1.1检查DCS电源分配柜、总线、模件柜、继电器柜的外观是否完好；

5.1.2按厂家提供的资料对机柜内模件的型号、数量、设定开关进行检查，确保模件型号、安装位置和设置正确无误；

5.1.3按厂家要求检查机柜柜体和电源系统的绝缘性能；

5.1.4按厂家要求检查机柜外壳及交流、直流接地系统，确认连接可靠，接地电阻满足设计要求；

5.1.5按设计图检查外回路，确认模件柜之间的连接正确可靠，无强电串入；

5.1.6按设计图检查电源接线是否正确；

5.1.7将所有机柜电源开关置于断路位置，退出所有模件；

5.1.8合总电源开关K2，之后合各分电源开关K15、K16、K17、K18、K19、、K20、K21、K22、K21、K22，测量空载电压，确认电压值满足设备要求。

合备用电源开关K1，之后合各分电源开关K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11、K12，测量空载电压，确认电压值满足设备要求；

5.1.9根据现场条件逐块插入机柜模件，检查模件工作状态，测量负载电压值，确认满足设备要求；

5.1.10做带负荷电源切换试验，保证失去一路电源时，备用电源仍然可使系统安全稳定工作；

置K1开关至开位，K2开关至关位，检查系统是否安全稳定工作，置K2开关至开位，K1开关至关位，检查系统是否安全稳定工作；

通过示波器记录厂用电与ups电源切换时间应小于5毫秒。

5.1.11退出机柜所有模件。

5.2运行监视系统带电启动调试步骤及方法

5.2.1检查运行监视系统各主机及其外围设备的外观是否完好；

5.2.2按厂家提供的资料检查各主机的安装位置是否正确；

5.2.3按厂家提供的资料检查各主机与外围设备的连接是否正确；

5.2.4检查各主机的电源设定开关，确保其与设计工作电源匹配；

5.2.5检查切换装置40A与UPS的电源线厂用电源线连接是否正确；

置K23、K24、K25、K26、K27、K28为打开位，置UPS开关K1为开位，厂用电源开关K2为合位，检查K23、K24、K25、K26、K27、K28输入端电压是否正确，置UPS开关K1为关位，厂用电源开关K2为开位，检查K23、K24、K25、K26、K27、K28输入端电压是否正确；

5.2.6按厂家提供的资料检查各主机的网络连接；

5.2.7按设计图检查电源接线是否正确；

5.2.8合各分电源开关K23、K24、K25、K26、K27、K28，检查电源插座的工作电压，确认满足厂家要求；

5.2.9断开DCS电源柜与UPS的电源的连接开关K1，单独接通UPS，确认UPS空载工作正常；

5.2.10合上UPS与主机的电源的连接开关K1，配合厂家在单用户方式下启动各主机，确认主机能正常启动；

5.2.11配合厂家在多用户方式下启动各主机，确认其启动正常。

5.3工程师站带电启动调试步骤及方法

5.3.1检查工程师站及其外围设备的外观是否完好；

5.3.2按厂家提供的资料检查工作站与外围设备连接是否正确可靠；

5.3.3按厂家提供的资料检查工作站电源设定开关，确保其与设计工作电源一致；

5.3.4检查工作站与UPS的连接，确认连接正确；

5.3.5按厂家提供的资料检查工作站的网络连接是否正确可靠；

5.3.6按设计图检查电源接线是否正确；

5.3.7合工作站电源开关，检查电源插座的工作电压，确认满足厂家要求；

5.3.8断开电源柜与UPS的电源连线开关K1，接通UPS，确认UPS空载工作正常；

5.3.9恢复UPS与DCS电源柜的电源连接，配合厂家启动工作站，确认工作站能正常启动。

5.4通讯网络、主时钟带电启动调试步骤及方法

5.4.1检查工厂总线耦合器、终端总线耦合器、GPS的外观是否完好；

5.4.2按厂家提供的资料检查耦合器的连接方式；

5.4.3按厂家提供的资料检查主时钟与工厂总线系统的连接方式；

5.4.4检查电源与电源柜的连接是否正确；

5.4.5投入工厂总线耦合器、终端总线耦合器、主时钟的分电源，确认插座工作电压满足厂家要求；

5.4.6主时钟上电，完成带电启动。

6分散控制系统系统恢复调试措施

分散控制系统系统恢复的主要任务是在硬件带电启动成功的基础上，进一步恢复系统的软件功能，为整个热控系统的调试奠定基础。

系统恢复在系统带电启动工作完成后进行。

系统恢复的调试步骤及方法如下：

6.1根据厂家的要求按正确的启动顺序依次启动现场控制单元自动系统、工程师站系统、运行监视系统、通讯网络和主时钟，确认各部分带电启动正常后，开始系统恢复工作；

6.2配合厂家恢复工程师站系统的系统软件、用户软件和组态数据库，并进行必要的软件备份工作；

6.3在工作站上启动用户组态系统；

调用组态图，测试打印机等外围设备的功能；

6.4在工作站上生成现场控制单元自动系统的硬件代码、软件代码和网络代码，确认无误后下载组态，并检查各控制模块自动处理器的工作状态是否正常；

6.5在工作站上生成运行监控系统的软件代码和网络代码，确认无误后按正确的组态下载方法下载组态代码；

6.6按照运行监控系统的正确启动顺序，配合厂家依次启动处理单元、服务单元和运行终端，确认其启动正确，主、从机状态正确，相关功能软件的运行状态正确；

6.7在服务单元上，恢复性能计算组态数据库，并进行必要的软件备份；

6.8在服务单元上，启动性能计算组态软件，下载性能计算组态；

6.9配合厂家对自动系统进行主从模件切换试验，确认冗余配置正确，切换过程正常；

6.10配合厂家对运行监控系统中的处理单元和服务单元进行主、从机切换试验，确认其切换过程正常；

6.11在运行监控系统的运行终端上进行典型动态图符和报警等数据处理功能的试验，确认其工作正常；

6.12配合厂家对工厂总线、终端总线耦合器的冗余性能进行试验，确认总线系统冗余配置正确；

6.13对各计算机系统外围设备（打印机、硬拷贝机等）的功能进行试验，确认其工作正确；

6.14系统带电启动和系统恢复结束后，根据外围接线情况。

投退机柜模件，确保设备安全。

7图纸资料与仪器设备

7.1系统机柜布置图；

7.2机柜接线图；

7.3机柜电源接线图；

7.4系统模件资料；

7.5通讯网络组态图；

7.6电源系统布线图；

7.7运行监视系统硬件组态图；

7.8工程系统硬件组态图；

7.9工程系统使用指南；

7.10其他硬件的设备资料；

7.11光盘和磁盘；

7.12DCS系统调试专用工具（设备自带）；

7.13其他常用工具、万用表。

8安全措施

8.1根据外围接线情况投退机柜模件，避免强电串入分散控制系统，造成机柜模件损坏和人身伤害；

8.2严禁带静电插拔模件；

8.3严格按照运行监视系统的正确启动顺序启动运行监视系统；

8.4严格按照运行监视系统的正确组态下载方法下载运行监视系统的组态代码；

8.5DCS系统的首次通信电缆连接,系统连接,模件安装必须由厂家确认；

8.6非调试人员同意，任何人员不得进入电子间和主控室。

运行人员只能观看，不得操作；

8.7DCS柜带电运行期间，不得接线。

9组织与分工

9.1调试单位负责编制调试措施和现场技术指挥工作；

9.2和利时专家负责技术指导和系统恢复；

9.3电建三公司负责试运过程中的设备检修,维护、安装及信号调试等工作；

9.4电厂建设处监督整个调试工作过程，并作记录。

重要操作步骤需开工作票，有关人员签字后进行。