DCS调试方案.docx

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DCS调试方案

1.编制依据……………………………………………………………………2

2.系统概况及主要工作量…………………………………………………2

3.作业准备和作业环境条件…………………………………………………3

4.作业方法……………………………………………………………………3

5.作业流程……………………………………………………………………8

6.消除质量隐患的对策和出现问题的处理措施……………………………8

7.职业安全与环境因素辩识…………………………………………………9

1.编制依据

1.1华东电力设计院设计图纸及设备清册

1.2《火力发电工程调试技术规定汇编》国家电力公司电源建设部编

1.3湖北省电力建设第二工程公司《质量手册》和《职业安全健康与环境管理手册》

1.4《XDPS2.0用户手册》和《XDPS硬件手册》

1.5宜兴华润电厂DCS系统MCS、FSSS、SCS及I/O图

1.6DCS合同附件《DCS技术协议》及xdps-400投标文件

1.7《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》（DL/T659－1998）

2.系统概况及主要工作量

2.1系统概况

宜兴华润电厂工程规划装机容量为2×60MW，本工程控制系统采用分散控制系统（DCS）、厂级监控信息系统（SIS）以及辅助车间控制系统组成的控制网络。

实行硬件物理分散布置，信息集中管理的设计原则。

DCS采用上海新华控制工程有限公司生产的XDSP—400系统，两台单元机组的控制由一套DCS实现。

XDPS由高速实时数据网络和连接在网上的人机接口站MMI与分散处理单元DPU三大部分组成，DPU面向被控对象，进行快速数据输入输出处理和闭环控制计算，完成报警检测、接收操作指令和组态修改指令。

MMI包括操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU。

面向操作员以流程图、棒状图、曲线、表格、按钮、对话框等方式提供数据，解释操作指令并送到DPU。

通过MMI、操作员和工程师可对监控过程进行干预和修改，还可在网上任一台打印机上打印任何所需资料，MMI还能完成数据记录统计功能。

2.2主要调试内容

2.2.1对系统测量回路进行100%的校线和测试检查，保证信号输入时通道正确，信号准确。

并对各测点进行联调使操作员站屏幕显示的参数正确可靠。

2.2.2对被控设备的控制回路及状态反馈回路进行测试检查，确保信号正确且电气侧强电不会穿入机柜，保证控制装置设备安全。

2.2.3对DCS系统各硬件设备进行检查测试，确认设备技术指标达到相应要求，硬件质量可靠。

2.2.4对调节和顺控系统输入通道设置进行检查，确保输入信号准确。

2.2.5对在试运期间暴露出的设备故障及回路问题进行及时处理和修改，根据试运安排，分阶段投入各控制及系统。

2.2.6根据机组分系统试运安排投入各子系统，实现单控、顺控、联锁保护等各项功能。

3.作业准备和作业环境条件

3.1作业人员配置情况

工程师2人

助理工程师1人

3.2调试仪器、仪表配备

计算机1台

信号发生器1台

数字万用表2块

热电阻、热电偶校验仪1台

对讲机2对

电子灯4对

辅助设备、工具、材料若干

3.3施工场所及调试工作应具备的条件

3.3.1机组安装基本完成，现场应作到“三通一平”。

3.3.2热工安装从现场到各电子间和主控室安装工作基本完成。

3.3.3具备完整的施工图和相关技术资料，各类仪表的定值单已下达，被控设备（变送器、开关等）单体调试合格具有完善的调校记录和仪表的校验报告。

3.3.4DAS系统已上电恢复，电缆敷设完毕，端子接线基本正确，DCS操作员站、工程师站可用且能满足要求。

3.3.5调试工作前接受安全和技术交底。

4.作业方法

4.1调试方案编制目的

DCS系统是电厂安全、经济运行和体现生产控制水平的核心。

为达到创建示范电厂的要求，通过编制本方案用以指导全厂分散控制系统DCS的各分系统调试工作，确保系统能随机组试运计划按时、准确、可靠的投入各相关子系统，从而实现各数据采集、控制、保护等功能，保证机组的安全和整套试运任务，为机组移交后安全经济运行奠定基础。

4.2系统软、硬件介绍

4.2.1软件介绍

XDPS系统软件采用全汉化Windows通用软件平台，基于Windows的实时多任务操作系统RMX-X，方便直观的符合IEC-1131-3的DPU图形组态软件，图形显示、报表、控制、记录统计的生成工具软件。

具备直观的图形人机界面可方便快捷地完成控制策略的设计和组态。

支持分布式客户机/服务器结构和DDE/OLE、SQL/ODBC等数据交换和共享规范。

可以由用户组态完成从简单到复杂的各种不同的控制策略，控制策略由完全图符化的功能块算法（FunctionBlock）、算法链（Chain）和功能块图（FunctionBlockDrawing）组成，并可离线或在线任意调整各个功能块图的执行周期和执行顺序。

内嵌的虚拟DPU功能使得在一台普通的PC机上就可以完成控制策略的动态仿真、与人机接口站之间的联调等工作。

XDPS控制组态软件还提供了在线监视、维护和组态修改的能力。

4.2.2硬件介绍

4.2.2.1分布式处理单元DPU（DistributedProcessingUnit）

DPU是XDPS-400的过程控制站，是DCS的核心。

DPU存储系统信息和过程控制策略与数据，通过冗余的实时数据网络与MMI节点及其它DPU连接，通过I/O网络与I/O站节点连接，提供双向的信息交换，实现各种控制策略，完成数据采集、模拟调节、顺序控制、高级控制、专家系统等功能要求。

4.2.2.2人机接口MMI

XDPS-400的人机接口站采用高性能的WindowsNT/2000为平台的PC工作站，可以使用户直接和实时地获得生产过程的运行数据，安全有效地进行整个过程的控制和管理。

人机接口站包括操作员站、工程师站、历史数据站、计算站。

·操作员站OPU

操作员站OPU采用开放结构，选用高可靠工业PC机，配以CRT监视器、打印机、触摸式键、鼠标/跟踪球组成完整的操作员站。

·工程师站ENG

XDPS-400工程师站与操作员站相同配置，可以作为一个全功能的操作员站。

工程师站附加的工程师工具软件完成整个XDPS-400的功能组态、组态数据下装、修改与维护。

工程师站提供数据库生成工具，图形方式的流程图生成工具，图形方式的DPU组态调试工具，使用户工程师以可视的图形干预/组态/调试控制过程。

4.2.2.3I/O子系统

·I/O站

I/O站由机箱、I/O总线板、I/O站通讯卡、I/O卡组成。

I/O站的设计符合国际标准、可安装14块卡件。

I/O通讯卡与冗余DPU通讯，I/O卡分别与相应端子板连接，I/O站根据现场应用场合的不同灵活配置，可以组成汽轮机阀门控制站、OPC控制站及各种功能I/O站。

·I/O卡件

XDPS-400的I/O卡件是带CPU的智能型输入/输出卡件，输入/输出信号的转换与处理在卡件内完成。

可在本地及远程I/O系统中使用。

卡件的类型有：

模拟量输入卡AI、模拟量输出卡AO、数字量输入卡DI、开关量输出卡DO、脉冲量输入卡PI、回路控制卡LC、伺服控制卡LC-S、转速测量卡MCP、伺服阀控制卡VCC、汽轮机超速控制与保护卡OPC、汽轮机逻辑保护卡LPC、电气控制备用电源控制卡BZT及同期控制卡SYN、I/O通讯卡BC/BCnet。

·I/O端子柜

I/O端子柜与DPU机柜配套，安装I/O卡件的适配端子板。

现场I/O信号进入I/O端子柜内对应端子，每一块端子板用预制电缆与DPU机柜内的对应的I/O卡件连接。

4.2.2.4电源系统

XDPS-400系统的电源放置在DPU机柜的上部，提供5V、24V、48V电源，1：

1冗余配置，为I/O卡件及现场变送器提高可靠的供电电源。

I/O卡件采用了隔离技术，现场与控制系统的电源完全隔离。

4.3调试方法及步骤

4.3.1数据采集系统（DAS）调试

4.3.1.1依据设计院提供的P&ID图纸熟悉热力系统的工艺流程，确定各测点的物理位置和相关的热力参数。

4.3.1.2依据I/O清册对系统测量回路及状态反馈回路进行测试检查，保证信号输入时通道正确，信号准确。

4.3.1.3I/O卡件测试：

检查通道接线是否正确，逻辑地址与DCS系统组态一致。

4.3.1.4外回路检查：

核查现场测点信号位置的位置、类型、量程等参数是否与设计相符，对部分测点加模拟量信号进行联调使操作员站屏幕显示的参数或指示正确可靠。

检查DAS与其它系统或设备的接口保证测点输入和输出正确。

4.3.1.5DAS功能组态检查

检查模拟量测点量程设置和报警参数设置。

用户画面检查：

系统模拟图、画面报警功能、趋势图、棒状图等。

SOE功能检查：

做模拟试验，检查快速记录（事故追忆）功能。

操作员行为记录检查。

4.3.1.6打印功能检查

4.3.1.7性能计算检查

4.3.1.8系统实时性测试

4.3.1.9带负荷运行时的维护、修正

4.3.2模拟量控制系统（MCS）调试

4.3.2.1冷态调试

4.3.2.1.1解除限手操的有关逻辑信号，满足执行机构动作时必须的机务条件

4.3.2.1.2联调所有控制系统的执行机构，保证控制回路的动作正常，反馈和显示正确，必要时作主要阀门的特性曲线。

4.3.2.1.3进行手/自动切换试验，达到无扰切换。

4.3.2.1.4对MCS各保护功能（如RUNBACK、RUNDOWN、RUNUP、机组负荷指令方向闭锁等）进行冷态确认。

4.3.2.2热态调试

4.3.2.2.1检查系统有关的模拟量、开关量信号逻辑保护的状态及跟踪是否达到投运条件。

4.3.2.3主要模拟量控制系统的控制策略分析

4.3.2.3.1机炉协调主控制系统

该机组的机炉协调主控系统由二部分组成：

一是负荷指令处理回路（LMCC），二是机炉主控制器。

负荷指令（操作员手动设定负荷指令或电网负荷调度指令）经负荷变化速率限制后，加上电网频差信号使之具有一次调频能力，再经最大、最小负荷限制，迫升、迫降、甩负荷指令限制后得到实际负荷指令，分别送往机、炉主控制器，一方面作为功率前馈信号加快机组动态响应能力，另一方面作为负荷给定信号，最终保证机组负荷的稳定。

机炉主控制器输出锅炉主控指令BM去燃烧控制系统调节锅炉燃烧率，汽机主控指令TM去DEH调节汽机阀门开度。

为加快锅炉主汽压力的响应能力，炉主控制器侧引入了DEB信号（p1/pT*p0）作为负荷前馈信号，这样可以合理利用锅炉蓄热量，快速响应负荷变化。

另外，在机主控制回路还增加了主汽压力偏差的死区校正环节，从而保证机组负荷变化过程中主汽压力的波动在允许范围内。

协调主控系统设计有4种控制方式：

机炉协调、锅炉跟随、汽机跟随、基本方式。

4.3.2.3.2燃烧控制系统

燃烧控制系统包括送风、引风和燃料控制三个子系统，它们相互关联影响。

燃料控制通过调节给粉机的转速来实现,并受送风量的限制,由锅炉主控系统送来的指令与总燃料量通过高值选择,配合氧量修正回路校正后作为风量指令。

同时,两个回路还采用了交叉限幅环节，从而保证机组负荷增加时，先加风，后加煤，负荷减少时，先减煤，后减风。

引风控制通过调节引风机挡板，保证炉膛压力在允许范围内。

同时引入送风机位置指令作为调节前馈信号，并设计有大偏差校正和MFT超弛控制。

要保证上述系统正常工作，首先必须保证有正常的二次风风量信号、烟气含氧量信号、炉膛压力和给粉机转速反馈信号。

因此，必须将风量及烟气含氧量信号校正准确,从而保证了送风及氧量控制系统测量回路的正确，使送风控制系统和氧量校正系统均能正常投运。

4.3.2.3.3过热汽温控制系统

过热汽温主要采用喷水调节手段，锅炉为二级喷水减温方式，一级喷水起粗调作用，调节屏式过热器出口汽温，二级喷水实现细调，维持主汽温在额定值，两级汽温调节均采用串级控制系统，主汽温的设定与机组负荷，定压及滑压运行方式有关。

4.3.2.3.4给水控制系统

给水控制系统包括给水泵转速调节控制系统以及除氧器、凝汽器和高低加水位控制系统。

机组启动或低负荷阶段，根据汽包水位单冲量控制给水旁路调节阀来维持汽包正常水位，电动给水泵为定速运行。

当机组负荷增加后，汽包水位控制系统由给水旁路调节阀控制转为调速给水泵转速控制，通过调节主给水流量，保证汽包水位在允许范围内。

高加和低加的水位控制，凝汽器水位控制及除氧器压力控制等均为单冲量调节系统，除氧器水位控制系统，在启动和低负荷时由单冲量控制上水调节阀；负荷增大后自动切换为三冲量控制，即维持凝结水流量，主给水量和除氧器水位间的平衡。

4.3.2.3.5磨煤机及其它控制系统

磨煤机入口负压控制为单冲量定值调节，调节磨煤机再循环风门维持磨煤机入口负压。

磨煤机出口温度控制为单冲量定值调节，调节磨煤机进口热风门，冷风门开度以控制其出口温度。

一次风温控制系统为定值调节，通过调节空预器的一次风旁路挡板来维持一次风温在给定值。

其它控制系统如燃料风，燃尽风，风箱/炉膛差压控制系统，空预器冷端温度控制，发电机氢气温度控制回路等均为单冲量调节系统，这里就不一一叙述。

4.3.3炉膛安全监控系统（FSSS）调试

4.3.3.1熟悉热力系统及控制设备，审核FSSS逻辑图、组态图。

4.3.3.2依据接线图和原理图，编制逻辑检查卡。

4.3.3.3对FSSS系统各控制设备进行联调，对保护条件进行模拟试验。

4.3.3.4实际投入各种联锁保护，做联锁实动试验。

4.3.3.5根据机组分系统试运安排，投入各子系统，实现FSSS系统的单控、顺控和连锁保护等各项功能。

4.3.3.6对试运期间暴露出的设备故障进行及时处理和修改。

5.作业流程

6.消除质量隐患的对策和出现问题的处理措施

质量隐患1：

测量元件坏、变送器故障、连线接触不可靠、测量回路校线不正确、接地与屏蔽线问题等各中间环节出错，其结果反映为显示数据及状态有错误。

处理措施：

进行调修或更换保证一次元件的正常投运、接线牢靠，通过重新校线和测试排除因回路或接地等引起的测量显示不正确。

质量隐患2：

系统硬件故障包括各端子板与I/O机箱连接电缆的松动，I/O端子板电源接头的松脱，I/O卡件未插紧，硬件跳线与实际信号要求的类型不一致或出错，硬件卡件的损坏，网络线的脱落。

将会引起某一设备不工作，设备状态显示不正确。

处理措施：

严格按厂家要求进行硬件设备检查和跳线设置，作好防硬件损坏和网络故障的措施。

在调试过程中注意对设备的保护，按要求进行正确的操作和测试。

质量隐患3：

数据库组态与对应通道连接的现场信号不匹配，信号量程不对将导致现场测点数据不正确。

处理措施：

调试阶段对每一个测点按系统、柜、板卡、通道进行细致检查，信号类型和量程及描述等要严格依据清册设置，如有出入需及时联系并确认，同时作好调试记录。

7.职业安全与环境因素辩识

7.1安全危险辩识

作业活动

危险因素

可能导致的事故

所采取相应的措施

DCS系统

调试

强电接入卡件

设备损坏

按方案要求进行测试检查

硬件设备或网络连接损坏

系统故障

按方案要求进行正确操作并作好安全措施

带电接拆导线

人身设备安全

将电源关断后再操作

调试试动作中现场与控制室联络不通畅

人身设备安全

配备可靠的通讯联系，交流中保证信息清晰、明确

现场调试中的安全问题

人身安全

安全交底

7.2文明施工与安全措施

7.2.1在调试工作中调试人员应严格遵守《电力建设安全规定》，禁止违章操作。

7.2.2保持调试现场卫生整洁，所有材料设备和工具摆放整齐，并做到工完料尽场地清。

7.2.3对受控设备的上电及操作要严格遵循有关工作票制度。

7.2.4现场与控制室间建立可靠的通讯联系，随时处理突发事故。

7.2.5为保证MCS系统现场设备的安全调试，要求在现场设备特别是执行机构调试时所处热力系统已经隔绝或投运正常，保证设备和人身安全。

7.2.6对模拟实验所做的强制内容作好记录。

7.2.7每项调试工作开始前应有合适的组织措施，即在规定的时间内作指定的试验项目，相关专业人员应予以配合。

7.2.8工作前进行技术和安全交底。

你还很年轻，将来你会遇到很多人，经历很多事，得到很多，也会失去很多，但无论如何，有两样东西你绝不能丢弃。

一个叫良心，一个叫理想。