火力发电厂分散控制系统验收测试规程.docx

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火力发电厂分散控制系统验收测试规程

火力发电厂分散控制系统验收测试规程

火力发电厂分散控制系统验收测试规程

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前 言

   根据国家电力行业热工自动化标准化技术委员会电自标［2003］01号（国家经贸委电力司电力（2002）973号）文的通知，组织编制本规程。

   本规程自200X年XX月XX日起发布实施，代替原98版《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》。

   本规程的附录A是规范性附录，附录B是资料性附录。

   本规程由国家电力行业热工自动化标准化技术委员会提出并归口。

   本规程负责起草单位：

华能国际电力股份有限公司。

   本规程主要起草人：

张林明、×××。

   本规程由电力行业热工自动化标准化技术委员会解释。

目录

1.范围 

2.规范性引用文件 

3.术语、定义和缩略语 

4.测试条件 

5.功能测试 

6.性能测试 

7.抗干扰能力测试 

8.文档验收 

9.可用率考核 

附录A（规范性附录） 

附录B（资料性附录）

中华人民共和国电力行业标准

火力发电厂分散控制系统验收测试规程

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1.范围

   本规程规定了火力发电厂分散控制系统验收测试的内容、方法以及应达到的标准。

   本规程适用于装设单机容量为125MW~600MW等级机组的火力发电厂的新建或技术改造的分散控制系统或由PLC组成的分散控制系统以及用于DEH（MEH）的以微处理器为基础的控制系统的最终验收测试及168小时的工程验收测试。

其它容量机组的验收测试以及机组检修后的测试也可参照执行。

2.规范性引用文件

   下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

在标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。

   DL5000 2000火力发电厂设计技术规程

   JB／TS234 91 工业控制计算机系统验收大纲

   SDJ279 90 电力建设施工及验收技术规范（热工仪表及控制装置篇）

   电建[1996]第159号 火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程

   电规发[1996]第214号 单元机组分散控制系统设计若干技术问题规定

   DT/T774--2001 火力发电厂分散控制系统运行检修导则

   DL/T701-1999 火力发电厂热工自动化术语

3.术语、定义和缩略语

3.1 数据采集系统（dataacquisitionsystem，简称DAS）

   采用数字计算机系统对工艺系统和设备的运行参数进行测量，对测量结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行计算和分析，并提出运行指导的监视系统。

3.2 模拟量控制系统（modulatingcontrolsystem，简称MCS）

   实现锅炉、汽轮机及辅助系统参数自动控制的总称。

在这种系统中，常包含参数自动控制及偏差报警功能，对前者，其输出量为输入量的连续函数。

在对外文件中也可称闭环控制系统CCS（closeloopcontrolsystem）。

（引用DL/T701-1999火力发电厂热工自动化术语）

3.3 开关量控制系统（on-offcontrolsystem，简称OCS）

   实现机、电、炉及其辅助设备启、停或开、关的操作及对某一工艺系统或主要辅机按一定规律进行控制的控制系统。

3.4 炉膛安全监控系统（furnacesafetysupervisorysystem，简称FSSS）

   当锅炉炉膛燃烧熄火时，保证炉膛不发生爆炸（外爆或内爆）而采取监视和控制措施的自动系统。

3.5 数字式电液控制系统（digitalelectro-hydrauliccontrol,简称DEH）

   由按电气原理设计的敏感元件、数字电路（计算机）、按液压原理设计的放大元件和液压伺服机构构成的汽轮机控制系统，自动维持汽轮机转速和功率在指定值、实现汽轮机各种运行工况自动控制的总称。

3.6 给水泵汽轮机电液控制系统（micro-electro-hydrauliccontrolsystem,简称MEH）

   用微电子技术及液压伺服机构实现给泵汽轮机自动控制各项功能的控制系统。

（引用DL/T701-1999火力发电厂热工自动化术语）

注：

实际上也是数字式电液控制系统，但为了与大汽轮机的"DEH"相区别，习惯上称为"MEH"

3.7 厂级监控信息系统（plantsupervisoryinformationsystem，简称SIS）

   利用网络通信技术将各机组DCS、PLC等监控系统中的有关实时数据送至值长和各级管理人员的操作台上，为值长和各级管理人员等监控全厂机组安全经济运行、状态检修提供所需的实时信息。

同时也可以接受调度信息将负荷指令发送至各个单元机组的DCS。

4.测试条件

4.1 接入分散控制系统的全部现场设备，包括变送器、执行器、接线箱以及电缆等设备均应按照有关标准进行安装、调试、试运行并按SDJ279要求验收合格。

4.2 分散控制系统的硬件和软件应按照制造厂的说明书和有关标准完成安装和调试，并已投入连续运行。

4.3 火电机组及辅机在试生产阶段中已经稳定运行，且分散控制系统随机组连续运行时间超过90天。

4.4 分散控制系统的工作环境符合以下技术指标：

温度     15℃~28℃

湿度     45％～70％，任何情况下不许结露

温度变化率   ≤5℃/h

振动     振幅<0.5mm

照明            距地面0.8m处照度不低于2001x

含尘量    达到表1中的二级标准。

4.5 分散控制系统投入运行后的运行记录应完整。

运行记录的格式见附录B（资料性附录）。

设计、安装和调试的其它资料也应齐全。

4.6 分散控制系统的供电电源品质应符合制造厂的技术条件。

4.7 测试所需的计量仪器应具备有效的计量检定证书。

计量仪器的误差限应小于或等于被校对象误差限的三分之一。

4.8 DCS的CPU负荷率、通讯负荷率的测试方法由DCS厂家提供，经用户认可后方可作为测试方法使用，如DCS厂家不能提供测试方法，则由用户设法提供测试方法，作为考核CPU负荷率、通讯负荷率的标准。

4.9 分散控制系统的接地应符合制造厂的技术条件和有关标准的规定。

屏蔽电缆的屏蔽层必须单点接地。

分散控制系统采用独立接地网时，若制造厂无特殊要求，则其接地极与电厂电气接地网之间应保持10m以上的距离，且接地电阻不得超过2Ω。

当分散控制系统与电厂电力系统共用一个接地网时，控制系统地线与电气接地网只允许有一个连接点，且接地电阻应小于0.5Ω。

4.10 以上4.1、4.2、4.5、4.6、4.7、4.9同时是168小时的验收条件。

5.功能测试

5.1 输入和输出功能的检查

   选取1%~4%个具有代表性的通道进行检查。

5.1.1输入参数真实性判断功能的检查。

在输入通道接入超过量程信号，检查系统的故障诊断功能，并能在CRT上正确显示。

人为断开输入通道的回路，检查CRT的显示是否正确。

5.1.2输入参数正确性修正功能的检查。

检查流量和汽包水位的温度和压力修正及热电偶冷端温度修正功能。

5.1.3输入参数二次计算功能的检查（包括开方值、平均值、差值、最大值、最小值和累计值等）。

5.1.4输入参数数字滤波功能的检查。

5.1.5输入参数越限报警功能的检查。

5.1.6输入通道控制功能的检查。

5.1.7输出功能检查，在DCS的输出通道中，设置超过量程的参数，检查系统的故障报警和故障诊断功能。

人为设置断开输出信号，检查现场设备是否按设计要求动作。

5.2 人机接口功能的检查

5.2.1操作员站功能的检查。

5.2.2工程师站功能的检查。

检查内容有控制逻辑的组态、修改和下载，CRT画面的生成、修改和下载，数据库的生成、修改等。

5.2.3工程师站和操作员站之间的闭锁和保护功能的检查，功能互换的检查。

5.3 显示功能的检查

5.3.1检查显示画面的种类及数量，应与原设计相符。

显示画面包括流程图、参数图、实时趋势图、历史趋势图、棒形图、报警显示和操作画面等。

5.3.2检查显示画面的更新频率和画面更新数据量。

5.3.3检查显示分区（窗口）的划分、使用方法及其功能。

5.3.4大屏幕功能的检查。

5.4 打印和制表功能的检查

5.4.1检查定时制表的类型、数量表内包含的过程变量数及表内参数。

5.4.2检查随机制表的内容及有关特性，包括参数越限打印、复位打印、开关量变态打印、事故追忆打印、事件顺序打印以及工程师站的打印等。

5.4.3检查请求打印的内容及其特任。

包括模拟量一览打印、成组打印、机组启停参数打印、测点清单打印、CRT画面拷贝打印、组态图、逻辑图等。

5.5 事件顺序记录和事故追忆功能的检查

   检查打印内容、时间和时间分辨率。

5.6 历史数据存储功能的检查

   检查存储数据内容、存储容量、时间分辨率是否达到合同要求及检索数据的方法是否达到合同要求。

5.7 机组安全保证功能的检查

5.7.1 检查保证机组启停和正常运行工况安全的操作指导项目和内容。

5.7.2 检查影响机组安全的工况计算项目及统计内容，包括重要参数越限时间累计和重要辅机运行时间累计等。

5.7.3 检查机组大联锁保护、锅炉、汽机、发电机、主变保护的每一测点和信号通道的冷态、热态校验记录。

5.8 输入测点冗余功能的测试

   人为断开运行中的输入测点、检查相应输入通道的工作。

5.9 DCS的远程I/O通讯接口的测试检查

   检查通讯接口的负荷率、通讯速率和所有通过通讯传递的数据的正确性。

5.10  各控制系统之间的通讯接口测试检查

5.10.1当接口监控过程需双向通讯时，通讯接口应是冗余的，在机组运行时进行冗余切换试验，检查切换应是无扰的。

5.10.2 人为设置冗余通讯接口的任一侧故障，对监控应无任何影响，同时检查操作员站应有通讯接口故障报警和记录。

5.11  分散控制系统与SIS系统的通讯接口测试检查

5.11.1 检查通讯接口接收的DCS数据的完全性，SIS系统应能接收到DCS的全部I/O点和中间变量。

5.11.2 SIS接口应是冗余的，并进行冗余功能切换检查。

5.11.3 SIS接口的通讯速率检查。

模拟量的传输速率不低于每5秒传送10000个点，数字量的传输速率不低于每2秒传送10000个点。

5.12 GPS功能检查

5.12.1 检查GPS时钟输出信号精度至少达到1μs。

5.12.2 GPS与DCS之间应每秒进行一次时钟同步，当DCS时钟与GPS时钟失锁时，DCS应有输出报警。

5.13 DAS系统性能计算检查

   性能计算是在线的，应包括发电机组及辅机的各种效率及性能参数，至少10分钟计算一次，精度高于0.1%。

5.14 以上5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.7、5.8也是168小时的验收测试内容，其中的大部分测试应在168小时运行之前完成，在68小时验收时，应提交完整的测试报告。

6.性能测试

6.1 系统容错能力的测试

6.1.1 键盘操作的容错测试。

在操作员站的键盘上操作任何未经定义的健时，系统不得出错或出现死机情况。

6.1.2 各种冗余模件的容错测试。

人为退出（退出方法要求是拔出模件、断电、设置模件故障、停止模件运行等各种方法）冗余模件中正在运行的模件，这时备用的模件应自动投入工作，在冗余模件的切换过程中，系统不得出错或出现死机情况。

6.1.3 通信总线冗余切换能力的测试。

在任意节点人为切断每条通信总线，系统不得出错或出现死机情况。

切、投通信总线上的任意节点，或模拟其故障，总线通信应正常。

6.1.4服务器冗余切换检查

   人为退出冗余服务器中的运行服务器，备用服务器应自动投入工作，DCS通讯应正常，存储的数据不得有丢失，DCS的其它功能不受任何影响。

6.2 供电系统切换功能的测试

   人为切除工作电源，备用电源应自动投入工作。

在电源切换过程中，控制系统应正常工作，中间数据及累计数据不得丢失。

对于采用n+1冗余的供电系统，切除任何一个供电装置，控制系统应正常工作，数据不得丢失。

6.3 模件可维护性的测试

   任意拔出一块输入或输出模件，屏幕应显示该模件的异常状态，控制系统自动进行相应的处理（如切到手动工况、执行器保位等）。

在拔出和恢复模件的过程中，控制系统的其他模件不受任何影响,相关的控制功能按原设计的要求进行变化,不得有任何其它影响.

6.4 系统的重置能力的测试

   切除并恢复系统的外围设备，这时控制系统不得出现任何异常工况。

6.5 系统储备容量的测试

6.5.1 存贮余量的测试。

通过工程师工作站或其他由制造厂提供的方法检查每个控制站的内存和历史数据存贮站（或相当站）的外存的容量及使用量。

内存余量应大于存贮器容量的40％，外存余量应大于存贮器容量的60％。

6.5.2 输入输出通道可扩容量的测试。

检查系统配置的输入点数和输出点数，实际使用的输入点数和输出点数、安装机架的可扩空间及端子排的余量。

输入输出通道的余量不得低于总输入输出通道数的10％～15％。

安装机架的可扩容量及端子排的余量应大于输入输出通道总数的10％一15％。

6.6 输入输出点接入率和完好率的统计

6.6.1接入率为已安装调试过的输入输出点数占原设计输入输出点数的百分比，即

J=（I/D）×100%

式中：

 J--接入率

   I--已安装调试的输入输出点数；

   D--原设计输入输出点数

6.6.2接入率按开关量信号、模拟量信号及总输入输出信号分别统计及计算，总接入率应不小于99％。

6.6.3完好率为抽样检查时合格的输入输出点数占总抽样检查输入输出点数的百分比，即F=（R/K）×100%

式中：

F--完好率

 R--抽样检查时合格的输入输出点数

 K--总抽样检查点数，抽样检查点数应不小于系统总点数的5％。

6.6.4完好率按开关量信号、模拟量信号及两种信号总数分别统计及计算：

．两种信号总的完好率应不小于99％。

6.6.5对于设计而未接入系统的测点，应按开关量信号和模拟量信号分别列表说明原固。

6.6.6进行完好率检查时，凡与过程变量及现场状态不符合的测点，包括测量的精确度不合格的测点，均应判为不合格测点。

对于不合格的测点，应按开关量信号和模拟量信号分别列表说明存在的问题。

6.7 系统实时性的测试

6.7.1 CRT画面响应时间的测试。

通过键盘调用CRT画面时，从最后一个调用操作完成到画面全部内容显示完成的时间为画面响应时间。

画面响应时间规定如下：

   a）在调用被测画面时，对一般画面，响应时间不得超过1s，对于复杂画面，画面响应时间不得超过2s。

   b）在发生中断时，CRT画面自动推出的时间也应符合6.7.1a）的规定。

6.7.2 模拟量信号采集实时性的测试。

溅试时应按不同采样周期各选3～6个测点进行测试。

6.7.3 开关量信号采集实时性的测试。

选择3～5个开关量输入通道，接入测试用开关量信号；使之按设计的开关量采样周期改变状态。

通过开关量变态打印功能检查开关量信号采集的实时性。

6.7.4 事件顺序记录分辨力的测试。

利用一台开关量信号发生器进行测试，信号发生器应能送出间隔时间可在0.125ms~2ms之间调节的3-5个开关量信号。

将信号发生器的信号接入事件顺序记录的输入端，改变信号发生器的间隔时间，直至事件顺序记录无法分辨时为止，即为事件顺序记录的分辨力。

分辨力不得超过lms（按合同规定）。

6.7.5 控制器处理周期的测试。

选择模拟量控制器、开关量控制器、DEH控制器、MEH控制器分别测试处理周期。

6.7.6 系统响应时间的测试。

将系统输出的开关量操作信号直接引到该操作对象反馈信号的输入端。

测量通过操作台的键盘发出操作指令，直到屏幕上显示反馈信号之间的时间、操作信号响应时间应不超过2.0ss（按合同规定）。

  6.7.7 各控制系统、远程I/O站的通讯接口测试。

用6.7.2、6.7.3、6.7.6方法测试经过通讯接口（网关）的I/O信号，其实时性能应达到工艺控制要求或合同规定值。

6.7.8 SIS通讯接口的测试。

用6.7.2、6.7.3的方法，从DCS输入端按SIS接口的通讯速率输入变化的信号，检查SIS系统的数据库，是否真实的记录下全部数据的变化。

6.8 系统各部件的负荷测试

6.8.1 中央处理单元的负苻率．所有控制站的中央处理单元恶劣工况下的负荷率均不得超过60％。

计算站、操作员站、数据管理站等的中央处理单元恶劣工况下的负荷事不得超过40%。

6.8.2 数据通信总线的负荷率。

在繁忙工况下数据通信总线的负荷率不得超过30％。

对于以太网则不得超过20％。

6.8.3 负荷率应在不同工况下共测试五次，取最高值，每次测试时间为10s。

6.9 时钟同步精度的测试

   各过程站输入同一开关量信号，时间误差应小于保证的站间时间分辨力。

6.10 以上6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.9同时是168小时的验收测试内容。

7.抗干扰能力测试

7.1 电缆的检查

   检查引入分散控制系统的电缆选型和安装情况。

I/O信号电缆必须采用屏蔽电缆。

电缆的敷设应符合分层、屏蔽、防火和接地等有关规定。

7.2 抗射频干扰能力的测试

   用功率为5W、频率为400MHz~500MHz的步话机作干扰源，距敞开柜门的分散控制系统机柜1.5m处工作。

分散控制系统应正常工作。

7.3 现场引入干扰电压的测试。

   与模拟量信号精确度的测试同行进行。

测试时，在输入端子处测量各种类型信号（电流、热电偶和热电阻）从现场引入的共模和差模干扰电压值。

7.4 实际共模干扰电压值应小于输入模件抗共模电压能力的60％。

7.5 实际差模干扰电压所引起的通道误差应满足下式的要求：

7.6 分散控制系统的电源适应能力测试

   在分散控制系统供应商规定的供电电压范围内,变化分散控制系统的供电电压,测试分散控制系统工作是否正常。

7.7 以上7.1~7.6的内容也是168小时的验收测试内容。

8.文档验收

8.1 分散控制系统文档资料应齐全,至少应包括下列内容:

（a）系统硬件手册

（b）系统操作手册

（c）系统维护手册

（d）系统组态手册

（e）构成系统所有模件、部件的原理图

（f）机柜内部布置图

（g）DCS的I/O清单、接线图，图上应有电缆编号和端子编号。

（h）机柜、操作台的布置图、连接图。

（i）所有控制和调整装置在维护时所需的校验曲线。

（j）所有卖方外购设备手册

（k）DCS使用的一些特殊机械设备详图

（l）DCS硬件、软件清册。

（m）专用工具、材料清册

（n）系统接地手册

（o）CRT图形、画面清册

（p）DCS数据库清单

（q）控制逻辑图、组态图清册

   以上8.1所列文档资料在168小时验收测试是就应提供。

8.2 8.1所列的文挡资料除纸质文本外都应有电子文档，而且是竣工版，与现场完全一致。

8.3 DCS各种测试报告应齐全，有测试人、验收人签字，至少应包括下列测试报告：

（a）DCS出厂验收、测试报告

（b）DCS硬件、电源系统测试报告

（c）DCS接地系统测试、验收报告

（d）DCS功能测试报告

（e）DCS性能测试报告

9.可用率考核

9.1 分散控制系统的可用率（A）应达到99．9％以上。

可用率的统计范围只限于分散控制系统本身，不包括接入系统的变送器和执行器等现场设备。

9.2 可用率的统计工作自整套系统投入试运行且机组第一次满负荷后即可开始进行。

开始计算可用率的时间可以由供需双方商定。

9.3 自开始计算系统可用率的时间起，分散控制系统连续运行90天，即2160h，其间累计故障停用时间小于2.2h，则可认为完成可用率试验。

若累计故障停用时间超过2.2h，可用率的统计应延长到180天，即4320h。

在此期间，累计故障时间不得超过4.3h。

完成系统可用率考核的最高时限为270个连续日。

若超过这一时限，系统的可用率仍不合格，则认为系统的可用率考核未能通过。

9.4   在可用率考核其间，若发生由于DCS原因引起的MFT、汽机跳闸、发电机跳闸、MFT拒动或全部操作员站功能同时丧失，则认为系统的可用率考核未能通过。

9.5  可用率考核期间，分散控制系统的各种备件应齐全，且备件应存放在试验现场，出现故障应及时处理，故障时间是指故障设备或子系统的停用时间和故障的正常处理时间，去除因无备件造成的等待时间或其它原因造成的等待处理故障的时间，如发生备件短缺，卖方应在48小时内提供所缺备件，如超过48小时，48小时后的等待备件时间将累计到故障时间中去。

实际试验时间和故障时间根据运行班志（依据计算机记录）确定。

运行班志摘抄表见附录B（资料性附录）。

9.7 在168小时考核其间，如发生由于DCS原因引起的机组与电网解列、操作员站功能同时丧失、DCS通讯故障、任何冗余模件同时故障或由DCS引起的主要保护功能丧失，则168小时的DCS可用率考核未通过。