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摘 要：本文主要介绍了国华呼贝电厂主辅控DCS系统一体化方案的比较、选型及实施。文章结合工程实际情况，在原有DCS系统网络结构、软件现况的基础上，选择实用性、可靠性更强的方案进行实施，最终实现主辅控一体化集中控制。近年来，随着电力体制改革的深入，对火电厂提出了更高的经济性能要求。主辅控DCS系统正在朝着一体化方向发展，集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体，成为工业自动化发展的趋势。
关键词：客户/服务器模式 双层网络结构 域 DCS系统一体化
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0086-02
1 项目总体情况
内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司2×600MW超临界空冷凝器式燃煤发电机组。锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司产品。锅炉为超临界参数变压直流炉、一次再热、全悬吊结构Π型锅炉。同步配套烟气脱硫系统，按一炉一塔配置，不设GGH，脱硫公用系统为两台炉共用。汽轮机、发电机均采用上海汽轮机有限公司产品，采用超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽直接空冷凝汽式汽轮机。
2 主控DCS系统
DCS系统包括主机组控制系统（DCS）和烟气脱硫控制系统（FGD-DCS），均采用杭州和利时自动化有限公司的HOLLiAS-MACS系列分布式控制系统。软件版本MACS V6.1.5，硬件采用S/M系列。单元机组DCS控制系统网络建立在客户/服务器模式，控制管理网络采用两层结构，星型连接，控制网络双冗余配置。上层采用“域”连接技术。每个域由独立的服务器、系统网络和多个现场控制站组成，完成相对独立的采集和控制功能。#1域、#2域之间上层网络通过#0域互联，方便操作公用系统，各域共享管理和操作数据。
在本DCS工程中：0号域―公用系统;1号域―#1机组锅炉、汽机、电气控制站;2号域―#2机组锅炉、汽机、电气控制站。单元机组共设36个现场控制站，以1号域为例，其中：锅炉控制柜：#10到#24、#55站;汽机控制柜：#25到#31站;空冷从#32到#37站;#42、#43为DEH控制站;电气控制柜：#38到#41站。公用系统为0号域：#44到#49、#50、#51站。以下为国华呼伦贝尔发电公司主控DCS系统网络示意图：
3 辅控DCS系统
烟气脱硫控制系统（FGD-DCS）分为三个域，域号与主机重名，但其相对独立于主机DCS控制系统，不能与主控系统同时互相操作，控制室布置在除灰综合楼。
在FGD-DCS工程中：0号域―脱硫公用系统，1号域―#1机组脱硫控制系统，2号域―#2机组脱硫控制系统。脱硫单元机组共设3个控制站，以1号域为例，其中：脱硫控制柜：#10到#12站。脱硫公用系统为0号域：#16到#20站。
4 主辅控DCS系统一体化方案的研究
国华呼贝电厂脱硫FGD-DCS系统目前是一套独立于主机DCS系统，针对已经投产的国华呼贝电厂，现对以下三个方案进行研究。
4.1 方案一
将脱硫DCS控制系统完全合并到主机DCS系统中，脱硫DCS系统不再作为单独的DCS控制系统。将脱硫上层、下层控制全部移到主控进行控制，控制柜保留在原控制室，作为远程站使用，取消脱硫服务器柜、工程师站，实现完全融入主机DCS系统。将#0脱硫系统的控制站#16站—#20站合并到主机公用系统中;#1脱硫系统控制站#10站—#12站合并到#1机组DCS系统;#2脱硫系统控制站#13—#15站合并到#2机组DCS系统。原脱硫数据库测点合并到主机数据库中，更改脱硫与主机的重名点，归纳脱硫点的组数不超过主机上线，降低数据库点数。按照原脱硫系统硬件布置进行设备组态，逻辑组态，画面组态。
4.2 方案二
脱硫DCS系统下层网络仍独立于主机DCS系统，上层网络与主机DCS系统上层网络级联，融入主机DCS系统。控制柜、服务器柜、依旧保留在原控制室，作为远程站使用，上层显示融入主机DCS系统。将1号脱硫DCS系统与1号主机DCS系统130、131网络连接，2号脱硫DCS系统与2号主机DCS系统130、131网络连接，公用脱硫DCS系统与公用主机DCS系统130、131网络连接。1号、2号、公用脱硫操作画面并入1号、2号、公用主机操作员站画面中。在满足现场实际情况的同时，实现主辅控DCS系统一体化功能。
4.3 方案三
脱硫DCS系统作为独立于主机的DCS系统，脱硫DCS系统服务器、工程师站保留在脱硫电子设备间内不变。取消脱硫集控室内脱硫操作员站，将其用光纤远传至主机集控室。较前两个方案，方案3较易实现，费用不高，经济性更强。但脱硫DCS系统仍独立于主机DCS系统。
5 国华呼贝电厂主辅控DCS系统一体化的实施
鉴于方案一中实施的难点，服务器中数据库组数的限制，模拟量缓存的限制，网络负荷和服务器负荷的骤升，历史服务器缓存的限制。最终根据国华呼贝电厂的实际情况，选取方案二进行实施施工。
5.1 网路结构方面
从脱硫电子设备间拉6路光纤到主机电子设备间。并取消原脱硫1号机组与公用系统130、131网级联，脱硫2号机组与公用系统130、131网级联。防止构成环网，造成数据拥堵、网络瘫痪。敷设脱硫电子设备间至主机电子设备间的光纤清单如下：
主机盘前新加三台操作员站，从1号机增加至1号盘前二台，2号机增加至2号盘前一台，其余操作员站原位置不动。
5.2 软件实施方面
原脱硫域号为0号域、1号域、2号域与主机重名，一一更改域号，脱硫DCS系统更改域名：#0域改域号为#4域，#1域改域号为#5域，#2域改域号为#6域。1号脱硫系统、2号脱硫系统、公用脱硫系统的全部数据库、域间变量域号更改，更改1号脱硫系统、2号脱硫系统、公用脱硫系统工程师站以及服务器节点站号并重装，保证不与主机重名。公用脱硫DCS系统服务器新命名225、226，1号脱硫DCS系统服务器新命名227、228，2号脱硫DCS系统服务器新命名229、230，1号脱硫DCS工程师站新命名236，2号脱硫DCS工程师站新命名237，公用脱硫DCS工程师站新命名238。并对相应控制站初始化下装。
6 结语
国华呼贝电厂主輔控DCS系统一体化方案的选取与实施充分考虑到该工程原设计中DCS系统的网络机构、设备工艺、控制策略等因素。成功选取并实施主辅控一体化控制，实现了在一台操作员站中完成主辅控多个工艺系统被控设备和工艺参数的所有监视、控制、操作，并对系统优化、降低网络负荷率、减少组态及维护工作量的方面做出一定贡献。
参考文献
[1] 北京和利时系统工程股份有限公司.HOLLiAS MACS-SM系列使用说明书[Z].2008.
[2] 王丽丽，沈铁志.和利时DCS在600MW超临界空冷机组上的应用[J].浙江电力，2013，32（5）：41-45.
[3] 肖军.DCS及现场总线技术[M].北京：清华大学出版社，2011.
[4] DL/T 1083-2008火力发电厂分散控制系统技术条件[S].北京：中国电力出版社，2008.
关键词：客户/服务器模式 双层网络结构 域 DCS系统一体化
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0086-02
1 项目总体情况
内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司2×600MW超临界空冷凝器式燃煤发电机组。锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司产品。锅炉为超临界参数变压直流炉、一次再热、全悬吊结构Π型锅炉。同步配套烟气脱硫系统，按一炉一塔配置，不设GGH，脱硫公用系统为两台炉共用。汽轮机、发电机均采用上海汽轮机有限公司产品，采用超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽直接空冷凝汽式汽轮机。
2 主控DCS系统
DCS系统包括主机组控制系统（DCS）和烟气脱硫控制系统（FGD-DCS），均采用杭州和利时自动化有限公司的HOLLiAS-MACS系列分布式控制系统。软件版本MACS V6.1.5，硬件采用S/M系列。单元机组DCS控制系统网络建立在客户/服务器模式，控制管理网络采用两层结构，星型连接，控制网络双冗余配置。上层采用“域”连接技术。每个域由独立的服务器、系统网络和多个现场控制站组成，完成相对独立的采集和控制功能。#1域、#2域之间上层网络通过#0域互联，方便操作公用系统，各域共享管理和操作数据。
在本DCS工程中：0号域―公用系统;1号域―#1机组锅炉、汽机、电气控制站;2号域―#2机组锅炉、汽机、电气控制站。单元机组共设36个现场控制站，以1号域为例，其中：锅炉控制柜：#10到#24、#55站;汽机控制柜：#25到#31站;空冷从#32到#37站;#42、#43为DEH控制站;电气控制柜：#38到#41站。公用系统为0号域：#44到#49、#50、#51站。以下为国华呼伦贝尔发电公司主控DCS系统网络示意图：
3 辅控DCS系统
烟气脱硫控制系统（FGD-DCS）分为三个域，域号与主机重名，但其相对独立于主机DCS控制系统，不能与主控系统同时互相操作，控制室布置在除灰综合楼。
在FGD-DCS工程中：0号域―脱硫公用系统，1号域―#1机组脱硫控制系统，2号域―#2机组脱硫控制系统。脱硫单元机组共设3个控制站，以1号域为例，其中：脱硫控制柜：#10到#12站。脱硫公用系统为0号域：#16到#20站。
4 主辅控DCS系统一体化方案的研究
国华呼贝电厂脱硫FGD-DCS系统目前是一套独立于主机DCS系统，针对已经投产的国华呼贝电厂，现对以下三个方案进行研究。
4.1 方案一
将脱硫DCS控制系统完全合并到主机DCS系统中，脱硫DCS系统不再作为单独的DCS控制系统。将脱硫上层、下层控制全部移到主控进行控制，控制柜保留在原控制室，作为远程站使用，取消脱硫服务器柜、工程师站，实现完全融入主机DCS系统。将#0脱硫系统的控制站#16站—#20站合并到主机公用系统中;#1脱硫系统控制站#10站—#12站合并到#1机组DCS系统;#2脱硫系统控制站#13—#15站合并到#2机组DCS系统。原脱硫数据库测点合并到主机数据库中，更改脱硫与主机的重名点，归纳脱硫点的组数不超过主机上线，降低数据库点数。按照原脱硫系统硬件布置进行设备组态，逻辑组态，画面组态。
4.2 方案二
脱硫DCS系统下层网络仍独立于主机DCS系统，上层网络与主机DCS系统上层网络级联，融入主机DCS系统。控制柜、服务器柜、依旧保留在原控制室，作为远程站使用，上层显示融入主机DCS系统。将1号脱硫DCS系统与1号主机DCS系统130、131网络连接，2号脱硫DCS系统与2号主机DCS系统130、131网络连接，公用脱硫DCS系统与公用主机DCS系统130、131网络连接。1号、2号、公用脱硫操作画面并入1号、2号、公用主机操作员站画面中。在满足现场实际情况的同时，实现主辅控DCS系统一体化功能。
4.3 方案三
脱硫DCS系统作为独立于主机的DCS系统，脱硫DCS系统服务器、工程师站保留在脱硫电子设备间内不变。取消脱硫集控室内脱硫操作员站，将其用光纤远传至主机集控室。较前两个方案，方案3较易实现，费用不高，经济性更强。但脱硫DCS系统仍独立于主机DCS系统。
5 国华呼贝电厂主辅控DCS系统一体化的实施
鉴于方案一中实施的难点，服务器中数据库组数的限制，模拟量缓存的限制，网络负荷和服务器负荷的骤升，历史服务器缓存的限制。最终根据国华呼贝电厂的实际情况，选取方案二进行实施施工。
5.1 网路结构方面
从脱硫电子设备间拉6路光纤到主机电子设备间。并取消原脱硫1号机组与公用系统130、131网级联，脱硫2号机组与公用系统130、131网级联。防止构成环网，造成数据拥堵、网络瘫痪。敷设脱硫电子设备间至主机电子设备间的光纤清单如下：
主机盘前新加三台操作员站，从1号机增加至1号盘前二台，2号机增加至2号盘前一台，其余操作员站原位置不动。
5.2 软件实施方面
原脱硫域号为0号域、1号域、2号域与主机重名，一一更改域号，脱硫DCS系统更改域名：#0域改域号为#4域，#1域改域号为#5域，#2域改域号为#6域。1号脱硫系统、2号脱硫系统、公用脱硫系统的全部数据库、域间变量域号更改，更改1号脱硫系统、2号脱硫系统、公用脱硫系统工程师站以及服务器节点站号并重装，保证不与主机重名。公用脱硫DCS系统服务器新命名225、226，1号脱硫DCS系统服务器新命名227、228，2号脱硫DCS系统服务器新命名229、230，1号脱硫DCS工程师站新命名236，2号脱硫DCS工程师站新命名237，公用脱硫DCS工程师站新命名238。并对相应控制站初始化下装。
6 结语
国华呼贝电厂主輔控DCS系统一体化方案的选取与实施充分考虑到该工程原设计中DCS系统的网络机构、设备工艺、控制策略等因素。成功选取并实施主辅控一体化控制，实现了在一台操作员站中完成主辅控多个工艺系统被控设备和工艺参数的所有监视、控制、操作，并对系统优化、降低网络负荷率、减少组态及维护工作量的方面做出一定贡献。
参考文献
[1] 北京和利时系统工程股份有限公司.HOLLiAS MACS-SM系列使用说明书[Z].2008.
[2] 王丽丽，沈铁志.和利时DCS在600MW超临界空冷机组上的应用[J].浙江电力，2013，32（5）：41-45.
[3] 肖军.DCS及现场总线技术[M].北京：清华大学出版社，2011.
[4] DL/T 1083-2008火力发电厂分散控制系统技术条件[S].北京：中国电力出版社，2008.