摘要：通過現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，評(píng)價(jià)分散控制系統(tǒng)在老機(jī)組自動(dòng)化改造后的調(diào)試、應(yīng)用情況。
關(guān)鍵字：分散控制系統(tǒng)；硬件軟件組態(tài)應(yīng)用
新華分散控制系統(tǒng)XDPS一400是一個(gè)融計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和自動(dòng)控制技術(shù)為一體的工業(yè)信息技術(shù)系列產(chǎn)品，具有開放式結(jié)構(gòu)、模塊化技術(shù)、合理的軟硬件功能配置和易于擴(kuò)展的DCS，已廣泛用于電站的分散控制，電廠調(diào)度和管理信息系統(tǒng)、變電站監(jiān)控、電網(wǎng)自動(dòng)化、鋼鐵企業(yè)的高爐監(jiān)控、化工企業(yè)的過程自動(dòng)化和造紙廠過程自動(dòng)化。在我廠#2、 #3、#4機(jī)組自動(dòng)化改造中采用了上述系統(tǒng)。
以下談幾點(diǎn)作者在接觸機(jī)組MCS系統(tǒng)軟件組態(tài)和現(xiàn)場調(diào)試過程中對XDPS一400型分散控制系統(tǒng)的一些體會(huì)。
1．硬件可靠性高
從DCS系統(tǒng)現(xiàn)場機(jī)柜受電開始，各DPU及I／0模件就一直處于工作狀態(tài)，直至機(jī)組168小時(shí)試運(yùn)結(jié)束移交生產(chǎn)為止，MCS系統(tǒng)所使用的硬件中，只有在#2高加和#3高加疏水門控制回路所使用的輸出模件中，先后損壞過3個(gè)模擬量輸出通道（懷疑由就地接線盒竄入強(qiáng)電所引起），其他所有硬件均工作正常。曾在現(xiàn)場抽查了部分i／o模件的精度，全部符合新華公司出廠規(guī)定及與業(yè)主簽訂的合同要求。一般說來，基建施工期問由于趕工期及交叉作業(yè)，對DCS系統(tǒng)硬件的安全性構(gòu)成的威脅比正常生產(chǎn)時(shí)要大得多，XDPS——400型分散控制系統(tǒng)能達(dá)到如此的可靠性證明其系統(tǒng)硬件是值得信賴的。
2．控制周期短
在采用分散控制系統(tǒng)以前，MCS系統(tǒng)實(shí)際上是一種不問斷的連續(xù)的過程控制。采用了分散制系統(tǒng)以后，由于計(jì)算機(jī)有多個(gè)任務(wù)需要響應(yīng)，而且每個(gè)控制功能模塊需要按一定順序依次計(jì)算，這就產(chǎn)生了一個(gè)控制周期的問題。從理論上講，控制周期越短，越接近于連續(xù)控制，控制系統(tǒng)的精度越容易得到保證。在一般的分散控制系統(tǒng)中，對MCS系統(tǒng)的控制周期大多數(shù)選用250毫秒，也有選用500毫秒甚至1000毫秒的。XDPS——400型分散控制系統(tǒng)可以按頁設(shè)置控制周期，且有多檔控制周期可供選擇。在本工程中，我們對MCS系統(tǒng)的控制周期全部設(shè)置為200毫秒，考慮到每臺(tái)200MW機(jī)組的所有模擬量控制系統(tǒng)全部集中在三對DPU中，能達(dá)到如此短的控制周期且直至機(jī)組移交生產(chǎn)未見任何異常，我們認(rèn)為是滿意的。
3.控制模塊的功能較全
在分散控制系統(tǒng)內(nèi)部，是由一邊串的控制功能塊（即功能碼）來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員的預(yù)想功能的。xD PS一400型分散控制系統(tǒng)原來的功能碼已經(jīng)能夠基本滿足大型火電機(jī)組的控制要求，但為了實(shí)現(xiàn)某些特殊的設(shè)計(jì)思想，在本工程的設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)上，作者曾代表業(yè)主提出了幾種功能碼的修改完善要求，新華公司按要求重新修改，滿足了業(yè)主要求，并借機(jī)對功能碼進(jìn)行了軟件升級(jí)。這些升級(jí)后的功能碼在機(jī)爐協(xié)調(diào)控制和主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)中發(fā)揮了預(yù)想作用，使得能夠完成某些非常規(guī)的預(yù)測控制功能。相比較之下，引進(jìn)型分散控制系統(tǒng)如想達(dá)到修改功能碼的要求則幾乎是不可能的，這也反映了國產(chǎn)分散控制系統(tǒng)的競爭力之所在。
4．在線組態(tài)及參數(shù)調(diào)試比較方便
本工程使用的XDPS一400型分散控制系統(tǒng)中，所有監(jiān)控 DPU 都是雙重冗余配置的。當(dāng)用工程師工作站連接上某個(gè)在線工作的：DPU 后，可以直接以最簡單的作圖方式修改其內(nèi)部控制組態(tài)，修改后的控制組態(tài)立即執(zhí)行，不存在編譯的步驟，工作結(jié)束后再發(fā)指令將修改后的控制組態(tài)拷貝到備用DPU 即可。因?yàn)镸CS系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)中，經(jīng)常需要對控制組態(tài)作出某些修改，這一特點(diǎn)就尤其顯得方便。例如在汽包水位控制系統(tǒng)的調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)實(shí)際汽包信號(hào)高頻波動(dòng)太大，就曾在水位控制系統(tǒng)仍舊保持在自動(dòng)控制的方式下，給水位測量信號(hào)回路中增加了一個(gè)濾波功能塊，由于注意了各個(gè)模塊連接的先后次序，對控制系統(tǒng)沒有造成任何擾動(dòng)。
另外，在工程師工作站的顯示畫面上，除了可以看到和其他分散控制系統(tǒng)類似的控制系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)傳遞信號(hào)數(shù)值以及趨勢圖外，還可以在組態(tài)圖中連接上幾個(gè)固定時(shí)問長度的小趨勢功能碼，這些小趨勢和控制組態(tài)在同一幅顯示畫面上，不會(huì)隨本畫面的組態(tài)修改或參數(shù)調(diào)整而隱藏，對一些單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整，可以隨時(shí)觀察被調(diào)參數(shù)的趨勢進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)修改，縮短了調(diào)試時(shí)問。
5．全中文界面，便于運(yùn)行維護(hù)
XDPS一400型分散控制系統(tǒng)的各種供運(yùn)行人員監(jiān)視控制的顯示畫面全部采用中文，對運(yùn)行維護(hù)人員帶來很大方便。甚至在控制系統(tǒng)組態(tài)圖上，也可以組態(tài)進(jìn)行各種中文注釋字符，以方便熱工維護(hù)人員的理解和記憶。在以往的分散控制系統(tǒng)中，基建調(diào)式階段結(jié)束移交到生產(chǎn)運(yùn)行以后，電廠熱工維護(hù)人員往往在看控制系統(tǒng)組態(tài)圖時(shí)難于理解原設(shè)計(jì)意圖，就是設(shè)計(jì)調(diào)試人員在幾個(gè)月不接觸圖紙之后回過頭再看時(shí)也經(jīng)常要花很大功夫來理解圖紙。在本工程中，我們在組態(tài)圖中加進(jìn)了大量的中文注釋字符，各部分的功能作用可以說是一目了然，極大地方便了電廠熱工維護(hù)人員，受到電廠人員的一致好評(píng)。
6．系統(tǒng)簡單易學(xué)，查找聯(lián)系信號(hào)方便
在作者所接觸過的七、八種分散控制系統(tǒng)中，從應(yīng)用的角度來講，XDPS一400型分散控制系統(tǒng)是最容易熟悉掌握的，一般有WINDOWS應(yīng)用基礎(chǔ)的人員通過一周左右的培訓(xùn)就可學(xué)會(huì)日常的系統(tǒng)軟、硬件運(yùn)行維護(hù)。在國內(nèi)大部分電廠的熱工檢修專業(yè)分工中，一般都是按控制系統(tǒng)劃分班組，當(dāng)在節(jié)假日或晚上只有個(gè)別熱工人員值班時(shí)，如果現(xiàn)場出現(xiàn)某種異常情況，熱工維護(hù)人員往往因?yàn)椴惶煜e的班組管轄的控制邏輯，短時(shí)間內(nèi)找不到故障原因，從而延誤缺陷或故障的處理，對機(jī)組的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。在XDPS一400型分散控制系統(tǒng)中，如果運(yùn)行人員在顯示畫面上發(fā)現(xiàn)某種顯示、連鎖或幫助畫面也現(xiàn)故障，自己就可通過鼠標(biāo)調(diào)出故障信號(hào)來自哪個(gè)DPU ，再由任何一個(gè)熱工維護(hù)人員在工程師工作站上通過故障信號(hào)的名稱就可輕易地找出引起故障信號(hào)的原因，給故障處理爭取了時(shí)間，也給熱工維護(hù)人員帶來方便。同時(shí)，在同一DPU 內(nèi)部或不同DPU之間，通過系統(tǒng)自帶的頁間連接信號(hào)跳轉(zhuǎn)或通過信號(hào)名稱查找連接信號(hào)也很容易，給系統(tǒng)調(diào)試和日常維護(hù)帶來很大方便。
7.系統(tǒng)可在任一臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)運(yùn)行，能夠離線仿真
XDPS一400型分散控制系統(tǒng)可以安裝在任何一臺(tái)通用的臺(tái)式或筆記本電腦上實(shí)時(shí)運(yùn)行，可以同時(shí)虛擬多個(gè)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的DPU ，當(dāng)然這時(shí)所有現(xiàn)場信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)連接信號(hào)會(huì)變成壞質(zhì)量。即便如此，通過輸入輸出信號(hào)的強(qiáng)制，很多開環(huán)試驗(yàn)和閉環(huán)仿真試驗(yàn)都可離線完成。像閉環(huán)控制系統(tǒng)的動(dòng)作方向檢查、動(dòng)態(tài)特性曲線的數(shù)學(xué)模型擬合以及動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整對控制系統(tǒng)過渡過程曲線的影響等都可離線完成，一方面也可離線進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)改進(jìn)的模擬試驗(yàn)以及對維護(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。
綜上所述，新華公司的XDPS一 400型分散控制系統(tǒng)無論是硬件的可靠性，還是軟件的可操作性、易用性都是較佳的，某些方面超過了進(jìn)口設(shè)備，是非常適用于國產(chǎn)機(jī)組的控制系統(tǒng)。