包 婕，杨春生

(国家能源集团山西鲁能河曲发电有限公司，山西 忻州 036500)

1 山西鲁能河曲发电有限公司#1机组及DCS系统简介

山西鲁能河曲发电有限公司#1机组及公用DCS系统设备采用西门子TELEPERM XP分散控制系统(DCS)，DEH控制系统采用日本日立公司的HIACS-5000M系统，MEH系统采用西门子S7-400系列PLC搭建。

目前#1机组DCS系统使用9 500点，公用DCS系统使用800点。锅炉控制器8对、汽机控制器5对、机组公用控制器2对、DEH控制器2对、小机MEH控制器共2对。控制柜：锅炉9面、汽机11面(含DEH、MEH、循泵房电子间)、公用2面；端子柜：锅炉13面(含1面等离子点火)、汽机7面、公用1面；继电器柜：锅炉10面、汽机9面、公用1面；电源柜：锅炉2面、汽机1面、公用1面。DEH控制系统硬件配置主要由以下几部分组成(单台机)：控制柜(2个)、继电器柜(1个)电源分配系统(1套)、H-5000M模板、OIS操作员接口站(1台)、EWS工程师站(1台)、HIST历史数据站(1台)、通信接口装置(3套)、GPS接口装置等。DEH系统每台机使用800点。MEH控制系统指令及反馈由硬接线连接至TXP系统，两台小机控制系统安装一套上位机，进行逻辑修改及下装。每台机MEH系统点数为200点。

#1机组及公用DCS系统投运至今已连续运行15年，设备逐步老化,运行中经常出现主控制器、通讯卡件、I/O卡件故障报警信息；工程师站和操作员站经常出现死机现象，部分控制器负荷率超标，违反25项反措要求，存在较大的安全隐患。为彻底解决#1、#2机组及公用DCS系统目前存在的安全隐患，提高设备的可靠性，确保机组的安全稳定运行，进行DCS系统国产化改造，采用北京国电智深控制技术有限公司EDPF-NT+系统。改造后的DCS是以电厂安全、经济、优化运行为目标的分散控制系统，它紧密结合电厂的实际生产过程，以功能及被控设备为对象，经分层及分布的软硬件设计，统一的数据管理和数据格式以及人机接口来实现最优化的控制及运行策略。实现单元机组炉、机、电集中控制，完成单元机组主辅机及系统的检测、控制、报警、联锁保护、诊断、机组启/停、正常运行操作、事故处理和操作指导等功能。

2 国产化改造方案

2.1 旧逻辑翻译，画面组态

DCS西门子TXP、DEH、MEH系统逻辑、画面备份并拷贝，EDPF-NT+系统按照原逻辑功能翻译，原画面组图。DCS系统I/O清册核对整定，原TXP系统DCM功能块逻辑将指令、故障、反馈集成为一个通道，EDPF-NT+系统需将测点按类型DO/DI拆分、细化。

2.2 旧控制机柜及机柜内设备拆除

原DCS系统控制机柜内电源、DPU、I/O卡件及其端子硬接线拆除，端子硬接线的拆除过程中需要对信号端子进行核对。拆除原TXP系统DCM通道接线时，需将测点按类型DO/DI拆分、细化，标记清晰，以便EDPF-NT+系统接线。拆除原TXP系统RTD/TC信号时，注意RTD为4线制，RTD/TC共用卡件时标记清晰，以便EDPF-NT+系统接线区分。原有机柜的防火水泥会在改造过程中破坏，工程结束时进行复原。

2.3 EDPF-NT+系统设备的搬运、安装

本次国产化改造中需拆除旧机柜66面，新装机柜53面，拆除旧DPU16对，安装EDPF-NT+系统DPU31对，并重新制作槽钢，进行固定安装。

2.4 电缆敷设，对号，接线

按照图纸要求进行旧机柜中旧电缆的核对整理、延长处理、加装端子号管、转接端子排接线等工作。控制信号总量约15 000个信号，每个信号须按照接线清册逐一核对信号电缆标头，打印统一格式的端子号，接线正确率应达到99.9%以上。上述端子接线及电缆布置的工艺要求美观、整齐，整体要求不低于现场原有接线标准。

2.5 性能指标质量标准

拆除过程中所有旧卡件、旧电缆、旧设备需回收使用，不能破坏。设备拆除前需首先进行拍照记录，电缆上的端子号管必须保持完整和清晰，不能有遗失或污损。新系统设备的搬运、安装，机柜安装于底座后牢固可靠，底座通过螺栓与机柜连接，固定机柜时需做好绝缘隔离措施。电缆安装、对号、接线严格按照招标方图纸进行旧机柜中旧电缆的核对整理，禁止随意改变接线位置或接线方式。对于需要延长处理的线缆，加装接线端子处理。

2.6 EDPF-NT+系统上电调试

EDPF-NT+系统上电后，DPU、I/O卡件等设备状态正常，信号传动正常，性能测试合格，各项联锁试验动作正常，符合验收规程要求。

3 试验及验收

试验项目按照《DL/T659火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》要求进行：DCS的中央处理单元(CPU)负荷率、通信负荷率的测试、DCS系统接地测试、功能测试、性能测试、抗干扰测试。

功能测试包括：输入和输出功能的检查、人机接口功能的检查、显示功能的检查、打印和制表功能的检查、事件顺序记录和事故追忆功能的检查、历史数据存储功能的检查、机组安全保证功能的检查、输入/输出(I/O)通道冗余功能的测试、DCS与远程I/O和现场总线通信接口的测试检查、DCS与其他控制系统之间的通信接口测试检查、DCS与SIS系统的通信接口测试检查、全球定位系统(GPS)功能的检查、DAS系统性能计算的检查。

性能测试包括：系统容错(冗余)能力的测试、供电系统切换功能的测试、模件可维护性的测试、系统的重置能力的测试、系统储备容量的测试、输入输出点接入率和完好率的统计、系统实时性的测试、系统各部件的负荷测试、时钟同步精度的测试。

试验项目按照《DL/T655火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统验收测试规程》要求进行：重要辅机启停跳闸逻辑测试、MFT、RB及机炉电大联锁试验。

试验项目按照《DL/T658火力发电厂开关量控制系统验收测试规程》要求进行：开关量控制系统的全部功能，即正常启、停、备用，联锁、保护动作，报警、首出，状态显示等。

试验项目按照《DL/T657火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》要求进行：控制方式无扰动切换、偏差报警功能、方向性闭锁保护功能、超驰控制保护功能的测试、CCS负荷变动试验、MCS性能测试、协调控制系统AGC负荷跟随试验、RB试验、一次调频试验。

根据《DLT656-2006火力发电厂汽轮机控制系统验收测试规程》《QGDW-669-2011一次调频试验导则》进行以下试验：转速控制功能测试、负荷控制功能测试、阀门管理和阀门在线试验功能测试、汽轮机自启动功能测试、机组保护控制功能测试。

根据《DLT711-1999汽轮机调节控制系统试验导则》《GBT31461-2015火力发电机组快速减负荷控制技术导则》进行调节系统静态特性试验。

4 结束语

#1机组A级检修时进行#1机组及公用DCS系统国产化改造项目，前期准备工作充分，三措两案内容全面，施工期间严格按照施工方案施工，EDPF-NT+系统上电调试按照规程要求进行性能试验。河曲电厂#1机组及公用DCS系统国产化改造顺利进行。