Symphony分散控制系统在外高桥第一发电厂脱硫装置中的应用

上海电力设计院有限公司 田 卉

Symphony分散控制系统在外高桥第一发电厂脱硫装置中的应用

上海电力设计院有限公司 田 卉

对外高桥第一发电厂脱硫装置Symphony分散控制系统（DCS）设计进行了介绍，着重介绍了它的系统组态、网络结构、硬件配置及控制系统功能，并提出了优化设计的建议。

脱硫装置（FGD）；分散控制系统（DCS）；Symphony；可编程序控制器（PLC）操作员站；工程师站

1 工程概况

上海外高桥一厂为4台300MW燃煤火力发电厂。在1号、2号机组的引风机和烟囱之间新建了两套为其配套的脱硫装置（FGD），该装置采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。

两套脱硫装置集中布置在吸收塔区域和辅助区域。吸收塔区域主要布置为两台机组脱硫装置配备的增压风机、气气加热器（GGH）、吸收塔、浆液循环泵等主要设备；辅助区域则主要布置两套脱硫装置共用的辅助系统设备，如石灰石磨制输送系统、石膏脱水系统和废水处理系统等。

2 SymphonyDCS概况

脱硫装置的控制系统采用Symphony分散控制系统（DCS），在电厂1号、2号机组控制室，设置脱硫DCS操作员站，运行人员以此人机接口实现脱硫装置启停、运行工况的监视和调整，停机和事故处理。

在吸收塔区域及辅助区域，分别设就地控制室、电子设备室等，布置脱硫装置的盘、台、柜、DCS操作员站（用于调试）、工程师站。

脱硫装置设置2套独立的Symphony分散控制系统（DCS），具体为：2台机组设置1套吸收系统DCS、2台机组设置1套辅助系统DCS。DCS实际I/O点数为：1号机吸收区域1100点，2号机吸收区域1100点，辅助区域1200点。

吸收系统DCS及辅助系统DCS硬件完全独立，公用一个操作网络，相当于1套DCS系统。辅助区域的石灰石磨制输送系统、废水处理系统采用可编程序控制器（PLC），其上位机为DCS的操作员站，PLC与DCS的通讯协议为MODBUS，这两个系统的模拟量控制由DCS实现，此外由PLC实现。

3 Symphony DCS系统

3.1 Symphony系统组态

Symphony按功能分散、系统分散的原则进行硬件配置。

3.2 Symphony网络结构

Symphony的通信网络分为4层：操作网络（Onet）、控制网络（Cnet）、，控制总线(C.W)、I/O扩展总线（X.B）。

通信介质：光纤及同轴通讯电缆。

3.3 Symphony硬件配置

（1）控制器

配置40个即20对控制器（BRC）。表1、表2分别列出了各对控制器下配置的I/O点数和实际使用的I/O点数。其中1号机FGD用FGD1表示，2号机FGD用FGD2表示，FGD辅助系统用COM表示，控制器（BRC）单位为对。每个控制器处理外部标签 1024点，内部标签1024点。

（2）I/O模块类型及点数

I/O模块类型，模拟量输入模块（4～20mA，TC，RTD）,模拟量输出模块（4～20mA），开关量输入模块，开关量输出模块，脉冲输入模块，控制模块（模入、模出、开入、开出）。

I/O总点数为4278（详见表1），I/O实际总点数为3247。（详见表2），备用点数为1031点，I/O备用率24%。

I/O模块配置，AI:30块，AO:2块，DI:90块，DO:53块，PI:4块，总计204块。

（3）Symphony系统硬件设备

Symphony系统硬件设备为系统柜8面、端子柜14面、工程师站2套、操作员站8套、彩色激光打印机5台、点阵打印机5台。

（4）Symphony系统通讯网络及控制器特点

1）通信网络

Symphony系统通信网络具有多层、独立、不同通信方式的结构，各层通信网各具特点及优势。

表1 I/O总点数配置一览表

表2 I/O实际用点数配置一览表

●操作网络（Onet）为以太网，Symphony系统的开放性得以真正体现。

●控制网络（Cnet）为冗余环网，控制网络的子环最大可挂250个节点，传输速率为10M波特。在控制网络上，各节点间没有主从之分。控制网络内节点间的最大距离2000～4000米。

●控制总线(C.W)位于Symphony系统现场控制单元内，用于控制器之间的数据交换。总线结构、两端不封闭、无主从之分。该通讯介质已被预制在模块安装单元背面印刷电路版上，只要插上模块就会自动上网参与数据交换。

●一条控制总线可挂32个控制器。

●I/O扩展总线（X.B）为控制器控制I/O子模块提供了通道，每个I/O扩展总线可挂64个I/O模块，该通讯介质已被预制在模块安装单元背面印刷电路版上，只要插上模块就会自动上网参与数据交换。

2）桥控制器BRC

40个桥控制器（参见表2）。桥控制器是一高性能、大容量的过程控制器，它具有如下主要特点：冗余的控制器、冗余化结构、高速处理能力、表面安装技术、对等通讯、向下兼容、在线组态、具有3种不同用途的存储器（1M只读存储器ROM、2M共享存储器SRAM、512K非易失存储器NVRAM）、具有3种不同的工作方式（组态方式、执行方式、出错方式）、具有多种类型控制方案（可同时完成模拟量控制、顺序控制及数据采集等任务）、具有多任务操作系统（一个BRC的控制策略可分成8个不同部分，并且每一部分具有不同的执行周期。）

3.4 Symphony控制系统功能

（1）数据采集系统 主要包括:显示、记录、历史数据的存储和检索（HSR）、性能计算等功能。脱硫装置的性能计算包括机组脱硫效率（SO2去除率）计算、石灰石利用率计算、热交换器能量平衡效率计算、单元机组FGD脱硫成本计算和风机和石灰石浆泵效率计算内容。

（2）模拟量控制系统 包括脱硫装置（FGD）旁路挡板差压控制、吸收塔pH值控制、给料机石灰石量控制、磨石机进口风温度控制、石灰石浆液箱液位控制、石灰石浆液密度控制、真空皮带脱水机石膏厚度控制、FGD废水流量控制、FGD废水处理系统pH值控制、FGD废水处理系统氧化性控制等。

（3）顺序控制实现FGD系统的自动顺序逻辑操作、功能组级、子组级及驱动级，以子组级为主和联锁及保护功能。

1）功能组单元机组吸收系统启动/停止主功能组、单元机组吸收系统烟气系统启动/停止主功能组、公用单元石灰石系统启动/停止主功能组（由PLC完成）、公用单元石膏脱水系统启动/停止主功能组、废水处理系统功能组（由PLC完成）、电气系统功能组等。

2）子组吸收塔再循环泵子组、吸收塔浆液泵子组、吸收塔氧化风机子组、吸收塔除雾器清洗子组、吸收塔液位控制子组、FGD冷却水系统子组、吸收区域排水池液位控制子组、吸收系统空压站控制子组、烟气系统GGH子组、烟气系统GGH高压反洗水子组、烟气系统BUF子组等。

3）FGD系统的保护项目 FGD烟气温度保护、BUF保护、GGH保护、吸收塔再循环泵保护、空压机保护、氧化风机保护、石灰石给料机保护、石灰石磨粉机保护、各泵控制保护等。

（4）电气系统对如下设备进行控制 6kV进线断路器、6kV联络断路器、6kV馈线及变压器回路断路器、6kV电动机回路断路器、380V PC及MCC进线断路器、380V PC及MCC联络断路器、380V电动机回路断路器或接触器。

4 分散控制系统优化

Symphony配置过多控制器，若减少控制器，将降低工程费用。对控制系统设计优化如下：

（1）采用一套分散控制系统，脱硫装置除废水处理系统外都进DCS控制。

（2）控制器由20对减少到13对，即减少了7对14个控制器，从而大大降低DCS成本。具体控制器分配见表五。

（3）减少控制对象进DCS的I/O点数。

（4）废水处理系统采用PLC控制，挂在操作网络上。

（5）设4个操作员站。

（6）1个工程师站。

（7）5台打印机。

（8）保留吸收区及辅助区的电子设备室，只设1个控制室。

5 结语

外高桥一厂脱硫装置Symphony控制系统组态、硬件配置是合理的，尤其是Symphony系统的2个与众不同优点：一是控制器的“多任务操作”功能，应用在MCS、DAS和SOE上，使一个控制器在不同时段完全独立处理不同的功能；二是AI混合模块，使测温信号与4～20Ma信号位于同一模块，使DCS的I/O点能够按系统分配，便于现场安装接线，节省电缆。

Symphony分散控制系统投运多年，至今一直可靠运行，它在外高桥一厂2x300燃煤机组脱硫装置中的应用，为脱硫装置的分散控制系统设计树立榜样，起了很好的示范作用。

越南发明南瓜形风力发电机为家庭供电

据报道，越南南部槟椥省的陈青青日前发明一款南瓜形状的风力发电机，并获国家专利。

这款风力发电机直径为2米，有10片风叶，能捕捉来自不同方向的风。风能先被储存于电池内，经由电源变化器转成220V后，便可以直接使用。家用电器如电灯、风扇、电视及熨斗等均可依靠这台发电机来供电。一台发电机能提供给家庭足够的电量。

如今，已有多家公司建议与陈青青合作，推出这款南瓜型发电机产品。

（摘自美国ABC）

奉贤区认真抓好四季度节能降耗工作

近日，奉贤区发改委召开第四季度节能降耗工作会议。会上，各镇、开发区对今年节能降耗工作情况进行了交流并就下阶段节能工作进行讨论；区统计局、区质监局、区经委、区发改委分别就单位增加值能耗及能源总量的计算方法、正在筹建的能源计量在线监测项目、奉贤区清洁能源替代工作进展情况及节能技改项目申报工作、2013年市对奉贤区节能降耗的考核结果以及全区前三季度节能降耗指标完成情况进行通报和交流。

会议号召全区上下共同努力，确保完成年初制定的节能降耗目标，为完成奉贤区“十二五”节能降耗目标奠定基础。

（奉贤）

虹口区有序推进节能减排工作

今年以来，虹口区以加强重点用能单位管理、提升建筑节能水平和加强公共机构节能为抓手，有序推进节能减排各项工作。上半年全区单位增加值能耗下降8.29%；能耗消费总量为33.47万吨标准煤，同比增长1.13%。

虹口区2014年节能减排重点工作由九个方面共50项内容构成，包括推进重点领域节能项目建设，支持创建绿色建筑、既有建筑节能改造示范项目、节能示范工地项目等。

（虹口）

Application of Symphony Distributed Control System in Waigaoqiao no.1 Power Plant Desulfurization Device

Tian hui

It introduces Symphony distributed control system(DCS)in waigaoqiao no.1 power plantdesulfurization device.Itmainly introduces system configuration,network structure, hardware configuration and control system function. It also puts forward suggestions of optimizing design.

Flue gas desulfurization(FGD),distributed control system(DCS),symphony, PLC,operator station,engineer station