华电包头发电厂DCS升级改造

胡佰军

摘 要：随着电厂自动化水平的不断提高，电厂的大脑控制系统DCS的地位随之攀高，进而对DCS控制系统的稳定性和可靠性的要求也就越来越高。华电包头发电有限公司的上位机控制系统（DCS）为上海福克斯波罗公司的I/A Series。由于当初DCS网络设计问题一直对机组安全运行存在着隐患，并且I/A Series硬件的更新换代，对于一些重要备件已购置不到。由此，对此DCS系统进行了升级改造与优化。

关键词：DCS；升级改造；网络结构；隐患；I/A Series；控制器

一、改造的必要性、可行性

（1）网络结构改造，解决由于跨控制器和跨LAN卡通讯点较多引起的网络通讯中断或死机问题。（2）一些控制器由于I/O点设计较多，且运算量较大，或者组态过程中设置了过多的报警点，造成了负荷和空闲容量登指标都超过正常范围，对机组安全稳定运行极为不利，特别是CP1001、CP1009、CP2001、CP2009。

二、改造方案

（1）网络结构改造，解决由于跨控制器和跨LAN卡通讯点较多引起过的网络通讯中断或死机问题。 具体措施为：LAN卡升级到ATS卡，通过ATS接口卡实现公用系统和单元机组的通讯；同时搭建ATS卡运行需要的Mesh平台，彻底杜绝因为几个机组大数据量互相访问导致系统奔溃的现象发生。（2）解决控制器负荷过高问题。在搭建好Mesh平台后，对于负荷较高的控制器，将其升级到FCP270。利用高性能的产品，实现较低的运行负荷；对于那些负荷及其高的控制器，可以考虑通过增容，分担其现有任务，达到降低负荷的目的；（3）SOE点增容：目前系统的SOE功能是集中布置在CP1001下，因此在系统不做大的改动的情况下，增加的SOE点也必须布置在该控制器下。在该控制器下增加一对FCM10e通讯卡和若干FBM207c卡件。考虑到现场机柜空间有限，可能需要再增加机柜；

三、方案的实施过程

查看组态逻辑：在改造前，均在#1、#2机组的组态逻辑中有软逻辑的连接，为了消除这些连接，就得用硬线实现，修改逻辑，增加I/O卡件。改造步骤如下：利用#2机组检修机会首先（1）将#2号机组DCS与原系统网络分离，AW2001， 工程师站

的系统备份， 重装， 恢复， I/A软件，AW2002工程师站的系统备份， commit重定义， 恢复， I/A软件 。（2）新增AW7012工程师

站， I/A软件 ， CP2001， CP2009原CP60换成FCP270和10块新FBM DIN板，通过新增24光口交换机 和ATS002接入原2号DCS系统。（3）将原CP2001， CP2009的ICC组态迁移至新增

FCP270中， 现场排线，修改ICC组态，CP， FBM， Eeprom版本升级， 系统补丁安装， 将原2对CP负荷由76%，101% 降为35%，38%，新旧流程图修改， 历史库组态， 趋势画面， ICC组态， 声光报警的完善， 20对CP初始化， 组态恢复， 新增FCP270机柜，交换机柜的电源，网络冗余切换等各项工作， 保证2号DCS系统良好运行。将原有的WP2005操作员站改为公用系统WP0002操作员站。（4）将1号DCS与原系统网络分离，AW1001，工程师站的系统备份，重装， 恢复， I/A软件，AW1002工程师站的系统备份， commit重定义， 恢复， I/A软件。（5）新增AW7011工程师站， I/A软件， CP1001， CP1009原CP60替换成FCP270和10块新型FBM DIN板，通过新增24光口交换机和ATS001接入原1号DCS系统。（6）将原CP1001， CP1009的ICC组态迁移至新增FCP270中， 现场排线，修改ICC组态，CP， FBM， Eeprom版本升级， 系统补丁安装， 将原2对CP负荷由77%，102% 降为28%，32%，新旧流程图修改， 历史库组态， 趋势画面， ICC组态， 声光报警的完善， 20对CP初始化，组态恢复新增FCP270机柜，交换机柜的电源，网络冗余切换等各项工作， 保证1号DCS系统良好运行。（7）公用DCS系统，AW0002工程师站的系统备份， commit重定义， 恢复， I/A软件。（8） 对公用DCS系统CP

0001和CP0009的ICC组态进行相位调整，2对CP初始化，组态恢复，将2对CP的相位负荷由原来的120%，160% 降为70%， 80%，现2对CP负荷为35%， 49%保证公用DCS系统良好运行。将原有的WP1005操作员站改为公用系统WP0001操作员站。

四、改造后存在的问题

由于本次改造所申请的费用有限，虽然改造项目按计划完成，但任存在一些遗留问题：（1）由于51F工程师站历史库容量有限，有些重要历史数据未进入历史库。（2）一些重要CP负荷如CP2002、CP2010、CP1002、CP1001等相位分配已经有所调整，但是 负荷任接近要求上限值。

五、投入使用后评价及达到经济效益分析总结

通过本次升级改造项目，解决了公用系统通讯中断的历史遗留隐患，使硬件设备更可靠，系统更稳定安全，减少出现因DCS控制系统不稳定给机组运行带来的巨大安全隐患，提高我厂机组的安全运行水平。