火电厂某典型分散控制系统IO配置可靠性全面优化

摘要：托电公司8*600MW及2*660MW机组DCS采用艾默生公司OVATION系统，该控制系统设计先进，功能齐全，运行可靠。然而智者千虑必有一失，设计再先进考虑再齐全的系统总有其局限性及缺点。本文主要讲述从OVATION系统在硬件的设计安装角度，考虑到机组重要冗余IO测点分布去优化卡件槽位及通道的配置。本文首先详细介绍OVATION系统机柜，分支（也称BRANCH），槽位（IO卡件），分支保险及卡件保险的配置方法，从电源供电方式到每一块卡件与控制器通信都进行了详细的说明，并对缺点进行了阐述。之后文章针对控制系统的缺点进行IO信号进行可靠的配置，保证系统在出现问题的情况下能够将影响最小化。

关键词：分支;槽位;保险;分散

中图分类号：TM621   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2017）16-0026-01

Abstract：Tkt Power company 8*600MW and 2*660MW unit DCS using Emerson OVATION system， the control system design advanced， full-featured， reliable operation. However， Homer sometimes nods， then consider the advanced system design complete has its limitations and shortcomings. This article mainly from the OVATION system in the hardware design and installation angle， considering the unit important redundant IO measurement point distribution to optimize card slot and channel configuration. This paper first introduced the OVATION system cabinet， branch （BRANCH）， slot （IO card）， branch of insurance and insurance card configuration method， from the power supply to each piece of card and the communication controller are described in detail， and the disadvantages are described. After the article for the shortcomings of the control system IO signal for reliable configuration， to ensure that the system in the case of problems can minimize the impact.

Key words：branch;slot position;safety;dispersion

1 前言

托电公司使用的DCS为艾默生过程控制公司OVATION系统，该系统设计先进，功能齐全，运行可靠。本文主要从机组重要IO测点分布配置可靠性要求出发，针对运行多年来发现该DCS系统一些特点进行优化配置。OVATION系统涉及IO测点的有关设备主要有机柜，分支，卡件，保险以及相连接的通信及电源电缆，最后就是通信。

2 OVATION系统机柜及分支配置方式的介绍

由图可知，每个机柜正面（反面）有两个分支（称为BRANCH），两个分支顶端通过ROP板相连，ROP板给两个分支供电，也是两个分支通信的中转站。主柜正面两个分支ROP板电源由电源分配板提供，通信是和控制器（CPU）通过金手指直接相连。主柜背面电源来自电源分配板，通过一根串口通信电缆接至主柜正面ROP板。-1扩展柜正面电源来自电源分配板，通信是由一根串口通信线连接至主柜背面ROP板。-1扩展柜背面ROP板电源及通信都连接至自-1扩展柜正面ROP板。-2扩展柜电源来自-2扩展柜的背面电源（单独电源），通信来自主柜正面ROP板。-2扩展柜背面ROP板电源来自电源分配板，通信线连接至正面ROP板。-3扩展柜正面ROP板电源来自-2扩展柜背面电源分配板，通信来自-2扩展柜背面ROP板。-3扩展柜背面ROP板电源及通信均来自机柜正面的ROP板。从这里就可以看出，最可靠的就是主柜正面的两个分支。

3 冗余IO信号可靠性优化

3.1开关量输出信号。

（1）这里主要想说的开关量输入信号主要指互为冗余设备的状态监视，还有一些冗余信号主要是作为保护连锁的压力温度等。对于互为冗余设备的状态监视监视信号，运行中的设备跳闸信号发出后，DCS要及时发出冗余备用设备启动指令，所以设备的状态信号很重要。还有就是冗余的作为保护连锁的开关量信号，比如炉膛负压等。这些信号都需要分配在不同的分支上。

（2）用于保护的开关量输入信号配置。机组大量保护使用开关量信号进行判断，其中大部分信号使用SOE卡，信号摄取方式主要是“三取二”。为了保证信号可靠性，也要将冗余信号分配在不同的分支上，保证连锁保护可靠。

3.2模拟量输出信号。机组模拟量输出信号可靠性主要是针对一些阀门的指令信号，例如高低加的正常疏水门及事故疏水门，锅炉各台磨煤机、给煤机的指令信号，风机的动叶指令等等。以一号高加为例，其正常疏水门和事故疏水门必须在不同的分支上，以保证安全。每套制粉系统，给煤机煤量指令，热风门，冷风门等指令属于控制同一套对象，可以配置在一套卡件。但和另一套制粉系统不能在同一分支上。还有AB引风机，AB送风机，AB一次风机的动叶指令也不能在同一个分支上。

4 结论

通过文章中论述，为了保证信号的可靠性，要将DCS存在不可靠造成的风险降低到最低。这就需要火电厂热控设计人员提前考虑，在设计机柜出线图时充分考虑DCS系统硬件特点，合理布置重要IO测点的位置。文中提到的OVATION系统，按照本文中所列举的方式进行IO通道的合理布置，能够规避DCS存在的一些缺点产生的安全隐患，提高热控设备运行可靠性。托电公司已经利用机组停运的机会按照文中所列的方式进行的通道优化。保证了设备运行可靠。

参考文献：

[1]侯新建.火电厂分散控制系统信息安全[J].自动化博览.2015.z2

作者簡介： 王志良（1985.11.06），男，工程师，毕业于华北电力大学，现任内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司设备部热控室班长。