周濤   曲申田   王陽(yáng)

1  前言

    雞西電廠(chǎng)技術(shù)改造工程新建二臺2×25MW供熱機組，#2機組2003年1月25日20時(shí)順利通過(guò)168小時(shí)滿(mǎn)負荷運行，2003年3月15日#1機組在168滿(mǎn)負荷試運行期間，機組自動(dòng)化控制系統方面吸取各方面的優(yōu)點(diǎn)，從控制系統和自動(dòng)化程度上都達到比較先進(jìn)的水平。

2  系統概況

    125MW機組控制系統采用北京和利時(shí)公司的MACS-Ⅱ控制系統，主要完成MCS、SCS、CCS功能，DCS系統硬件包括9個(gè)I/O站、1個(gè)電源分配柜、6個(gè)DO機柜、8個(gè)DI機柜、2個(gè)服務(wù)器機柜、4個(gè)操作員站、1個(gè)工程師站、1個(gè)打印機控制站、2個(gè)通訊站（與FSSS、DEH通訊），開(kāi)關(guān)量完全采用隔離的方式進(jìn)行運算。MACS-Ⅱ系統的組成包括：網(wǎng)絡(luò )、工程師站、操作員站，網(wǎng)絡(luò )分為監控網(wǎng)絡(luò )、系統網(wǎng)絡(luò )、控制網(wǎng)絡(luò )三個(gè)層次。

    MACS-Ⅱ系統具有的功能有：數據采集、控制運算、閉環(huán)控制輸出、設備和狀態(tài)監視、報警監視、遠程通信、實(shí)時(shí)數據處理和顯示、歷史數據管理、日志記錄、事件順序記錄、事故追憶、圖形顯示、控制調節、報表打印、高級計算、組態(tài)、調試、下裝、診斷。

    工程師站具有的功能有：建立目標工程、系統設備組態(tài)、數據庫組態(tài)、算法組態(tài)、圖形組態(tài)、報表組態(tài)、事故庫組態(tài)、編譯生成、系統下裝。

    操作員站具有的功能有：在操作員站上運行的軟件是MACS-Ⅱ系統專(zhuān)用實(shí)時(shí)監控軟件，運行在多任務(wù)操作系統中，主要任務(wù)有顯示、會(huì )話(huà)、報警、日志管理、控制調節、歷史庫管理、系統庫管理。操作員站是重要的人機交互界面，支持專(zhuān)用工業(yè)鍵盤(pán)、軌跡球等外部設備。

圖1  MACS-Ⅱ系統體系結構

3  MACS-Ⅱ控制系統功能

    系統構成參見(jiàn)圖1。DCS分散控制系統按照系統和功能分配在不同的站內，每個(gè)控制站內采用雙DPU主控單元，電氣的DAS點(diǎn)和開(kāi)關(guān)控制納入DCS，380V備自投開(kāi)關(guān)的投切也納入DCS控制，電氣控制納入DCS目前還在嘗試中，同時(shí)也是對DCS系統的一次全面考驗。
    ①  #10~#11站實(shí)現爐側SCS功能。
    ②  #12~#13站實(shí)現機側SCS功能。
    ③  #14~#17站實(shí)現機爐MCS功能。
    ④  #18站實(shí)現電氣ECS功能。
    ⑤  #19站實(shí)現爐側FSSS功能。
    ⑥  #20站實(shí)現機側DEH功能。
    #10 I/O站對SCS及DAS點(diǎn)進(jìn)行信號處理。SCS順控設備的處理，主要完成鍋爐信號報警組態(tài)處理，一次風(fēng)門(mén)、二次風(fēng)門(mén)、三次風(fēng)門(mén)控制，給粉機系統控制，排粉機控制，甲乙磨煤機程控啟動(dòng)，甲乙磨煤機低油壓保護，甲乙磨煤機保護，鍋爐大聯(lián)鎖保護，輸粉機控制，制粉系統順控設備控制。

    #11 I/O站對SCS及DAS點(diǎn)進(jìn)行信號處理。SCS順控設備的處理，主要完成鍋爐信號報警組態(tài)處理，吹灰程控，定排程控，給粉電源控制，鍋爐大聯(lián)鎖保護，鍋爐汽水系統控制，鍋爐汽包水位保護控制，鍋爐過(guò)熱器安全門(mén)保護控制，送風(fēng)機保護聯(lián)鎖及控制，引風(fēng)機保護聯(lián)鎖及控制，制粉系統順控設備控制。

    #12 I/O站對SCS及DAS點(diǎn)進(jìn)行信號處理，SCS順控設備的處理，主要完成鍋爐輔機信號報警組態(tài)處理，除氧器順控設備的控制，低負荷保護控制，凝汽器系統控制，低加疏水控制，高加保護控制。
#13 I/O站對SCS及DAS點(diǎn)進(jìn)行信號處理，SCS順控設備的處理，主要完成汽機信號報警組態(tài)處理，甲乙給水泵保護及控制，甲乙給水泵再循環(huán)系統控制，高低旁路控制，汽機真空系統保護控制，汽機潤滑油系統控制，發(fā)電機密封油系統控制，工業(yè)水系統控制，軸封蒸汽系統控制，減溫減壓系統控制，軸封風(fēng)機控制。

    #14 I/O站對MCS及DAS點(diǎn)進(jìn)行信號處理，實(shí)現MCS控制系統中的協(xié)調控制和給粉控制。完成SCS系統中的儀表空壓機系統控制。

    #15 I/O站對MCS及DAS點(diǎn)進(jìn)行信號處理，完成給水控制系統、一級減溫控制、主汽溫度控制、再熱汽溫控制。

    #16 I/O站對MCS及DAS點(diǎn)進(jìn)行信號處理，完成兩臺送風(fēng)機自動(dòng)控制、完成兩臺引風(fēng)機自動(dòng)控制、完成兩臺磨煤機溫度自動(dòng)控制、完成兩臺磨煤機入口負壓自動(dòng)控制、完成兩臺給煤機控制、鍋爐燃油壓力自動(dòng)控制。

    #17 I/O站對MCS和ECS以及DAS點(diǎn)進(jìn)行信號處理，主要完成MCS控制系統中的高加水位自動(dòng)控制、廠(chǎng)用蒸汽溫度自動(dòng)控制、廠(chǎng)用蒸汽壓力自動(dòng)控制、除氧器水位自動(dòng)控制、除氧器壓力自動(dòng)控制、高壓軸封壓力自動(dòng)控制、低壓軸封壓力自動(dòng)控制、減溫減壓溫度自動(dòng)控制、減溫減壓壓力自動(dòng)控制、凝汽器水位自動(dòng)控制、#1低加水位自動(dòng)控制。完成ECS控制系統中的低備變1DL開(kāi)關(guān)控制、化學(xué)變1DL開(kāi)關(guān)控制、#1除塵變1DL開(kāi)關(guān)控制、#2除塵變1DL開(kāi)關(guān)控制、#1輸煤變1DL開(kāi)關(guān)控制、#2輸煤變1DL開(kāi)關(guān)控制。

    #18 I/O站對ECS信號進(jìn)行處理，完成380V（IIA、IIB）段備用分支開(kāi)關(guān)、380V（IIA、IIB）段母線(xiàn)備自投開(kāi)關(guān)控制、高壓起備變低壓側（IIA、IIB）段開(kāi)關(guān)控制、廠(chǎng)用開(kāi)關(guān)控制、#2低廠(chǎng)用1DL開(kāi)關(guān)控制、#2低廠(chǎng)用（A、B）段ZKK開(kāi)關(guān)控制、高壓工作變（1DL、2DL、3DL、4DL）開(kāi)關(guān)控制、發(fā)電機220kV開(kāi)關(guān)控制。

4  軟件編制

    組態(tài)軟件的編制在工程師站進(jìn)行，組態(tài)分為系統設備組態(tài)、數據庫組態(tài)、算法組態(tài)、圖形組態(tài)、事故庫組態(tài)，組態(tài)完成后在數據庫進(jìn)行聯(lián)編，聯(lián)編成功后對服務(wù)器和操作員站進(jìn)行下裝，系統重新啟動(dòng)后生效，并可在線(xiàn)運行。

    控制算法組態(tài)，用戶(hù)根據系統工況完成MCS組態(tài)、SCS組態(tài)工作，完成組態(tài)工作后進(jìn)行頁(yè)編輯、站編輯、工程編輯，然后生成底圖，以便在線(xiàn)進(jìn)行調試打開(kāi)使用。

    控制表組態(tài)：系統根據運行的要求對控制表進(jìn)行組態(tài)，主要完成各種報表組態(tài)，對于MACS-Ⅱ除報表以外不需要進(jìn)行組態(tài)。

    事故庫組態(tài)：根據系統出事故的根源對事故進(jìn)行事故追憶，事故追憶最多可分成20個(gè)，每個(gè)事故中事故源最多分為5個(gè)，每個(gè)事故中追憶組最多分為6個(gè)，每個(gè)事故中實(shí)時(shí)點(diǎn)最多分為20點(diǎn)。SOE事故追憶只在數據庫中進(jìn)行填寫(xiě)SOE屬性即可。

    圖形組態(tài)，可根據系統繪制圖形然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接，動(dòng)態(tài)點(diǎn)的連接必須調用數據庫定義點(diǎn)，手操器連接須在算法組態(tài)完成后才能夠進(jìn)行。

5  控制方式

    控制系統主要方式有“手動(dòng)”、“自動(dòng)”、“串級”、“跟蹤”四種狀態(tài)。

    手操器有“手動(dòng)”、“強制手動(dòng)”、“自動(dòng)”、“跟蹤”四種狀態(tài)。

    控制系統在“手動(dòng)”狀態(tài)下，根據系統工況由運行人員輸入數值完成系統功能；在“自動(dòng)”狀態(tài)下，控制系統按照預先組態(tài)好的控制方式進(jìn)行控制，自動(dòng)完成所有控制及監視功能。在“手動(dòng)”狀態(tài)下，控制系統在操作員的控制下發(fā)出指令信號來(lái)完成控制功能；在“串級”狀態(tài)下，完成串級自動(dòng)控制系統的功能；在“跟蹤”狀態(tài)下，控制系統滿(mǎn)足控制功能的要求，完成整個(gè)系統的功能。

6  畫(huà)面分區及操作方法

    (1)該系統畫(huà)面監視屏幕共分十個(gè)區，分別是：① 工具欄菜單區。用鼠標單擊其中的圖標按鈕，可彈出相應的功能菜單；② 工程名區。顯示當前工程名；③ 報警及SOE提示區。當有新的報警信息時(shí)，“報警顯示”條閃爍；④ 時(shí)間及版本區；⑤ 系統開(kāi)發(fā)商標區；⑥ 報警條報警信息顯示區。顯示最新的報警信息；⑦ 操作日志顯示區。顯示最新的報警信息；⑧ 操作員站狀態(tài)信息顯示區。顯示本操作員站的計算機名、登錄域名、站號、用戶(hù)名、登錄級別、權限及內存使用信息；⑨ 圖形顯示區。最多可切分成8個(gè)子窗口顯示不同圖形文件；⑩ 狀態(tài)條區。顯示當前登錄的用戶(hù)級別和權限，以及當前運行的主、從服務(wù)器標識符，用鼠標單擊此標識符將彈出服務(wù)器狀態(tài)窗口。

    (2)圖形顯示區在系統畫(huà)面中可顯示動(dòng)態(tài)點(diǎn)所對應的I/O站號、模件位置、通道號；熱點(diǎn)交互特性中可彈出手操器、電動(dòng)機、電動(dòng)門(mén)、電磁閥、普通窗口進(jìn)行操作；用戶(hù)可根據需要自定義綜合趨勢、開(kāi)關(guān)趨勢、XY趨勢等。用戶(hù)登錄級別有三種：監視級別、操作員級別、工程師級別。

7  網(wǎng)絡(luò )構成

    系統網(wǎng)絡(luò )分為三層，監控網(wǎng)絡(luò )（M-NET）實(shí)現工程師站、操作員站、打印機站與服務(wù)器的互聯(lián)，系統網(wǎng)絡(luò )實(shí)現現場(chǎng)制站與服務(wù)器的互聯(lián)，控制網(wǎng)絡(luò )（C-NET）實(shí)現現場(chǎng)控制站與過(guò)程I/O站的通訊。系統網(wǎng)絡(luò )分為雙層結構，當一條網(wǎng)絡(luò )出現問(wèn)題時(shí)不會(huì )影響到系統的正常運行，現場(chǎng)控制站主控單元雙DPU組成，互為冗余，提高了系統網(wǎng)絡(luò )的穩定性。

 圖2  MACS-Ⅱ系統網(wǎng)絡(luò )結構

8  網(wǎng)絡(luò )抗干擾特性

    當進(jìn)入MACSTM系統的信號、供電電源或MACSTM系統設備本身出現問(wèn)題時(shí)，有效的接地系統可以迅速將過(guò)載電流導入大地。接地系統能夠為MACSTM提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，并為整個(gè)控制系統提供公共信號參考點(diǎn)。系統設計中為了不受外界干擾提高系統的抗干擾性能，具體的措施有：
    ①每個(gè)現場(chǎng)控制站機柜最多設有4條接地匯流條，柜底也接有匯流條，接地匯流條與機柜絕緣。將現場(chǎng)信號電纜的屏蔽地連至接地匯流條，匯流條的另一端接至電氣接地網(wǎng)接地體。
    ②所有現場(chǎng)來(lái)的開(kāi)關(guān)量控制信號均通過(guò)信號隔離和中間繼電器隔離。
    ③I/O接線(xiàn)全部采用屏蔽電纜進(jìn)行屏蔽。
    ④所有的接地信號都通過(guò)匯流條與電氣接地體相連。

    由于采取有效的抗干擾的措施，在整個(gè)#2機組調試啟動(dòng)過(guò)程中，只損壞了一個(gè)模件，系統穩定運行。

    MACSTM系統在雞西熱電有限公司2×125MW應用至今，在#2機組168運行中和#1機組168試運行期間，沒(méi)有因為MACS-Ⅱ系統出現異常而造成系統死機現象而影響168運行，雖然也存在某些不足之處，但是問(wèn)題都已一一得到解決，從總體上看，運行正常穩定，各項技術(shù)經(jīng)濟指標基本上達到要求，收到了良好的效果。