1、項目簡介 合肥發(fā)電廠3號DCS系統(tǒng)改造采用的設(shè)備是北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司的MACS集散控制系統(tǒng)。這次改造的目標是在集控室完成3號機組的啟動、停機、正常運行和事故處理。這次改造的范圍包括：單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）；鍋爐爐膛安全監(jiān)測系統(tǒng)（FSSS）；順序控制系統(tǒng)（SCS）；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）；汽輪機數(shù)據(jù)電液控制系統(tǒng)（DEH）；汽輪機監(jiān)視儀表（TSI）；汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）；發(fā)變組、廠用電的操作監(jiān)視和信號系統(tǒng)（ETS）；衛(wèi)星校時系統(tǒng)（GPS）；與勵磁的通訊系統(tǒng)；與廠管理網(wǎng)(MIS)的通訊系統(tǒng)。這次改造的物理測點數(shù)為2500點左右。這次改造僅保留以下的常規(guī)操作和監(jiān)視設(shè)備：緊急停機按鈕、緊急停爐按鈕、緊急停發(fā)電機按鈕、事故放水和對空排氣按鈕、直流潤滑油泵的緊急啟動按鈕、汽包電接點水位表、汽包水位工業(yè)電視。這次改造常規(guī)熱工信號沒有保留。這次改造的時間是2000年12月25日——2001年2月15日歷時50天。這次改造合肥電廠的工程技術(shù)人員進行了大量細致的工作并參加了從設(shè)備選型、測點分站、方案設(shè)計、算法組態(tài)、動靜態(tài)調(diào)試等全過程。 2、MACS系統(tǒng)在合肥電廠3號機組上的應(yīng)用 （1）系統(tǒng)硬件配置 現(xiàn)場控制站8套，其中汽機2套完成機側(cè)系統(tǒng)的控制；電調(diào)1套完成汽機轉(zhuǎn)速和負荷的控制同時也完成汽機保護的功能；電氣1套完成發(fā)變組及廠用電開關(guān)的操作和監(jiān)視及中央信號的功能；鍋爐4套，其中一套完成滅火保護的控制，另三套完成鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)及汽水系統(tǒng)的控制。 遠程I/O站一套，完成原893前端采集主機的功能。 服務(wù)器兩臺（冗余配置），完成歷史數(shù)據(jù)的管理和系統(tǒng)裝載等功能。 工程師站一臺，完成系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試和下裝。 操作員站6臺，其中一臺電氣，兩臺汽機，兩臺鍋爐，一臺大屏投影監(jiān)視。 通訊站兩套，其中一套為與發(fā)電機勵磁的通訊，一套與廠管理網(wǎng)MIS的通訊。 GPS系統(tǒng)，用于整個系統(tǒng)的衛(wèi)星校時。 （2）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置 第一層控制網(wǎng)，在現(xiàn)場控制站內(nèi)，由ProfiBus-DP組成，用于站內(nèi)數(shù)據(jù)的交換。 第二層系統(tǒng)網(wǎng)，位于I/O站間及I/O站和服務(wù)器間，為100M以太網(wǎng)，用于I/O站間的數(shù)據(jù)交換及I/O站和服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換。 第三層管理網(wǎng)，位于操作員站（工程師站）和服務(wù)器間，為100M以太網(wǎng)，用于操作員站和服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換。 （3）測點分站原則 這次改造的分站沒有采取按功能分站的原則，而是采用按工藝系統(tǒng)和功能兼顧分站的原則，這種分站具有所需測點少、站間引用少的優(yōu)點。 （4）控制功能實現(xiàn) DAS部分 　 完成參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的顯示報警、歷史曲線記錄、事故追憶、報表打印等功能。 CCS部分 機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。 汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 引風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 除氧器壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 軸加水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 低加水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 高加水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 凝汽器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 SCS部分 完成所有設(shè)備的手動操作功能； 完成機組聯(lián)鎖的功能，包括鍋爐大小聯(lián)鎖、制粉系統(tǒng)聯(lián)鎖、工作備用的互聯(lián)及低參數(shù)聯(lián)啟備用等功能； 完成輔機保護的功能，包括磨煤機油壓保護，汽包水位保護，給水泵油壓保護，發(fā)電機斷水保護等功能； 完成主要輔機順序啟停控制功能； FSSS部分 完成爐膛安全監(jiān)測保護的功能； 完成一、二風(fēng)風(fēng)速及一次風(fēng)煤粉濃度的測量。 ECS部分 完成發(fā)變組及廠用電系統(tǒng)高低壓開關(guān)的操作、監(jiān)視； 完成開關(guān)操作閉鎖的功能； 完成中央信號報警的功能； DEH部分 完成轉(zhuǎn)速和負荷的控制； 完成超速試驗、閥門活動試驗、閥門嚴密性等試驗； 完成103％、110％超速保護功能； ETS部分 完成汽機危急保護跳閘的功能； 3、合肥發(fā)電廠3號DCS改造特點： 集控室的布置采用以大屏幕為中心的信息中心環(huán)境，取掉原來的金屬盤臺和立屏，取掉大量的常規(guī)儀表和操作開關(guān)，取掉所有的熱工信號。隨著自動化水平的提高，老廠改造集控室布置信息中心化是發(fā)展的趨勢； 由于MACS系統(tǒng)具有較強的開放性和兼容性，可以把支持DP協(xié)議的PLC作為I/O站的一個模件，所以這次改造把ETS做到DCS系統(tǒng)里； 把893裝置做為DCS的一個站，在工程師站上直接對893前端進行設(shè)置組態(tài)，取掉原來的893主機，所有的前端由原來的一個網(wǎng)卡增為3個網(wǎng)卡，可靠性不但提高了，而且使用也變得非常簡單； 設(shè)備和運行參數(shù)的報警是機組運行的一項重要功能。這次改造中設(shè)備和參數(shù)報警采用了多種形式，以滿足不同崗位在不同工況下的各種需要。這次改造報警的形式有設(shè)備故障和參數(shù)越限在顯示上的變色和閃光、有報警一覽、有模擬常規(guī)光字牌、有瞌睡報警、有活動光字牌。所謂的活動光字牌是打破光字牌順序不變的限制只把報警的光字在CRT的工藝流程畫面的上部顯示出來，先來的先報，后來的后報，確認變平光，恢復(fù)后消失。為了滿足不同運行崗位的需要，所有的報警運行人員可以分級分區(qū)分類進行抑制，這樣使不同的崗位只看與自己有關(guān)的報警。為了滿足不同運行工況的需要，運行人員對相同的參數(shù)在不同的工況下可以設(shè)立不同的報警限值，以滿足機組啟停運行等不同工況參數(shù)有不同限值的需要。 由于MACS系統(tǒng)采用了先進的編譯下裝原理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫、設(shè)備組態(tài)、報表圖形、控制方案等的下裝無擾。 合肥發(fā)電廠＃3機組DCS系統(tǒng)改造工程經(jīng)濟效益及社會效益分析 由北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司開發(fā)研制的MACS系統(tǒng)應(yīng)用于安徽省合肥發(fā)電廠＃3機組DCS系統(tǒng)改造工程，機組投運后取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。 第一、 經(jīng)過對DCS系統(tǒng)改造前后的測試，其發(fā)電煤耗下降了1.22g/KWH。按照2001年發(fā)電量6億KWH，標準煤單價288元/噸計算，本臺機組年節(jié)約煤經(jīng)濟效益為 1.22g/KWH×6億KWH×288元/噸＝21萬元。 第二、 機組單元控制室盤臺的改造，取消了常規(guī)儀表及操作器、操作開關(guān)等，電子設(shè)備間大為簡化，每年直接節(jié)約備品備件設(shè)備費約36萬元。機組大小修期間這些常規(guī)儀表的拆裝、校驗都耗費大量的勞動力，DCS系統(tǒng)徹底改變了這一狀況，將人們從繁重的體力勞動中解放出來，僅此可減員增效年節(jié)約15萬元。此外，由于DCS系統(tǒng)所用的模塊都可帶電插拔，這大大縮短了消缺時間，及時消除安全隱患，為機組安全、穩(wěn)定發(fā)電提供了保障，此項的經(jīng)濟效益和社會效益大為提高。 第三、 汽輪機調(diào)速系統(tǒng)改為數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH），提高了汽機運行的安全性和穩(wěn)定性，減少了機組的非計劃停機次數(shù)，此項年節(jié)約資金15萬元。 第四、改造后的機組具備了投AGC的功能，大大提高的機組競爭上網(wǎng)的競爭能力，為機組多發(fā)電提供了機會，此項的經(jīng)濟效益和社會效益非?？捎^。 第五、 機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的投入，使機組輔機設(shè)備維護量及損壞率大幅度下降，據(jù)計算本臺機組每年可比協(xié)調(diào)系統(tǒng)投入前節(jié)約維護費用8萬元。 第六、 DEH系統(tǒng)和機爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)的投入，提高了機組的啟機、停機速度，節(jié)約了燃料，年可創(chuàng)經(jīng)濟效益10萬元。 第七、 改造后的機組實現(xiàn)了機電爐一體化，此項可減人增效年節(jié)約10萬元。該項技術(shù)在我廠的應(yīng)用，提高了職工的技術(shù)水平，推動了合肥電廠的科技進步。 總之、合肥電廠＃3機組DCS系統(tǒng)改造工程的完成，可年創(chuàng)直接經(jīng)濟效益115萬元，間接經(jīng)濟效益和社會效益更加顯著。 5、合肥發(fā)電廠3#機組自動化改造工程MACS控制系統(tǒng)技術(shù)評審意見 國家電力公司電力規(guī)劃設(shè)計總院于2001年10月26、27日在合肥組織召開“合肥發(fā)電廠3#機組自動化改造工程MACS控制系統(tǒng)技術(shù)評審會”。與會領(lǐng)導(dǎo)、專家與全體代表認真聽取了合肥發(fā)電廠、北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司及安徽省電力試驗研究所的“技術(shù)成果研究報告”、“現(xiàn)場運行報告”、“現(xiàn)場測試報告”，“用戶使用情況證明”、“經(jīng)濟和社會效益分析報告”，以及“查新報告”等，并考察了工程現(xiàn)場。技術(shù)評審委員會審查了全部文件，聽取了與會代表的意見與研制方的解答，經(jīng)過深入細致的討論，形成以下評審意見： 第一、 提交會議的技術(shù)資料齊全、完整，符合技術(shù)審查的要求。 第二、和利時公司研制的MACS系統(tǒng)是國內(nèi)自主開發(fā)的新一代DCS。該系統(tǒng)設(shè)計合理、功能完善，系統(tǒng)開放性強。該系統(tǒng)各項技術(shù)指標均符合電力行業(yè)有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，并具有如下特點： 系統(tǒng)采用“域”的概念，既有利于分系統(tǒng)的獨立完整，又便于系統(tǒng)擴展。 I/O總線采用ProfiBus-DP現(xiàn)場總線，能將I/O卡件置于現(xiàn)場，可節(jié)省控制電纜。 系統(tǒng)硬件制造采用表面貼裝工藝，保證了系統(tǒng)卡件的可靠性。 合肥發(fā)電廠3#機組采用MACS系統(tǒng)成功實現(xiàn)了DAS、MCS、SCS、FSSS、DEH、ETS和電氣控制功能，取消了模擬盤臺。一體化實現(xiàn)了上述功能。 該系統(tǒng)保留了原機組前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并與DCS系統(tǒng)通訊，縮短了改造工期，機組具備AGC和一次調(diào)頻功能，提高了機組的可控性。 該系統(tǒng)經(jīng)過試運行階段的完善，正式投入運行以來運行穩(wěn)定、可靠，達到了設(shè)計規(guī)范要求的各項功能，對電廠的安全、經(jīng)濟運行發(fā)揮了應(yīng)有的作用。 綜上所述，合肥電廠項目應(yīng)用的MACS系統(tǒng)總體技術(shù)水平處于國內(nèi)同類型先進水平，可為國內(nèi)新建和改造工程借鑒。