1、項目簡介 合肥發(fā)電廠3號DCS系統(tǒng)改造采用的設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人員進行了大量細致的工作并參加了從設備選型、測點分站、方案設計、算法組態(tài)、動靜態(tài)調試等全過程。 2、MACS系統(tǒng)在合肥電廠3號機組上的應用 （1）系統(tǒng)硬件配置 現(xiàn)場控制站8套，其中汽機2套完成機側系統(tǒng)的控制；電調1套完成汽機轉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)絡配置 第一層控制網(wǎng)，在現(xiàn)場控制站內，由ProfiBus-DP組成，用于站內數(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）和服務器間，為100M以太網(wǎng)，用于操作員站和服務器的數(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)調控制系統(tǒng)。 汽包水位調節(jié)系統(tǒng)。 氣溫調節(jié)系統(tǒng)。 送風調節(jié)系統(tǒng)。 引風調節(jié)系統(tǒng)。 一次風壓調節(jié)系統(tǒng)。 燃燒調節(jié)系統(tǒng)。 除氧器水位調節(jié)系統(tǒng)。 除氧器壓力調節(jié)系統(tǒng)。 軸加水位調節(jié)系統(tǒng)。 低加水位調節(jié)系統(tǒng)。 高加水位調節(jié)系統(tǒng)。 凝汽器水位調節(jié)系統(tǒng)。 SCS部分 完成所有設備的手動操作功能； 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�？刂乒δ�； FSSS部分 完成爐膛安全監(jiān)測保護的功能； 完成一、二風風速及一次風煤粉濃度的測量。 ECS部分 完成發(fā)變組及廠用電系統(tǒng)高低壓開關的操作、監(jiān)視； 完成開關操作閉鎖的功能； 完成中央信號報警的功能； DEH部分 完成轉速和負荷的控制； 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，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濟效益和社會效益。 第一、 經過對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、操作開關等，電子設備間大為簡化，每年直接節(jié)約備品備件設備費約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，此項的經濟效益和社會效益大為提高。 第三、 汽輪機調速系統(tǒng)改為數(shù)字式電液調節(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，此項的經濟效益和社會效益非�？捎^。 第五、 機爐協(xié)調控制系統(tǒng)的投入，使機組輔機設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。該項技術在我廠的應用，提高了職工的技術水平，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)直接經濟效益115萬元，間接經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)技術評審意見 國家電力公司電力規(guī)劃設計總院于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)技術評審會”。與會領導、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、 提交會議的技術資料齊全、完整，符合技術審查的要求。 第二、和利時公司研制的MACS系統(tǒng)是國內自主開發(fā)的新一代DCS。該系統(tǒng)設計合理、功能完善，系統(tǒng)開放性強。該系統(tǒng)各項技術指標均符合電力行業(yè)有關技術規(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和一次調頻功能，提高了機組的可控性。 該系統(tǒng)經過試運行階段的完善，正式投入運行以來運行穩(wěn)定、可靠，達到了設計規(guī)范要求的各項功能，對電廠的安全、經濟運行發(fā)揮了應有的作用。 綜上所述，合肥電廠項目應用的MACS系統(tǒng)總體技術水平處于國內同類型先進水平，可為國內新建和改造工程借鑒。