摘要：通過現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗，評價分散控制系統(tǒng)在老機組自動化改造后的調(diào)試、應用情況。
關鍵字：分散控制系統(tǒng)；硬件軟件組態(tài)應用
新華分散控制系統(tǒng)XDPS一400是一個融計算機、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫和自動控制技術為一體的工業(yè)信息技術系列產(chǎn)品，具有開放式結(jié)構(gòu)、模塊化技術、合理的軟硬件功能配置和易于擴展的DCS，已廣泛用于電站的分散控制，電廠調(diào)度和管理信息系統(tǒng)、變電站監(jiān)控、電網(wǎng)自動化、鋼鐵企業(yè)的高爐監(jiān)控、化工企業(yè)的過程自動化和造紙廠過程自動化。在我廠#2、 #3、#4機組自動化改造中采用了上述系統(tǒng)。
以下談幾點作者在接觸機組MCS系統(tǒng)軟件組態(tài)和現(xiàn)場調(diào)試過程中對XDPS一400型分散控制系統(tǒng)的一些體會。
1．硬件可靠性高
從DCS系統(tǒng)現(xiàn)場機柜受電開始，各DPU及I／0模件就一直處于工作狀態(tài)，直至機組168小時試運結(jié)束移交生產(chǎn)為止，MCS系統(tǒng)所使用的硬件中，只有在#2高加和#3高加疏水門控制回路所使用的輸出模件中，先后損壞過3個模擬量輸出通道（懷疑由就地接線盒竄入強電所引起），其他所有硬件均工作正常。曾在現(xiàn)場抽查了部分i／o模件的精度，全部符合新華公司出廠規(guī)定及與業(yè)主簽訂的合同要求。一般說來，基建施工期問由于趕工期及交叉作業(yè)，對DCS系統(tǒng)硬件的安全性構(gòu)成的威脅比正常生產(chǎn)時要大得多，XDPS——400型分散控制系統(tǒng)能達到如此的可靠性證明其系統(tǒng)硬件是值得信賴的。
2．控制周期短
在采用分散控制系統(tǒng)以前，MCS系統(tǒng)實際上是一種不問斷的連續(xù)的過程控制。采用了分散制系統(tǒng)以后，由于計算機有多個任務需要響應，而且每個控制功能模塊需要按一定順序依次計算，這就產(chǎn)生了一個控制周期的問題。從理論上講，控制周期越短，越接近于連續(xù)控制，控制系統(tǒng)的精度越容易得到保證。在一般的分散控制系統(tǒng)中，對MCS系統(tǒng)的控制周期大多數(shù)選用250毫秒，也有選用500毫秒甚至1000毫秒的。XDPS——400型分散控制系統(tǒng)可以按頁設置控制周期，且有多檔控制周期可供選擇。在本工程中，我們對MCS系統(tǒng)的控制周期全部設置為200毫秒，考慮到每臺200MW機組的所有模擬量控制系統(tǒng)全部集中在三對DPU中，能達到如此短的控制周期且直至機組移交生產(chǎn)未見任何異常，我們認為是滿意的。
3.控制模塊的功能較全
在分散控制系統(tǒng)內(nèi)部，是由一邊串的控制功能塊（即功能碼）來實現(xiàn)設計人員的預想功能的。xD PS一400型分散控制系統(tǒng)原來的功能碼已經(jīng)能夠基本滿足大型火電機組的控制要求，但為了實現(xiàn)某些特殊的設計思想，在本工程的設計聯(lián)絡會上，作者曾代表業(yè)主提出了幾種功能碼的修改完善要求，新華公司按要求重新修改，滿足了業(yè)主要求，并借機對功能碼進行了軟件升級。這些升級后的功能碼在機爐協(xié)調(diào)控制和主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)中發(fā)揮了預想作用，使得能夠完成某些非常規(guī)的預測控制功能。相比較之下，引進型分散控制系統(tǒng)如想達到修改功能碼的要求則幾乎是不可能的，這也反映了國產(chǎn)分散控制系統(tǒng)的競爭力之所在。
4．在線組態(tài)及參數(shù)調(diào)試比較方便
本工程使用的XDPS一400型分散控制系統(tǒng)中，所有監(jiān)控 DPU 都是雙重冗余配置的。當用工程師工作站連接上某個在線工作的：DPU 后，可以直接以最簡單的作圖方式修改其內(nèi)部控制組態(tài)，修改后的控制組態(tài)立即執(zhí)行，不存在編譯的步驟，工作結(jié)束后再發(fā)指令將修改后的控制組態(tài)拷貝到備用DPU 即可。因為MCS系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試和維護中，經(jīng)常需要對控制組態(tài)作出某些修改，這一特點就尤其顯得方便。例如在汽包水位控制系統(tǒng)的調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)實際汽包信號高頻波動太大，就曾在水位控制系統(tǒng)仍舊保持在自動控制的方式下，給水位測量信號回路中增加了一個濾波功能塊，由于注意了各個模塊連接的先后次序，對控制系統(tǒng)沒有造成任何擾動。
另外，在工程師工作站的顯示畫面上，除了可以看到和其他分散控制系統(tǒng)類似的控制系統(tǒng)內(nèi)部信號傳遞信號數(shù)值以及趨勢圖外，還可以在組態(tài)圖中連接上幾個固定時問長度的小趨勢功能碼，這些小趨勢和控制組態(tài)在同一幅顯示畫面上，不會隨本畫面的組態(tài)修改或參數(shù)調(diào)整而隱藏，對一些單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)調(diào)整，可以隨時觀察被調(diào)參數(shù)的趨勢進行動態(tài)參數(shù)修改，縮短了調(diào)試時問。
5．全中文界面，便于運行維護
XDPS一400型分散控制系統(tǒng)的各種供運行人員監(jiān)視控制的顯示畫面全部采用中文，對運行維護人員帶來很大方便。甚至在控制系統(tǒng)組態(tài)圖上，也可以組態(tài)進行各種中文注釋字符，以方便熱工維護人員的理解和記憶。在以往的分散控制系統(tǒng)中，基建調(diào)式階段結(jié)束移交到生產(chǎn)運行以后，電廠熱工維護人員往往在看控制系統(tǒng)組態(tài)圖時難于理解原設計意圖，就是設計調(diào)試人員在幾個月不接觸圖紙之后回過頭再看時也經(jīng)常要花很大功夫來理解圖紙。在本工程中，我們在組態(tài)圖中加進了大量的中文注釋字符，各部分的功能作用可以說是一目了然，極大地方便了電廠熱工維護人員，受到電廠人員的一致好評。
6．系統(tǒng)簡單易學，查找聯(lián)系信號方便
在作者所接觸過的七、八種分散控制系統(tǒng)中，從應用的角度來講，XDPS一400型分散控制系統(tǒng)是最容易熟悉掌握的，一般有WINDOWS應用基礎的人員通過一周左右的培訓就可學會日常的系統(tǒng)軟、硬件運行維護。在國內(nèi)大部分電廠的熱工檢修專業(yè)分工中，一般都是按控制系統(tǒng)劃分班組，當在節(jié)假日或晚上只有個別熱工人員值班時，如果現(xiàn)場出現(xiàn)某種異常情況，熱工維護人員往往因為不太熟悉別的班組管轄的控制邏輯，短時間內(nèi)找不到故障原因，從而延誤缺陷或故障的處理，對機組的安全運行構(gòu)成威脅。在XDPS一400型分散控制系統(tǒng)中，如果運行人員在顯示畫面上發(fā)現(xiàn)某種顯示、連鎖或幫助畫面也現(xiàn)故障，自己就可通過鼠標調(diào)出故障信號來自哪個DPU ，再由任何一個熱工維護人員在工程師工作站上通過故障信號的名稱就可輕易地找出引起故障信號的原因，給故障處理爭取了時間，也給熱工維護人員帶來方便。同時，在同一DPU 內(nèi)部或不同DPU之間，通過系統(tǒng)自帶的頁間連接信號跳轉(zhuǎn)或通過信號名稱查找連接信號也很容易，給系統(tǒng)調(diào)試和日常維護帶來很大方便。
7.系統(tǒng)可在任一臺計算機上實時運行，能夠離線仿真
XDPS一400型分散控制系統(tǒng)可以安裝在任何一臺通用的臺式或筆記本電腦上實時運行，可以同時虛擬多個實時運行狀態(tài)的DPU ，當然這時所有現(xiàn)場信號和網(wǎng)絡連接信號會變成壞質(zhì)量。即便如此，通過輸入輸出信號的強制，很多開環(huán)試驗和閉環(huán)仿真試驗都可離線完成。像閉環(huán)控制系統(tǒng)的動作方向檢查、動態(tài)特性曲線的數(shù)學模型擬合以及動態(tài)參數(shù)調(diào)整對控制系統(tǒng)過渡過程曲線的影響等都可離線完成，一方面也可離線進行閉環(huán)控制系統(tǒng)改進的模擬試驗以及對維護人員進行培訓。
綜上所述，新華公司的XDPS一 400型分散控制系統(tǒng)無論是硬件的可靠性，還是軟件的可操作性、易用性都是較佳的，某些方面超過了進口設備，是非常適用于國產(chǎn)機組的控制系統(tǒng)。