台山电厂2号机组新华DEH-V型DEH&MEH控制系统升级改造

郭文佳

（广东国华粤电台山发电有限公司身份证号码：500113198912296919广东台山529228）

摘要：对GE新华公司DEH-V（XDPS-400）型系统在我厂应用情况进行了介绍，针对DEH-V（XDPS-400）型其系统结构较复杂，电子元器件出现老化的问题，提出并介绍了一种新形式（OC6000Nexus）的升级改造方案，在满足最新二十五项反措同时很好地解决了DEH&MEH系统不稳定运行的问题，大大提高机组可靠性。

关键词：Nexus；DEH&MEH；XDPS-400；二十五项反措

TAISHANPOWERPLANTUNIT2XINHUADEH-VDEH&MEHCONTROLSYSTEMUPDATINGANDMODIFICATION

GUOWen-jia

ShenhuaGuangdongGuohuaYuedianTaishanPowerGenerationCo.,Ltd.,TaishanGuangdong529228

ABSTRACT:IntroducetheapplicationoftheXINHUADEH-V（XDPS-400）productmodelDEHcontrolsystem.Ithasthenewtype(OC6000Nexus)ofupdatingmodificationschemeregardingtheissuethatstructureiscomplexandelectroniccomponentsareaging.ThisschemesolvestheDEHcontrolsystemunstableoperationproblemandimprovesthemachinereliablitywhilesatisfyingthelatesttwenty-fivemeasures

KEYWORD:Nexus；DEH&MEH；XDPS-400；Twenty-fivemeasures

1引言

台山电厂2号机组汽轮机由上海汽轮机有限公司与美国西屋公司合作并按照美国西屋公司的技术制造的600MW亚临界、中间再热式、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。机组型号N600—16.7/537/537。汽轮机蒸汽阀门配置为2个高压主汽门，4个高压调门，2个中压主汽门，4个中压调门。DEH&MEH系统采用新华DEH-IIIA控制系统，2002年，两台机组正式投入运行，2010年硬件进行了一次升级，更换DPU、卡件升级到DEH-V（XDPS-400）型至今，2号机组DEH&MEH控制系统普遍存在系统结构较复杂、电子元器件老化（如总线板的接插件氧化产生接触不良，I/O卡件故障率升高等问题）难以维护，影响机组安全运行的现象。因此台山电厂根据研究讨论提出了针对性的治理方案，对当前DEH&MEH系统升级为新华最新OC6000Nexus控制系统，增加机组运行可靠性。

2升级前新华DEH-V型系统在2号机组的应用

XDPS—400采用冗余数据通讯网，所有XDPS站点均直接与其相连，避免了多层网络在物理和信息格式转接过程中造成的通讯延迟，瓶颈和可靠性降低，人机接口站也直接与过程控制单元相连，满足了目前工业过程控制所采用的集中监控方式对人机接口站实时性和可靠性的要求。XDPS的通讯网络、人机接口和控制单元均采用了国际标准或主流工业产品，是一个开放式的工业控制系统。

XDPS由高速实时数据网络和连接在网上的人机接口站MMI与分散处理单元DPU三大部分组成。

DPU面向被控对象，进行快速数据输入输出处理和闭环控制计算，完成报警检测、接收操作指令和组态修改指令。

MMI包括操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU、计算站CDC。面向操作员以流程图、棒状图、曲线、表格、按钮、对话框等方式提供数据，解释操作指令并送到DPU。分布式处理单元DPU是XDPS过程控制站，存储系统信息和过程控制策略与数据。它包括：现场总线的通讯与控制、实时网络(DataHighway)的数据交换、过程控制逻辑与回路调节算法的计算执行等功能。DPU、实时网络及现场总线都是冗余配置。I/O卡件完成现场数据的实时采集与控制输出。所有的I/O卡件都必须插入I/O卡件专用导轨箱内才能工作。导轨箱后背有总线插槽，卡件的电源和通讯由总线完成，I/O现场信号的输入与输出也从板后的插座转接后引出。I/O卡件与BC卡之间以并行总线方式通讯，BC卡与DPU之间以BitBus或Ethernet进行通讯，站控制卡(BC)承担通讯中转和卡件管理的工作。

2.1新华DEH-V（XDPS-400）控制系统存在不足

截至2017年2号机组已累计更换卡件9块（1块VCC卡、7块DO卡、1块DI卡）；结合实际缺陷情况，经评估，存在以下不足。

（1）新华DEH-V（XDPS-400）控制系统采用背板、I/O卡件相结合方式，如背板故障将导致与之配套的整层I/O卡件发生误动，设计本身存在缺陷；

（2）过程历史数据管理效能较低，每日更新历史数据大，工控机内存设计不满足现场需求导致过程数据量过大，需要定期清空历史数据，在查询、调阅历史数据时访问响应速度相对较慢，不利于分析。

（3）运行周期长，控制器硬件故障率高，影响DEH系统安全、可靠运行（2A小机DI卡故障导致给水泵RB触发，卡件送厂家检测为CPU老化、故障）；

（4）现有硬件条件不满足现行《防止电力生产事故的二十五项重点要求》条款要求，卡件冗余测点不能重要信号三取二保护原则、甚至部分测点必须需额外增加卡件与外系统进行硬接线连接，由于各机柜的I/O卡箱的插槽的可靠性降低，整体系统运行风险增加。

3新华DEH-V型系统整体升级改造介绍

3.1改造范围

3.2改造工序

第一部分：原DEH&MEH控制系统拆除（软件部分和硬件部分）；

第二部分：安装新的DEH&MEH控制系统（软件部分和硬件部分），机柜内从新安装组件、恢复接线，系统上电，卡件调试，逻辑、画面组态调试，就地控制设备除高调门改造外保持原来配置；

第三部分：DEH&MEH系统逻辑调试、试验，包括通道测试，电源冗余试验，通讯冗余试验，系统静态仿真，带阀门混仿真，系统各功能试验，阀门控制参数调整，顺序阀阀切换参数设置调整，转速控制参数设置调整，负荷控制参数设置调整，主汽门严密性试验，OPC试验，超速试验，RB试验，甩负荷试验等。

3.3升级新华OC6000eNexus控制系统优势

（1）在原控制柜内最大限度改造，改造彻底的同时缩短工期、节约成本；

（2）摒弃传统背板连接，控制器与I/O模块之间未采用任何有源器件连接。同时，I/O网络冗余配置且与任一冗余控制器均有接口。该硬件架构及相应的系统软件设计可以保证在发生单一故障时，不会导致过程控制的异常，同时便于系统维护和故障处理；

（3）新控制系统控制器轻量化、小型化，I/O模块集成程度高（卡件与端子板集成），机柜容量不变情况下可增加卡件，满足二十五项反措要求，提高机组运行稳定性；

3.4二十五项反措新增测点

根据2014年发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求》条款要求（9.4.3所有重要的主、辅机保护都应采用“三取二”的逻辑判断方式，保护信号应遵从从取样点到输入模件全程相对独立原则，确因系统原因测点数量不够，应有防保护误动措施。9.1.4重要参数测点、参与机组或设备保护的测点应冗余配置，冗余I/O测点应分配在不同模件上。），对不满足要求测点进行了整改，具体内容如下：

（1）DEH失电跳机改为3个输出接点：由改造前一路继电器输出增加2个继电器辅助触头和2个转接端子，输出3个DEH失电跳机信号至ETS。

（2）压比低跳机改为3个输出接点：由改造前1个压比低跳机输出DO点，分别在另两块DO卡各增加一路输出至ETS。

（3）DCS遥控负荷指令由开关量改为模拟量：分别在三块AI模件中分配通道接入DCS3路4~20Ma信号,3取中后作为遥控负荷指令。

（4）DEH110%超速跳机改为3个输出接点：从三块MSP50模件中分别取3路DEH转速的110%超速输出接点，再分别接入三块继电器三选二模块输出至ETS。如下图1

图1

Fig1

（5）DEH103%超速仍保留两路输出，从三块MSP50模件中分别取3路DEH转速的103%超速输出接点，再接入一块继电器三选二模块输出。如下图2

（6）MEH小机电超速改为3个输出接点：从三块MSP50模件中分别取3路超速输出接点至DCS。如下图3

图3

Fig3

4总结

采用本项目升级方案，从新华DEH-V（XDPS-400）控制系统升级为新华OC6000eNexus控制系统，摒弃传统背板连接，有效避免了背板老化的安全隐患，提高了DEH系统控制器的工作可靠性，整个项目可行性研究工作投入较多，充分满足最新二十五项反措设计要求，相对也较好完成了项目任务，达到了升级目标，值得在国内新华DEH&MEH系统中应用推广。

致谢

首先，在此次2号机组绿改任务期间，感谢公司、专业组信任交由我为此项目负责人，为我提供展示自己的平台；其次，感谢新华厂家积极参与此次改造，为我厂此次改造出谋划策，对我们提出的要求尽量满足，达到了预期效果；还有，感谢施工单位上海二建的大力支持，现场实施过程中由于前期筹划与实际实施工程量有差异环节，施工人员克服困难在工期要求内完成了此项目；最后，再一次感谢所有在此次改造项目中帮助过我的良师益友和同事，以及在论文中被我引用或参考的论著的作者。

参考文献

[1]边立秀.热工控制系统[M].北京：中国电力出版社，2003

[2]林金栋.自动调节原理及系统[M].北京：中国电力出版社，1996

[3]王孝武.现代控制理论基础[M].北京：机械工业出版社，2006

收稿日期：2018年05月24日

作者简介

郭文佳（1989-），男，广东省台山市，大学本科，助理工程师，主要从事热工自动化和汽轮机DEH控制系统方面研究工作。