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（三）、諫壁百萬超超臨界項目積極推進國產化

  國電智深在總結了泰州工程設計和調試經驗、北侖工程設計經驗，在莊河600MW超臨界機組自主化DCS系統的基礎上，著手研制1000MW超超臨界機組自主化DCS系統，并成功申報了國家863計劃重點項目“火電行業重大工程自動化成套控制系統”，以國電諫壁電廠1000MW超超臨界機組DCS系統作為示范工程。該項目目前已啟動，計劃于2010年正式投運，將采用國電智深的自主化國產DCS對1000MW超超臨界機組進行控制，實現1000MW超超臨界機組自動控制系統國產化的目標。

  為了確保諫壁1000MW超超臨界機組國產DCS項目的成功，我們制定了如下技術路線措施：

  1、對1000MW超超臨界機組DCS的需求進行深入

  分析和研究，研發出適用于1000MW超超臨界機組控制的DCS系統平臺。

  2、在國內外調研、資料消化吸收的基礎上，進行

  諫壁1000MW超超臨界機組控制系統的方案設計和實現工作。

  3、在各個階段把用仿真機模擬作為重要的研究手段，提高研究效果，盡早發現問題。

  4、在諫壁1000MW超超臨界機組DCS工程上，更加深入的掌握超超臨界機組運行特性，使項目研發的超超臨界機組自主化DCS系統盡快實用化、工程化。

  5、實施嚴格高效的項目管理。從組織機構、項目管理、產品制造和系統集成、工程設計、系統組態和工廠測試、出廠檢驗、現場服務、研發支撐、人員培訓等方面制定了周密的切實可行的實施方案和有效的質量管理措施，在工程實施過程中嚴格貫徹執行，確保諫壁項目成為優質工程。

二、（1）1000MW超超臨界機組模擬量控制系統設計

  人們對超（超）臨界機組的普遍認識是機組蓄熱能力小、參數間相互影響嚴重，因此機組在運行工況變化時，主要參數穩定性差，難于控制。但是另一方面，機組蓄熱能力小，將使鍋爐燃燒率變化時主汽壓或機組功率的動態響應的慣性大大減小，只要控制系統的控制策略設計得當、機組主要控制量間靜態匹配和動態匹配恰當，在快速的燃燒率控制作用下，主汽壓和機組功率動態響應性會更好，主要參數的動、靜態調節品質會明顯改善，能滿足連續滑壓運行的要求。

  超（超）臨界機組直流爐由于沒有汽包的工質緩沖和蓄熱緩沖，燃燒率與給水量間的平衡實際上直接代表了鍋爐吸熱量與汽機耗汽量之間的熱量平衡。在變負荷過程中，只要通過給水量和燃燒率的靜態匹配和動態匹配保證好這一熱量平衡關系，中間點的過熱度或比焓將始終保持平穩，機爐將會處于協調平穩的受控狀態。

  基于以上分析，為改善控制量間耦合的影響、適應機組連續變壓運行要求，控制系統設計的基本思路是：

  保持動靜態過程中各控制量間的基本匹配和平衡，加快變負荷過程中相應回路的響應，采用變增益和非線性環節改善控制特性。這一設計思想的本質是透徹分析機組和設備運行機理、充分利用機組和設備的特性參數進行控制系統設計，對于超（超）臨界機組這樣復雜的對象尤其重要。

  （2）1000MW超超臨界機組鍋爐主保護設計

  超超臨界機組均采用高參數、大容量的直流爐，其安全性至關重要，鍋爐的主保護也就成了安全生產的

  重中之重。這里總結了國電泰州和國電北侖電廠兩個1000MW超超臨界項目對鍋爐主保護的要求及其特點。主燃料跳閘是FSSS最重要的部分。當鍋爐發生某些危險情況時，將從軟硬兩個方面將進入爐膛的燃料全部切斷�！败洝钡姆矫嬷竿ㄟ^邏輯使相關燃料設備停運�！坝病钡姆矫嬷赣肕FT跳閘繼電器的觸點，并或串在設備驅動回路中，停止這些設備。

  三、國電智深EDPF-NT+系統的技術發展

  EDPF-NT+分散控制系統是北京國電智深控制技術有限公司專門針對600MW及以上大型發電機組的應用需求開發的新一代控制系統。

  （一）、EDPF-NT+主要有以下特點：

  1、圖形化的工程管理器和控制組態工具

  工程管理與圖形組態工具融合，形成簡單易用的工作環境，極大地方便了系統級的組態與管理。集成工程管理環境將控制系統工程的核心工作集成在一個應用平臺下展開：創建工程，建立域，創建節點、數據庫、邏輯圖、過程畫面等。

  集成工程管理環境類似于軟件開發的IDE（集成開發環境），將核心工作集成在統一界面下。在這里，可以完成系統的整體規劃、DPU卡件分配、IO點的分配和建立、批量導入導出、圖形組態、編譯下載。仿真調試。

全自由格式的、SAMA風格的、圖形化的控制組態軟件。達到了國際上各主流DCS的同等水平。

  2、支持多域的網絡通訊環境

  基于TCP/IP協議的DCS通訊系統，稱之為“分布式計算環境”。采用全面向對象的方法設計與實現。不僅在Windows平臺和Linux平臺間100%可移植，將來還可以平滑地過渡到IPv6。采用多域的通訊管理方式，可以工作于任意的網絡拓撲結構之上，能夠滿足當前以及未來各類工程應用的要求。

  1）域之間三種隔離方式

  a、使用三層交換機

  b、使用ACL

  c、使用專門的安全隔離裝置

  2）雙網的多種工作方式

  a、A、B網完全隔離

  b、A、B網單點相連

  c、A、B網多點相連

  d、拓撲結構可以采用環網或普通樹形

  3、高效可靠的控制器軟件

  DPU采用實時Linux內核。DPU軟件全部采用C/C++編程，在Windows平臺和Linux平臺間100%可移植。在新的架構下，DPU系統軟件和算法模塊是分離的，可以各自獨立升級，可以在線添加新算法。簡化了系統升級手續，增加了DCS系統配置的靈活性，也為進一步開發專用控制裝置奠定了基礎。

  4、高效歷史和報表程序

  歷史站采用二進制壓縮和例外報告存儲方式，性能優越、工作穩定、數據檢索速度快。通過“卷”管理功能，借助外部存儲介質，可以長期保存歷史數據并提供快速查詢。

  報表站可生成定期、單次和條件觸發的報表，采用Excel制作報表模板，易學易用。報表程序從歷史站請求數據，得到瞬時值或平均值、最大值、最小值等統計數據。使用報表管理器管理報表，后臺程序自動生成和打印報表。

5、人機界面軟件中包含一系列新功能

  更加穩定可靠的過程畫面顯示。

  畫面增加閃爍功能。

  全新的光字牌程序。

  （二）結合科技部863重點項目，國電智深公司正在對NT進行進一步的提高和完善。主要包括：

  1、一體化平臺

  一體化平臺是指實現控制、仿真、運行優化等功能的統一的軟硬件運行環境。

  目前國內火力發電廠綜合自動化系統采用的體系結構都是不同廠家的系統通過通訊接口連為一個整體，由于各功能系統軟硬件環境差異大，數據庫生成、畫面組態等工作需要重復進行，工作量較大。

  在一體化平臺的體系結構中引入域的概念，構成按功能既分工又協作的系統。DCS、SIS和SIM各功能系統采用統一的軟硬件運行環境，系統結構簡化，安全可靠性提高。采用統一的通訊協議避免了通訊接口問題；采用統一的數據信息描述方法保證了數據信息流的一致；采用統一的核心工程師組態軟件和工程管理工具，數據庫和畫面只需生成一次，顯示畫面完全一致，大大降低工程實施和系統維護的工作量。

  2、一體化平臺的技術基礎（DCE、DROP、APP三層結構）

  1）分層的網絡結構

  系統采用分層的網絡結構，共分為三層，分別為現場I/O層、EIO層、管控網MCN層。MCN層邏輯上劃分為多個“域”。域之間可以通過全雙工交換機直接互聯，也可利用VLAN技術或自主研發的專用的安全隔離裝置進行安全隔離。

  2）統一的設備描述信息

  使用統一的方法描述DCS、SIS、SIM三個系統所需信息，公用信息只需描述一次。同一設備的信息在各系統都能夠使用。

  3）一致的軟件核心

  軟件的核心是Drop模塊。Drop是抽象的概念，代表一個MCN節點的核心功能，它負責維護來自本節點和遠程的各種數據。

  4）一致的軟件平臺

  基于TCP/IP協議的DCE采用全面向對象的方法進行設計與實現，考慮通訊系統的可移植性，滿足當前以及未來各類工程應用的要求。各系統軟件平臺通訊核心都基于這個模塊。

3、管控網MCN

  該網絡是運用多域技術進行管理的工業實時以太網。DPU、操作員站、歷史站、工程師站等接入MCN構成控制域，SIS和SIM等增值網也是MCN的域，通過可選的安全隔離裝置進行安全隔離，DCS和SIS、SIM之間通過MCN進行直接的數據信息交換，不存在系統間通訊協議轉換問題。

  4、底層控制網EIO

  EIO是國電智深開發的工業實時以太網網絡和協議，該協議兼容HSE、EPA等工業以太網協議。純數字的現場總線信息和傳統I/O信號通過各自的協議轉換模件轉換為EIO信息。EIO網絡上可以接入一個或多個控制器，組成一個分布式控制單元（DPU）。當接入遠程I/O時，協議轉換模件可放到就地I/O柜中。

  5、控制組態和人機界面同時支持WINDOWS和LINUX平臺。

  既可以選擇方便熟悉的windows環境，也可以選擇安全高效的linux環境。

  6、實時操作系統

  DPU操作系統采用改進的實時Linux，為了更好地滿足百萬千瓦超超臨界機組對控制器容量和性能的進一步要求，將在以下幾個方面做進一步的研究和改進：

  （1）時鐘粒度進一步細化

  （2）調度策略進一步優化

  （3）研究強制二元信號量的互斥鎖機制、中斷處理線程化、可搶占內核等其他技術，提高任務執行效率。

  高度強調控制器軟件的可移植性，在自主研究實時Linux系統的同時，兼容成熟的國內外實時操作系統。

  7、現場總線接口

  （1）DCS和現場總線的無縫集成技術研究

  （2）多種現場總線協議轉換模件研發

  （3）基于現場總線智能和非智能設備綜合管理軟件的研究

  8、控制組態通過基于XML的標準控制語言，實現組態、編譯過程的分離

  通過組態與編譯功能的分離，控制組態既可以在集成組態環境中人機交互式地進行，也可以按照腳本，自動在后臺批量自動完成。方便地實現工程間以及工程內的批量拷貝與修改。

9、兼容國際標準

  通過基于XML的標準控制語言和專門定制的編譯器，可以方便地兼容IEC1131的五種組態方式。

  10、開發容錯控制技術

  通過系統檢測和故障診斷等措施，預先發現設備隱患，采取系統冗余和容錯控制技術等主動性保護措施，自動限制故障范圍、改變控制策略與控制系統結構，使系統仍能繼續工作，為提高大型火電機組的控制和保護水平提供有力的技術支持。

  四、結語

  近年來，北京國電智深控制技術有限公司圍繞超（超）臨界機組的控制、保護策略和超大型分散控制系統的自主化研發開展了比較全面而深入的研究，取得了一系列的成果。同時，我們也清醒地看到，在這一領域還存在著不少值得我們進一步研究和探索的問題。

  1、對超（超）臨界機組的熱力學特性、運行方式的深入研究：

  由于超（超）臨界機組采用的直流鍋爐工質在汽水流程上一次性通過的特性，被控對象的各變量間耦合關系復雜，構成三輸入三輸出系統。由于蓄熱量顯著減小，蓄熱能力僅為汽包爐的1/4-1/3，且機組蓄熱能力與汽壓呈反比關系，即汽壓越高、蓄熱能力越小，控制策略應克服蓄熱能力小帶來的不利影響而發揮其有利因素。同時，由于機組主要采用滑壓運行方式，控制策略應如何適應大范圍滑壓運行的要求，什么樣的協調控制系統方式（爐跟機協調還是機跟爐協調）更適合。

  在實際運行中，往往還存在燃用煤種變化、大負荷變化過程中的磨煤機啟停、磨煤機檢修備用帶來的倒磨等問題�？刂葡到y如何進行補償和修正。

  2、加強超（超）臨界機組控制特性的試驗研究

  由于國內超（超）臨界機組機組投運的時間均較短，對機組的控制特性還缺乏更多的實際運行和動態特性數據，這已經成為制約控制系統設計和優化的一個重要因素。有必要盡快針對典型超（超）臨界機組開展這方面的試驗和分析研究。

  3、進一步實現超（超）臨界機組控制系統標準化設計

  隨著第一批超（超）機組的投運，國電智深公司已經熟悉和掌握了國內引進的不同類型超（超）臨界機組和不同機爐匹配下的控制系統的基本控制策略，我們也看到，很多國外主機制造廠商提供的控制策略也各有其特點，但大部分都不是采用DCS實現的方案。如何針對國內實際情況和目前DCS的技術水平，有針對性開展標準化設計，以更好地滿足電廠運行監控的需要，保障在機組基建調試工期較為緊張的情況下控制策略設計的完整性，更好地實現包括APS、FCB在內的更高一級的自動和保護功能。

施耐德莫迪康MODICON昆騰Quantum140PLC常規件

140ACI03000   140ACI04000   140ACO02000
140ACO13000   140AII33000   140AMM09000   140ATI03000
140ARI03000   140ARI03010   140AVI03000   140AVO02000
140CFA04000  140CHS11000   140CHS32000   140CHS41010
140CPS11100   140CPS11410   140CPS12400   140CPS21100
140CPS21400  140CPU11302   140CPU11303   140CPU21304
140CPU21304C   140CPU41100   140CPU42401   140CPU42402
140CPU43412  140CPU43412A  140CPU53414   140CPU53414A
140CRA21110   140CRA93100   140CRA93101   140CRA93200
140CRP81100   140CRP93100  140CRP93200   140DAI35300
140DAI54000   140DAI54300   140DAI55300   140DAO84000
140DAO84000   140DAO84010  140DAO84210   140DAO84210   140DAO85300
140DDI35300   140DDI45400  140DDI84100  140DDI85300  140DDO15300
140DDO35300  140DDO84300   140DDM39000   140DRA84000  140DRC83000
140ECH10500   140EHC20200   140NOE25100   140NOM21100   140NOM25200
140SHS94500  140XBP00400   140XBP00600  140XBP01000   140XBP01600
140XCP50000   140XCP51000  140XTS00200   140XTS10215   140ACI03000
140ACI04000   140DDM39000   140DDM69000  140DDO15310   140DDO35300
140DDO35301   140DDO35310   140DDO36400   140DDO84300   140DDO88500 
140DII33000 140DIO33000  140DRA84000  140DRC83000  140DSI35300
140DVO85300  140EDK77100  140EHC10500  140EHC20200  140EIA92100
140ERT85410  140ESI06210  140HLI34000  140MSB10100
140MSC10100  140NOA61100  140NOE31100  140NOE35100
140NOE51100  140NOE55100  140NOE77101  140NOE77110
140NOL91100  140NOL91120  140NOM21100  140NOM21200  140NOM25200
140SHS94500  140XBE10000  140XBP00200  140XBP00300
140XBP00400  140XBP00600  140XBP01000  140XBP01600
140XCA10206  140XCA10215   140XCA71703  140XCA71700
140XCA71709  140XCP20000  140XCP40100  140XCP40200
140XCP50000  140XCP51000  140XCP60000  140XCP90000
140XSM00200  140XSM01000  140XTS00100  140XTS00200
140XTS00203  140XTS00206  140XTS00209  140XTS00212
140XTS00500  140XTS01203  140XTS01206  140XTS01209
140XTS01212  140XTS10206  140XTS10215  140XTS33200

140ACO02000  140ACO13000  140AII33000  140AII33010
140AIO33000  140AMM09000  140ARI03010  140ATI03000
140AVI03000  140AVO02000  140CFA04000  140CFB03200
140CFC03200  140CFD03200  140CFE03200  140CFG01600
140CFH00800  140CFI00800  140CFJ00400  140CFK00400  140CFU00600
140CFU08000  140CFU40000  140CFX00110  140CFX00210
140CHS11000  140CHS21000  140CHS32000  140CPS11100
140CPS11420  140CPS12400  140CPS21100  140CPS21400
140CPS22400  140CPS41400  140CPS42400  140CPS51100
140CPS52400  140CPU11302  140CPU11303  140CPU43412A
140CPU53414A  140CRA21110  140CRA21120  140CRA21210
140CRA21220  140CRA93100  140CRA93101  140CRA93200
140CRP81100  140CRP93100  140CRP93200  140DAI34000
140DAI35300  140DAI44000  140DAI45300  140DAI54000
140DAI54300  140DAI55300  140DAI74000  140DAI75300
140DAM59000  140DAO84000   140DAO84010  140DAO84210
140DAO84220  140DAO85300  140DDI15310  140DDI35300
140DDI35310  140DDI36400  140DDI67300  140DDI84100
140DDI85300  140ACI03000  140ACI04000  140ACI05100
140ACO02000  140ACO13000  140AMM09000  140ARI03010  140ATI03000
140AVI03000  140AVO02000  140CFA04000  140CFB03200  140CFC03200
140CFD03200  140CFG01600  140CFH00800  140CFI00800  140CFJ00400
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140CPS11100  140CPS11400  140CPS11410   140CPS11420C  140CPS11420
140CPS12400  140CPS21100  140CPS21400  140CPS22400  140CPS41400
140CPS52400  140CPS52410  140CPU11302  140CPU11303  140CPU11410
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140CPU43412  140CPU53414A  140CPU53414B  140CPU53414  140CPU65160
140CRA21110  140CRA21120  140CRA21210  140CRA93100   140CRA93101
140CRA93200  140CRP81100  140CRP93100  140CRP93200  140DAI34000
140DAI35300  140DAI44000  140DAI45300  140DAI54000  140DAI54300
140DAI55300  140DAI74000  140DAI75300  140DAM59000  140DAO84000
140DAO84010  140DAO84200  140DAO84210  140DAO84220   140DAO85300
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