计算机光盘软件与应用2011年第11期ComputerCDSoftwareandApplications工程技术OVATION(福控制系统的应用李晋，建宁德核电有限公司福建福鼎，355200)，摘要：OVATION控制系统是目前电力系统主流的控制系统在常规火电站以及核电站都得到了应用本文通过对扬州第二发电厂二期工程OVATION分散控制系统的简要介绍对系统的组成结构以及功能进行了分析总结了调试期间以期能够为其他电站的同类型分散控制系统维护和检修提供借鉴的故障类型提出日常运行期间的注意事项关犍词：OVATION系统；功能；分析；总结文章鳊号：10079599(2011)11003303文献标识码：A中图分类号：TP273、，，，。———OVATIONControlSysteLiJinmApplication。(FujianNingdeNuclearPowerCompanyLimitedFuding355200China。)nplahteionalpowerplantandnuclearpowerOVATIONcontrolsystemisthemainpowersystemcontrolsystemintheconventAbstract：rolsystemabriefdescriptionofctofYangzhouOVATIONdistributedconthesecondphaseprojetshavebeenappliedtOthisplantbytffailureduringdebuggingnlakenotesduringthedaytOdaydthetypeondfeatureswereanalyzedsummarizesystemcompositiona，runninhhesametypeasthaviewtotgwitTunOVAIONsystem；FKeywords：，eotherctionibuterdntdistrplapweoimmarAnalssSu；；yycontrolsystemmaintenanceandrepairforreference．一、前言，控制系统是目前电力系统主流的控制系统在常规火电站以及核电站都得到了应用二期工程建设了2台超临界DPFW机组均采用了OVATION系统OVTION系统是在吸收了W600MES发展的新技术由系统的实际运行经验的基础上融合了DEmerson公司推出的ES控制系统下图表示了了两者在套新D网络架构上的区别1．网络结构由WestnetII改为星型拓扑结构；2控制器由0卡件由分列元件的DPU(486)升级为奔腾系列的控制器；3I／O卡件：4在系统组态工具QLINE卡件变为全封装的OvationI／sCB工wPoerTool中增加了具使逻辑组态更加直观方便OVATION，，工程师工作站(ES)历史数据站(LOG)OVAT10N系统的配置分析三)系统的网络特点(、、一。，，，一，。．●、’●●■●…●●■●…_．—．翟‰口口口口翟≥面圆圈幽。”‘，、。圈幽幽圈：唧圈‘l百，和WDPF系统的结构比较分散控制系统介绍的控制系统实I机炉侧采用同样的技术平台软硬件统现对单元机组的过程控制其中公用部分(仪用空压机控制循ES中泵房控制电气公用厂用电部分)的控制集中在#3机组D2在2台机组DES网络的上层设置了2台冗余的交换机ES系统均可以对公用系统设备构成了二期公用网2台机组的D的运行状态进行监控并可以进行相互闭锁式的操作方便了单台机组检修时公用系统的运行3每台机组设置了台OPC服务器分别将#3#4机组的实MIS网络从而将时数据通过交换机和路由器上传到全厂的SIS／MIS网络二期工程的实时数据纳入SIS／4每台机组还设置了台AMS(AssetManagementSystem)服务器通过和DCS网络的通讯获取3051变送器E+H料位计等具有HART协议的智能仪表的在线信息并获得详细的仪表维护信息5每台机组设置屏装套大幕置(chirstie)通过服务器和Ovation网络连接6工业电视的信号直接送到大屏幕装置的控制器接口上运上行人员可以根据需要决定是否在大屏幕显示炉膛火焰信号7DCS监控范围包括锅炉及辅助系统汽轮发电机及辅助系统除氧给水系统高低压厂变发变组UPS柴油机直流系ES还接受汽轮机监视仪表(TSI)的硬接统准同期等同时D线信号实现单元机组的监控管理8DCS主要功能包括：数据采集系统(DAS)模拟量控制系统(MCS)顺序控制系统(SCS)锅炉控制系统(BCS)炉膛安全监视系统(FSSS)电气控制系统(ECS)人机接口功能(删I)图1OVATl0N二、Ovation一．，，。、、。．，，，、，。一．，、。。一．，、，。一．，。．，。．、、、、、、、、。，，。．、、、、图2Ovation系统组态图图是系统的组态图从图中可以看出以下特点：1．ES系统组态可以认为是三层星型拓扑结整个二期工程的D构：(1)Fanout交换层；(2)根交换层(Root)：(3)Core交换S快速以太网层2以CISCO交换机为主要通讯设备构成100~玎3／(FastEthernet)：3系统采用全冗余配置具备自封闭的IP协议；5该网络硬容错功能；4采用与以太网j完全兼容的TCP／距．1离可以达到200Km可以挂接件遵循ANSI标准设计最远通讯蒯蛰1000个站点；6每秒可以刷新20万个实时数据点；7容易实现MIS)和第三方设备相连(PLCSIS／(二)网络结构分析ES系统包含了25对分散处理单元(DPU)i#3机组的D他DPUEDS过理网络接受操作员指令们是最底层的过程处单元通通过驻留在控制器内的程序对输入输出信号进行处理实现局部的过程控制：2第三层为Fan交换机层：该层设置了三对FanOut交换机(FANOUTSWITCH)每对FAN交换机的主要作用是将所属各DPU工作站服务器连接起来形成三个网段减少快速以太网中冲突的发生DPU工作站服务器通过各自的FAN交换机进行相互通讯实时数据交换实现该网段内的数据通讯；3第二层为根交换机层：根交换机设置在三对FAN交换机的上层N配备对根交换机(ROOTSWITCH)其主要作用是连接三对FAES网络并Fan交换机的实时数交换机构成单元机组完整的D据进行通讯转发完成单元机组控制信息的存储交换从而实现整个机组的过程控制；4最上层为核心交换机层：对核心交换机层(CORESWITCH：核心交换机通过连接#3#4机组的根交换机进行实时数据通讯实现两台机组对公用系统(循泵房远程控制仪用空压机控制等)的闭锁式操作(三)与全厂SIS／MIS的接口部分台DMZ交换机和台路由器以及台OPC服务器构成主2OVATION。．“”．，．，寸黑．．，．．、。．，。。，，．，、、，，。、、，，．。一，，，、，、，一．，、。一一一，、、、一33一计算机光盘软件与应用2011年第(十一1l期ComputerCDSoftwareandApplications工程技术机组报警及其画面设置本机组报警未采用硬光字牌而是采用的软光字牌的形式来实现机组报警通过各自的报警画面可以随时调看机电炉系统中的报警信息点击各个报警方块的下边缘可以连接到相应的画面看到具体的报警内容另外该系统还设有专门的报警窗口(图7)通过它可以看到具体实时的报警信息内容(图8))，，，，。，，。图7报警画面图8系统报警窗口四OvatiOn控制系统功能组态分析考虑到各个控制器的负荷率要低于75％的行业标准在对逻o点数量进行分析的前提下辑图和i／本工程分配方案如下：)控制器分配方案(单元机组部分(1)FSSS系统(2)锅炉部分(3)汽机部分(4)电气部分(5)公用系统部分(二)DCS系统功能丧失情况下的安全停机手段为保证OVATION系统发生全局性或重大故障时的安全停机在机组操作台上安装了独立于DCS系统的MFT汽机紧急跳闸PCV阀操作面板凝汽器真空破坏门开按钮直流润滑油泵启动按钮交流润滑油泵启动按钮柴油发电机启动按钮等紧急按钮当DCS发生全局性或重大故障时为确保机组紧急安全停机可以通过操作这些独立于DCS的操作按钮保证机组的安全停机(三)DCS系统功能丧失情况下机组的安全监视手段考虑到多样性设计的需要为保证DCS系统部分或全部失去监视的情况下能够观察到机组的重要参数在异常情况下进行必要的操作二：期l科眦戳r台独立于DCS系统的上位机以及：i发矗配套的智能前端n!控制一了上位机在DCS功能丧失无法监视机组工况的情况卜{-a，J÷机纰的重要参数便于安全停机等操作包含有功功率卜汽慷力t汽温度再热汽温度等共计20个信号五安装调试日常维护主要问题()安装调试工作中出现的主要问题1I／0卡件的损坏在目前调试中陆续出现了些卡件损坏的情况基本是现场的强电窜入接线错误等原因造成有4块AI(hart)特性模块；2块D0特性模块：2块DI卡件；l块AI卡件损坏；故障出现最的多的是I／0卡故障这类故障只是在调试阶段出现较多正常运行中出现几率很低在运行中更换卡件时定要做好安全防护措旖否则会引起系统变化或负荷变化尤其数字量卡件避免处理中故障的扩大化2网络设备端口接错这是由于在安装过程中的偏差出现的、，，一。。。。。，、、、、、、。，，。，，，’一，，，，，、、、。、、一一．。，，、，，，。一，，。应该根据Ovation网络端口较多的实际情况在机组投运前对所有的通讯端口再进行次核对检查避免因为接错端口而造成系统网络通讯故障3循泵不能正常停运在调试期间还发生了循泵正常运行后不能停运的故障经过现场分析认为原因在于调试期间对逻辑的修改次数较多有时修改过程中人为中断导致控制器内部程序碎片较多PCI总线出现故障循泵停运控制指令不能发出将控制器清空重新下装程序后正常鉴于此类现象应该在168试运行前以及机组正式投产前将所有的控制器清空然后进行程序下装工作确保机组投产后不再出现类似现象(二)日常维护中应该注意的问题Ovation控制系统的可靠性是确保机组安全运行的基础不应和机组设备的可靠性处在同数量级上而应更高为了保证其正常工作必须重视以下问题：1控制系统的使用环境环境温度对计算机安全影响十分明显对集成电路和电子元件而言室温在规定使用范围每增加10℃可靠性降低25％器件周围的环境温度超过60℃计算机就会发生故障温度的变化会加剧器件材料损伤以及电气性能变化湿度影响：低湿环境产生静电当静电超过2KV时会影响计算机正常运行空气中尘埃其危害：由于磁盘与磁头间隙很小灰尘进入其中高速运转的情况下造成机械损伤磁头磨损；灰尘吸附在集成电路和电子元件绝缘降低甚至短路相反绝缘性尘埃则会使插件接触不良因此工程师站和电子间应该安装独立的空调确保控制系统的工作环境2DCS系统的误动有时是不能避免的但是通过加强管理可以减少发生次数因此应该参照期在DCS管理方面的经验加强管理：(1)投产前即合理安排DCS系统日常巡检项目并在投产前对各种软件版本系统接地机柜接线各种接头交换机设置参数系统使用环境进行严格细致的检查及早处理防止将问题带到机组正常运行中(2)组态参数定值的修改必须按公司现有管理规定执行实行严格的监护记录制度：同时必须及时备份组态修改前后的软件存档备查(3)按照清单采购DCS系统事故备件定期对备件存放环境进行检查(4)提前进行备份的工程师站与操作员站的操作系统和系统旦出现问题只需少加修改即可恢复缩组态的安装工作短消缺时间3定期检查系统状态控制器状态工作站状态控制器的负荷率以及重要的系统报警信息将事故消灭在萌芽阶段4防止干扰造成故障大功率的无线通信设备如手机对讲机等以及大功率电器设备的启动和停止都会干扰DCS的控制信号造成不必要的故障为了防止干扰信号串入系统严格执行屏蔽和接地要求和方式信号线远离干扰源同时采取防电源波动措施；在电子间应该杜绝使用无线通讯工具防止对系统造成干扰5控制器切换问题在机组停运时应该按照定期维护项目和要求做好主／从控制器的切换试验和相关记录但是在机组运行时除非特殊情况尽量不要手动切换防止产生干扰如必须手动切换应采取措施先将相关的机组控制切到手动方式以免对机组运行工况产生影响6软件的备份管理应用软件(数据库)应及时备份对极小的改动可做记录；对数据库的修改同时要保存到工程师站以防数据丢还应保存到磁带上注意备份磁盘不应超期使用失7软件检查与功能试验应按照计算机设备的通用方法检查主要是检查各级权限的设置：严禁使用非DCS软件：严禁未授权人员进行组态六总结本文对OVATION控制系统的功能和组态进行了介绍对系统O卡件控制功能分区进网络的设计情况各类画面的设置I／行了分析对调试期间的问题进行了归纳总结并提出了处理的思路希望能够为其他火电站核电站电站DCS系统的选型设计安装调试维护提供点借鉴，一，。．。，，，，，，，。，，，。，一，。．。，，，，，，，、。，，。，，，，，，，，。，。．，一，，、、、、、，，。、、，、，。，，。一，，，，。．、、、，。．。、，。，，，。，。．。，，，，，，，，，，。．。，，。，。．。，。、，、、、，，，、、一、、、。．。，一35一