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正文內(nèi)容

電廠分散控制系統(tǒng)dcs技術(shù)規(guī)范書(shū)(編輯修改稿)

2025-07-04 03:23 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器,專(zhuān)門(mén)用于數(shù)據(jù)采集前端通信和處理。 公用系統(tǒng)分配不少于 6 對(duì)控制器(含循環(huán)水泵房遠(yuǎn)程控制站)。 為滿足上述故障安全準(zhǔn)則,控制系統(tǒng)包括各種可行的自診斷手段,以便內(nèi)部故障能在對(duì)過(guò)程造成影響之前被檢測(cè)出來(lái)。此外,保護(hù)和安全系統(tǒng)具備通道冗余或測(cè)量多重化以及自檢和在線試驗(yàn)的手段。 鍋爐跳閘保護(hù)系統(tǒng)的處理器模件需專(zhuān)用、獨(dú)立、冗余配置。 當(dāng)采用功能子系統(tǒng)方式組態(tài)時(shí),如保護(hù)子系統(tǒng)與模擬量調(diào)節(jié)子系統(tǒng)合用同一信號(hào),該信號(hào)需首先進(jìn)入保護(hù)子系統(tǒng)。 國(guó)電智深嚴(yán)格遵守國(guó)家經(jīng)貿(mào)委頒發(fā)的《電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)規(guī)定》的要求,所供系統(tǒng)不得直接與電廠管理信息系統(tǒng)(MIS )及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行接口。DCS 采取有效措施,以防止各類(lèi)計(jì)算機(jī)病毒的侵害和 DCS 內(nèi)各存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)丟失;同時(shí) DCS 采取采用物理安全措施、訪問(wèn)控制、身份認(rèn)證、入侵檢測(cè)、積極防病毒和恢復(fù)與備份等手段作為網(wǎng)絡(luò)安全的基本措施,防止各類(lèi)計(jì)算機(jī)病毒的侵害、人為的破壞和實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的丟失,特別要防止通過(guò)與 DCS 有直接接口的網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的干擾與入侵。國(guó)電智深在 DCS 內(nèi)設(shè)置單向隔離網(wǎng)關(guān)對(duì) DCS 網(wǎng)絡(luò)與所有外部系統(tǒng)之間的通訊接口(網(wǎng)關(guān)、端口)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)視,有效防范外部系統(tǒng)的非法入侵和信息竊取。 整套 DCS 的可利用率至少應(yīng)為 %。 所提供的 DCS 具有同等功能和規(guī)模的系統(tǒng)成功應(yīng)用實(shí)績(jī)。 本工程主要輔機(jī)采用單列配置,給水系統(tǒng)采用 1 臺(tái) 100%容量汽動(dòng)給水泵,2 臺(tái)機(jī)組公用一臺(tái)電動(dòng)啟動(dòng)給水泵;煙風(fēng)系統(tǒng)采用 1 臺(tái) 100%容量的一次風(fēng)機(jī)、1 臺(tái) 100%容量的送風(fēng)機(jī)、1 臺(tái) 100%容量的引風(fēng)機(jī)。本工程輔機(jī)采取單列配置優(yōu)化方案后,對(duì)控制設(shè)國(guó)電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠一期工程 分散控制系統(tǒng)(DCS)技術(shù)規(guī)范書(shū)~ 14 ~備的配置方案、設(shè)備的選型提出了更高的要求,國(guó)電智深必須充分考慮輔機(jī)單列配置對(duì)控制系統(tǒng)的配置和邏輯控制方案帶來(lái)的變動(dòng),為適應(yīng)單列配置的需求,控制系統(tǒng)需采取有效措施,從設(shè)備配置、選型等方面,整體提高系統(tǒng)的安全可靠性,以消除單列方案因控制系統(tǒng)而帶來(lái)機(jī)組可靠性降低的問(wèn)題。 控制系統(tǒng)配置原則 合理配置控制系統(tǒng)合理配置控制系統(tǒng),并從邏輯組態(tài)上完善控制系統(tǒng)、提高M(jìn)CS的調(diào)節(jié)品質(zhì)、提高控制邏輯的合理性,避免系統(tǒng)大的波動(dòng),避免誤動(dòng)和拒動(dòng),并加強(qiáng)控制系統(tǒng)監(jiān)視,向運(yùn)行人員提供全面的監(jiān)控手段和信息,優(yōu)化畫(huà)面,能夠醒目的在DCS上反映風(fēng)機(jī)油站、軸承溫度、振動(dòng)、失速、電機(jī)線圈溫度、空預(yù)器的火災(zāi)系統(tǒng)信息以及其他空預(yù)器信息、汽動(dòng)給水泵組的信息等。 遵循熱工保護(hù)系統(tǒng) “獨(dú)立性” 原則,做好保護(hù)控制設(shè)計(jì)鍋爐跳閘便是整套機(jī)組跳閘,而每臺(tái)單列輔機(jī)的跳閘均導(dǎo)致鍋爐跳閘,即每臺(tái)輔機(jī)安全運(yùn)行就是鍋爐安全運(yùn)行,決定整套機(jī)組的安全??梢哉J(rèn)為每臺(tái)輔機(jī)就是一臺(tái)機(jī)組。熱工保護(hù)至少滿足下列要求:1) 熱工保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須具有防止誤動(dòng)和拒動(dòng)的措施,保護(hù)系統(tǒng)電源中斷或恢復(fù)不會(huì)發(fā)出誤動(dòng)作指令。2) 熱工保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵守下列“獨(dú)立性” 原則:(1) 爐、機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)的邏輯控制器單獨(dú)冗余設(shè)置;(2) 保護(hù)系統(tǒng)有獨(dú)立的 I/O通道,并有電隔離措施;(3) 冗余的I/O信號(hào)通過(guò)不同的I/O 模件引入;(4) 觸發(fā)主輔機(jī)跳閘的保護(hù)信號(hào)的開(kāi)關(guān)量?jī)x表和變送器單獨(dú)設(shè)置;當(dāng)確有困難而需與其他系統(tǒng)合用時(shí),其信號(hào)首先進(jìn)入保護(hù)系統(tǒng),主機(jī)跳閘的保護(hù)儀表及信號(hào)盡可能采用三取二設(shè)置;(5) 主輔機(jī)跳閘命令及與跳閘指令相關(guān)的信號(hào)不得通過(guò)通信總線傳送。3) 熱工保護(hù)系統(tǒng)輸出的操作指令優(yōu)先于其他任何指令,即執(zhí)行“保護(hù)優(yōu)先” 的原則。4) 保護(hù)回路中不設(shè)置供運(yùn)行人員切、投保護(hù)的任何操作設(shè)備。5) 為確保機(jī)組在緊急情況下安全停機(jī),設(shè)置獨(dú)立于分散控制系統(tǒng)的硬手操按鈕或開(kāi)國(guó)電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠一期工程 分散控制系統(tǒng)(DCS)技術(shù)規(guī)范書(shū)~ 15 ~關(guān)。按鈕設(shè)置數(shù)量在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)上確定。 DCS配置初步原則配置方案主要考慮重要輔機(jī)能可靠停機(jī),其配套油站及附屬設(shè)備等(潤(rùn)滑、冷卻等,雙設(shè)備)能可靠啟動(dòng),風(fēng)煙通道的單列輔機(jī)能可靠聯(lián)鎖。1) 輔機(jī)控制 I/O分配原則送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等重要單列輔機(jī)不得合并控制器布置,并采用故障安全型控制器,以提高可靠性。2) 輔機(jī)狀態(tài)信號(hào)輔機(jī)狀態(tài)信號(hào)直接送到需要進(jìn)行聯(lián)鎖控制的控制柜。此方案可以解決在網(wǎng)絡(luò)故障及本控制柜故障時(shí),聯(lián)鎖邏輯仍保持正常。3) 數(shù)字量信號(hào)與跳閘相關(guān)等重要數(shù)字量輸入信號(hào)采用三取二表決方式(從3個(gè)輸入卡件輸入)。重要輔機(jī)停機(jī)和啟動(dòng)命令的數(shù)字量輸出信號(hào)可采用四個(gè)通道,采取四個(gè)通道的串并聯(lián)接線方式。重要輔機(jī)(包括其進(jìn)出口擋板/閥門(mén)),均采用“正邏輯”的設(shè)計(jì)方法。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),跳閘信號(hào)(包括現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量信號(hào))閉合后保護(hù)動(dòng)作,杜絕跳閘信號(hào)在邏輯里加非門(mén)的設(shè)計(jì),防止誤動(dòng)。4) 模擬量信號(hào)重要模擬量輸入信號(hào)按三重化設(shè)計(jì),重要輔機(jī)模擬量輸出信號(hào)經(jīng)冗余卡件輸出。提高模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)、避免大的波動(dòng)。5) 在測(cè)點(diǎn)上引入品質(zhì)判斷,如采用信號(hào)變化率判斷,剔出壞值,避免因測(cè)點(diǎn)品質(zhì)引起誤動(dòng)或者拒動(dòng)。6) 所有重要保護(hù)信號(hào)在動(dòng)作值前均設(shè)置聲光報(bào)警,以利于及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、加強(qiáng)監(jiān)控并分析處理。報(bào)警信號(hào)采用一、二級(jí)報(bào)警方式。 硬件要求 總則 系統(tǒng)硬件應(yīng)采用有現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)績(jī)的、先進(jìn)可靠的和使用以微處理器為基礎(chǔ)的分散型的硬件。國(guó)電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠一期工程 分散控制系統(tǒng)(DCS)技術(shù)規(guī)范書(shū)~ 16 ~ 系統(tǒng)內(nèi)所有模件均是低散熱量的固態(tài)電路,標(biāo)準(zhǔn)化、模件化和插入式結(jié)構(gòu)。 模件的插拔應(yīng)有導(dǎo)軌和聯(lián)鎖,以免造成損壞或引起故障。模件的編址不應(yīng)受在機(jī)柜內(nèi)的插槽位置所影響,而是在機(jī)柜內(nèi)的任何插槽位置上都能執(zhí)行其功能。 機(jī)柜內(nèi)的模件應(yīng)能帶電在線插拔和更換而不損壞,且不影響其它模件正常工作。 模件的種類(lèi)和尺寸規(guī)格應(yīng)盡量少,以減少備件的范圍和費(fèi)用支出。 系統(tǒng)的硬件保護(hù)設(shè)計(jì)與配置齊全且可靠,嚴(yán)禁單一的故障現(xiàn)象擴(kuò)大,如出現(xiàn)諸如 IO 卡件通道損壞卻導(dǎo)致卡件損壞,以及其它系統(tǒng)自身的損壞擴(kuò)大的現(xiàn)象。如果一旦出現(xiàn)該類(lèi)事故,國(guó)電智深承擔(dān)一切責(zé)任,并立即無(wú)條件的采取完善措施或更換部件直至問(wèn)題處理完畢;如因此類(lèi)事故引起更大的事故(如機(jī)組跳閘)等,布連電廠將保留對(duì)國(guó)電智深的責(zé)任追溯與索賠的權(quán)利。 國(guó)電智深負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通訊電纜(包括光纖、終端盒及尾纖熔接),電纜數(shù)量和長(zhǎng)度滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求,具體待聯(lián)絡(luò)會(huì)確定,國(guó)電智深不為此發(fā)生商務(wù)變動(dòng)。 處理器模件 分散處理單元內(nèi)的處理器模件需各司其職(功能上分離),以提高系統(tǒng)可靠性。處理器模件應(yīng)使用 I/O 處理系統(tǒng)采集的過(guò)程信息來(lái)完成模擬量控制和數(shù)字量控制。 處理器模件應(yīng)清晰地標(biāo)明各元器件,并帶有 LED 自診斷顯示。 處理器模件若使用易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器( RAM),則應(yīng)使用電池作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的后備電源,電池的更換不應(yīng)丟失數(shù)據(jù)。 某一個(gè)處理器模件故障,不影響其它處理器模件的運(yùn)行。此外,數(shù)據(jù)通訊總線故障時(shí),處理器模件能繼續(xù)運(yùn)行。 對(duì)某一個(gè)處理器模件的切除、修改或恢復(fù)投運(yùn),均不影響其它處理器模件的運(yùn)行。 為獲得高可靠性,國(guó)電智深提供的所有處理器模件冗余配置;當(dāng)使用 I/O 或其它專(zhuān)用模件完成控制功能時(shí),相關(guān)模件也合理冗余配置。 冗余配置的處理器模件中,當(dāng)某個(gè)工作的處理器模件發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)地以無(wú)擾方式,快速切換至其冗余的處理器模件,并在操作員站報(bào)警,指出模件故障的國(guó)電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠一期工程 分散控制系統(tǒng)(DCS)技術(shù)規(guī)范書(shū)~ 17 ~可能原因,模件切換時(shí)間應(yīng)保證為 20 毫秒以內(nèi)。當(dāng)冗余配置的數(shù)據(jù)通訊總線的一條總線發(fā)生故障時(shí),對(duì)數(shù)據(jù)通信功能沒(méi)有影響。 FSSS 系統(tǒng)中的 FSS 部分采用通用型處理器模件。 冗余配置的處理器模件與系統(tǒng)均應(yīng)有并行的接口,即均能接受系統(tǒng)對(duì)它們進(jìn)行組態(tài)和在線組態(tài)修改。處于后備狀態(tài)的處理器模件,能不斷更新其自身獲得的信息。 電源故障屬系統(tǒng)的可恢復(fù)性故障,失電時(shí)處理器模件中的邏輯不會(huì)失去,各狀態(tài)保持不變或向安全方向轉(zhuǎn)移,一旦重新受電,處理器模件能自動(dòng)恢復(fù)正常工作而無(wú)需運(yùn)行人員的任何干預(yù)。 要求 MFT 直流電源可靠穩(wěn)定,具有可靠的抗單側(cè)直流接地的措施。 過(guò)程輸入/輸出(I/O) 國(guó)電智深提供的 I/O 卡件應(yīng)具有三重隔離功能和抗干擾功能。要求 I/O 模件具有良好的抗干擾和惡劣環(huán)境能力。所有 I/O 模件要有金屬外殼防護(hù)層,生命周期內(nèi)免維護(hù)。過(guò)程控制站采用端子模塊一體化技術(shù),不接受機(jī)架安裝 I/O 模塊方式,以簡(jiǎn)化安裝維護(hù)成本。 I/O 處理系統(tǒng)應(yīng)“智能化”,以減輕控制系統(tǒng)的處理負(fù)荷。I/O 處理系統(tǒng)應(yīng)能完成掃描、數(shù)據(jù)整定、數(shù)字化輸入和輸出、線性化、熱電偶冷端補(bǔ)償、過(guò)程點(diǎn)質(zhì)量判斷、工程單位換算等功能。 所有的 I/O 模件都應(yīng)有標(biāo)明 I/O 狀態(tài)的 LED 指示和其它診斷顯示,如模件電源指示等。 所有模擬量輸入每秒至少掃描和更新 8 次,所有數(shù)字量輸入每秒至少掃描和更新 20 次。為滿足某些需要快速處理的控制回路要求,其模擬量輸入信號(hào)達(dá)到每秒掃描 16次,數(shù)字量輸入信號(hào)達(dá)到每秒掃描 40 次。 提供熱電偶、熱電阻及 4~20mA 信號(hào)的開(kāi)路和短路以及輸入信號(hào)超出工藝可能范圍的檢查功能,這一功能在每次掃描過(guò)程中完成。 所有接點(diǎn)輸入模件都應(yīng)有防抖動(dòng)濾波處理。如果輸入接點(diǎn)信號(hào)在 4 毫秒之后仍抖動(dòng),模件不接受該接點(diǎn)信號(hào)。 處理器模件的電源故障不造成已積累的脈沖輸入讀數(shù)丟失。國(guó)電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠一期工程 分散控制系統(tǒng)(DCS)技術(shù)規(guī)范書(shū)~ 18 ~ 采用相應(yīng)的手段,自動(dòng)地和周期性地進(jìn)行零飄和增益的校正。 冗余輸入的熱電偶、熱電阻、變送器信號(hào)的處理,由不同的 I/O 模件來(lái)完成。工藝上并列運(yùn)行或冗余配置的設(shè)備,其相關(guān) I/O 點(diǎn)分別配置在不同輸入和輸出模件上。單個(gè) I/O 模件的故障,不能引起相關(guān)被控設(shè)備的故障或跳閘。 國(guó)電智深的整體的 I/O 分配方案滿足安全和負(fù)荷均衡的要求,并經(jīng)布連電廠審核通過(guò)(如國(guó)電智深的 I/O 分配方案不能滿足上述要求,由此而引起的硬件增加費(fèi)用由國(guó)電智深自行承擔(dān))。 DCS 系統(tǒng)故障或電源喪失時(shí),其輸出確保被控設(shè)備趨于安全狀態(tài)。 所有輸入/輸出模件,能滿足 ANSI/IEEE472“沖擊電壓承受能力試驗(yàn)導(dǎo)則(SWC)”的規(guī)定,在誤加 250V 直流電壓或交流峰峰電壓時(shí),不損壞整塊模件,更不損壞系統(tǒng)。 每 8 個(gè)模擬量輸入通道必須有不少于一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器,每個(gè)模擬量輸出點(diǎn)必須有一個(gè)單獨(dú)的 D/A 轉(zhuǎn)換器,每一路熱電阻應(yīng)有單獨(dú)的橋路。此外,所有的輸入通道、輸出通道及其工作電源,均應(yīng)互相隔離。 在整個(gè)運(yùn)行環(huán)境溫度范圍內(nèi),DCS 的 I/O 精確度應(yīng)滿足如下要求,模擬量輸入信號(hào)(高電平)177。%;模擬量輸入信號(hào)(低電平)177。%;模擬量輸出信號(hào)177。%。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足在六個(gè)月內(nèi)不需手動(dòng)校正而保證這三個(gè)精確度的要求。 對(duì)于有防爆要求的應(yīng)用場(chǎng)合,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)采用本安型儀表設(shè)備時(shí),相應(yīng)的 I/O 通道應(yīng)考慮配置與之匹配的安全柵;對(duì)所有有源模擬量輸入卡件未采取隔離的均應(yīng)配置獨(dú)立的信號(hào)隔離器。當(dāng)安全柵和信號(hào)隔離器需外部電源時(shí),國(guó)電智深負(fù)責(zé)提供。 I/O 類(lèi)型(a) 模擬量輸入:4~20mA 信號(hào)(接地或不接地),最大輸入阻抗為 250Ω,系統(tǒng)提供 4~20mA二線制變送器的直流 24V 電源。對(duì) 1~5V DC 輸入,輸入阻抗必須是 500KΩ或更大。電氣量(如電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù))4~20mA 模擬量輸入的變送器電源由變送器自行提供。原則上每個(gè)模擬量輸入模件不能超過(guò) 8 通道。模擬量輸出:4~20mA 或 1~5V DC 可選,具有驅(qū)動(dòng)回路阻抗大于 600Ω 的負(fù)載能力(部分應(yīng)用國(guó)電建投內(nèi)蒙古能源有限公司布連電廠一期工程 分散控制系統(tǒng)(DCS)技術(shù)規(guī)范書(shū)~ 19 ~回路應(yīng)具有大于 1KΩ 的負(fù)載能力)。負(fù)端應(yīng)接到隔離的信號(hào)地上。系統(tǒng)提供 24V DC的回路電源。原則上每個(gè)模擬量輸出模件不能超過(guò) 8 通道。(b) 數(shù)字量輸入:能接受接點(diǎn)接通為 1,開(kāi)回路(電阻無(wú)窮大)為 0。負(fù)端接到隔離地上,系統(tǒng)提供對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入接點(diǎn)的“查詢電壓”?!安樵冸妷骸睘?48VDC。原則上每個(gè)數(shù)字量輸入模件不能超過(guò) 16 通道。(c) 數(shù)字量輸出:數(shù)字量輸出模件采用隔離輸出,并通過(guò)中間繼電器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、閥門(mén)等設(shè)備。中間繼電器的工作電源應(yīng)由輸出卡件提供。所有中間繼電器接點(diǎn)容量(安培數(shù))至少滿足如下要求:230V AC 115V DC 230V DCI – 接點(diǎn)閉合(感性回路): 5A 10A 5AII 連續(xù)帶電: 5A 5A 5AIII接點(diǎn)分?jǐn)啵? 國(guó)電智深提供中間繼電器及可靠的工作電源,中間繼電器選用國(guó)際知名品牌系列產(chǎn)品,聯(lián)絡(luò)會(huì)確定。國(guó)電智深提供少量大接點(diǎn)容量的中間繼電器用于電氣直流控制回路,具體數(shù)量和接點(diǎn)容量要求將在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)時(shí)確定。原則上每個(gè)數(shù)字量輸出模件不能超過(guò) 16 通道。(d) 熱電阻(RTD)輸入:有直接接受三線或四線(不需變送器)的 Cu50Ω、Cu100Ω、Pt10Ω、Pt100Ω等類(lèi)型的熱電阻能力,并且國(guó)電智深提供這些熱電阻所需的電源。(e) 熱電偶(T/C)輸入:能直接接受分度號(hào)為
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