摘要：主要介绍了某电厂DCS系统改造的项目概况，此次改造的目的及意义，以及改造后的效果。
关键词：DCS；改造
1.机组概况
某电厂DCS以及公用系统采用XDPS-400+系统，机组于2005年投入运行。2台单元机组共12对DPU，HMI站8台；公用系统2对DPU，使用网关方式与主机通讯，网络结构为双BCnet以太网结构。由于DPU主板、网卡停产、造成DPU备件不足，给机组安全运行带来隐患。
2.改造方案
本改造方案拟将2台单元机组和公用系统的控制器更换为新型控制器，所有上位站更换为最新主流配置，并对上位软件升级更新，以提高系统的可靠性，提高系统的运行速度，延长历史记录保存时间。
2.1 XCU-net控制器介绍
XCU-net结合上海新华控制技术（集团）有限公司多年工程经验，降低了功耗，提高了性能、可靠性，并且低安装总成本的一体化控制平台，代表了第五代DCS系统的发展方向，主要有如下特点：
2.1.1 更高可靠性
控制器采用低功耗、无风扇结构，可在-20℃~60℃环境下正常工作，1+1冗余容错控制器设计，双控制器同时在线，能实现无扰动和“零”延时切换。
2.1.2 高度的灵活性
控制器可支持多种I/O类型，根据不同的应用，XCU可接不同的I/O系统，通过：Ether net、RS-232、RS-485、PROFIBUS、Hart等接口通讯卡件，使用不同的I/O驱动，可连接不同厂商的I/O卡件和现场智能仪表，而其它软硬件无需作任何变动。
2.1.3 更高的性能
实时性强，256优先级，硬件中断支持，定时精度达1毫秒；双路直流高选，输入电压：DC24V（18V~30V），功耗：<10W；高加速寿命试验、抗电磁干扰试验，系统设计还遵循SIL3、CE及其他相关规范。
控制器：配置低功耗的工控主机板，扩展两个10Mbps或100Mbps的双网口，装载Windows CE.NET嵌入式操作系统，运行XCU算法与设备控制程序，冗余配置。
XCU采用双CPU工作结构，主CPU采用Pentium 500MHz的32位微处理器，用于主运行程序的运行，含标准PC104主板，上面装有512M的SDRAM及1G的CF卡，还有相关的芯片组、VGA显示芯片、并行接口芯片，串行接口芯片、USB接口、声卡接口等等；辅CPU采用Intel 80188兼容的嵌入式微处理器，用于独立处理XCU与下属I/O模块之间的数据交换通讯，含辅处理器的通讯接口电路板，上面除CPU外，还有128K的SRAM，512K的FLASH，以及串行接口芯片、实时时钟等。
2.2 改造方案
本次系统改造采用XCU控制器完全代替现有的DPU，安装位置在原有的DPU位置，专用的组件模块内配置1对XCU和1对24V电源，XCU使用原有的393A HUB与BCnet卡通讯，XCU自带的网口，通过原有交换机，与HMI通讯，依然采用A网、B网方式，网络结构和通信方式不变，原有的网线、交换机、机柜、电源、I/O卡件和端子板完全不变，XCU完全兼容XDPS-400+系列I/O卡件。软件完全兼容原有逻辑和画面，省去组态、画面重新制作的麻烦。
公用系统控制器通过网桥机分别接入2台单元机组系统：
2.2.1 硬件设备改造：
升级MMI站，重新连接网络系统；
升级原DPU控制器；
升级XCU 控制器供电方式，选用允许供电电压变化范围在85V~265V之间波动的直流电压装置；
所有I/O通道不变。原控制机柜、I/O卡箱、BC_NET卡件、I/O卡件 及端子板、电源（DC5V/15V、DC24V、DC48V）均保持不动。
2.2.2 软件情况：
新华集团的XCU控制器、MMI站可以运行多种控制软件系统，本次改造将原XDPS400+软件升级为XDC800，完全保持电厂原有热控维护技术和运行习惯。如图1是本次升级改造前后系统图：
原控制机柜 改造后控制机柜
图1 机柜布置示意图
2.3 改造步骤
2.3.1 更换DPU控制器：采用XCU最新低功耗控制器更换原有DPU控制器。
2.3.2 改进控制柜内供电方式：
原XDPS-400+ 系统DPU控制器采用双路电源经开关箱切换后变成单路AC200V供电，当供电电压低于AC180V时，经常发生DPU重启切换现象。
XCU控制器供电特点：
控制器XCU采用双路DC24V直流电源装置供电，该装置允许输入电压宽范围变化：AC85V~264V。而原XDPS-400+系统只允许波动范围：AC185V~245V。
系统XCU具有外部、内部双重高选功能，两套直流电源采用高选选择。进一步确保XCU供电稳定。减少了电源波动引起的DPU切换故障。
2.3.3 更换MMI站：采用新华全新主流MMI站，安装MMI站软件，DCS画面组态调整和进行上位网络整体测试。
2.3.4控制组态导入，设备传动测试；
2.3.5 DEH与DCS网络连接，并进行操作及功能测试；
2.3.6系统整体启动。
3.结束语
DCS改造后与2013年7月6日投入运行，目前运行情况良好，在线下装30多次，未发生任何扰动及不安全现象。改造后虽没有给电厂带来直接明显的经济效益，却带来了可观的间接效益。所有控制器组态程序、网络通讯结构、MMI站监控画面等均保持不变，与改造前完全相同，对运行人员操作没有任何影响，仅升级硬件设备，提高了硬件的安全可靠性。
参考文献：
[1]王鹏，高成.DCS在电厂输煤系统改造中的应用[J].自动化应用，2017（08）：86-87.
[2]王雷.电厂1号机组脱硫DCS系统改造[J].科技视界，2016（27）：397-398.
论文作者:缠阿芳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/24
标签：控制器论文; 系统论文; 电厂论文; 机组论文; 机柜论文; 组态论文; 接口论文; 《电力设备》2018年第10期论文;