艾默生

1.    项目背景介绍

     中电投平顶山鲁阳发电厂位于河南省平顶山市，规划建设 6 台 1000MW超超临界机组，是河南省的第一个百万千瓦机组项目。一期建设两个机组，已于2010年全部投入商业运营；其锅炉由东方锅炉厂提供，汽轮机由哈尔滨汽轮机厂提供，而全厂的主辅控制系统均采用艾默生过程控制有限公司的Ovation控制系统。同时，其仿真系统基于Ovation虚拟控制器，由北京四方与艾默生合作完成。

2.    项目目标与原则

   目标：

1.  采用Ovation系统实现对平顶山2x1000MW机组DCS系统、DEH系统、MEH系统、脱硫系统、水处理系统、输煤系统、灰处理系统和其他辅助设施的控制，以及仿真系统的实现。
2.  与哈尔滨汽轮机厂紧密配合，完成基于Ovation系统的百万千瓦汽轮机的控制，大幅提高国产汽轮机厂商对百万千瓦汽轮机控制的理解消化和吸收。
3.  完成水处理系统的智能化全现场总线方案，合理而经济地使用Ff、Profibus等主流总线技术。
4.  研究机组的动态特性，完成1000MW仿真机，更好地培训运行人员和控制人员。

     原则：

1.  汽轮机控制方面，DEH系统与主机DCS系统集成到同一网络，大量的减少系统间的通讯接口，通过采取最稳妥可靠的控制方案，确保了汽轮机的安全经济可靠地运行。
2.  辅网DCS控制方面：通过周密的设计，将全厂辅控网各子系统用光缆连接到一个网络，便于运行人员的监视与维护。
3.  现场总线方面，充分考虑经济性、可靠性和易用性，提出最具性能价格比的方案。
4.  常规控制方面，充分吸收已有的百万机组控制经验，更进一步提高机组的自动化投入率。
5.  仿真系统方面，首先根据主设备厂商的设计数据，建立初始模型；待机组投运后，根据运行数据精调模型，达到高精度仿真。

    项目在实施与规划：

     赢得平顶山电厂DCS项目后，艾默生抽调有经验的专业工程师成立了专门的DCS项目组，通过设计联络会和内部会议制定了“DCS项目进度表”，“DCS项目供货范围计划”，“DCS项目风险管理计划”，”DCS质量管理计划“,”DCS沟通管理计划”等一系列管理计划，并逐步完成DCS项目进度的实施，资料的提交，DCS硬件设计确认，DCS通讯接口确认，DCS软件设计确认，DCS出厂验收确认等项目节点。同时为了保证DCS系统控制更加优化，还加设了DCS技术交流研讨会，请美国等专家对锅炉、汽机控制逻辑进行审核及指导，到达DCS的最优控制。

      尤其在汽轮机的控制方面，艾默生特别指定了经验丰富的汽轮机控制工程师与哈尔滨汽轮机厂的专家组协作，详细讨论了控制方案的设计，并进行了验证，确认了方案的可行性。

      在辅控水系统方面，为提高整体性能和智能化水平，大部分采用了基金会现场总线Ff和Profibus DP总线进行监控。为了保证总线设备的顺利投运，艾默生公司负责牵头连线，联络项目所涉及的总线设备厂商对总线设备进行通讯试验，对试验中有问题进行研究攻克，为现场总线设备顺利调试打下坚实的基础。同时为了提高整体智能化水平和预防性维护水平，艾默生提供了300点AMS智能设备管理软件，通过该软件可以统一管理Ff总线和HART协议等智能设备，设备的诊断信息能够直接出现在操作报警中，可以及时告知维护及运行人员智能设备的当前健康状态，并能指导操作人员或者维护人员在设备报警、故障或者失效情况下进行正确的操作，从而达到预防性维护，减少故障发生及降低运行成本的作用。

     整个全厂控制系统一体化的设计，并采用多网络结构将各个机组控制系统和辅助控制系统联系到一起。在任何一台操作员站上就可以看到全厂的主要生产数据，大大提高了运行操作人员的效率；同时降低了控制人员学习量，提高了全厂控制系统的维护效率；第三，一体化的设计，能够大大降低备件量，提高电厂运营的经济性。

     DEH/MEH 与机组DCS一体化后可大量减少系统间的通讯接口，提高了系统间通讯的可靠度，系统间的监控更为便捷，系统的稳定度得到了较大的提高。

    DEH/MEH采用非汽轮机厂商OEM的开放式系统，深化了对百万机组控制的理解，提高了国内的自动控制水平。

    辅控网将化水、输煤、灰处理、电除尘等辅控系统集成到一个网络，提高了辅控系统的稳定性，方便了运行人员的监控与操作，随着辅控网监视与操作移到DCS主控制楼，可以减少运行操作人员数量，提高生产效率。

    辅控水系统采用总线控制，项目节省了大量的DCS I/O模件、I/O机柜、控制电缆、电缆接线以及电缆铺设、减少了人力成本，缩短了安装周期；根据统计，使用总线方式能够节省电缆达80%以上，电缆数量的大量减少也直接减少了安装时间。

   采用总线接口模件节省了大量的普通IO卡件；Ovation系统的每块FF或Profibus DP接口模块可以有两条总线，每条FF总线最多可以挂接16个Ff总线设备，每条Profibus DP总线可以挂接32个DP总线设备，同时一台智能设备又可以传输多个变量，因此使用总线方式后节省了大量的普通IO卡件，使用总线方式能够
节省I/O模块达80%以上。

    采用了数字传输方式，提高了信号的抗干扰能力，同时总线方式具有较高的精确性；总线方式采用的是数字信号传输，克服了模/数和数/模的转换误差。

   由于电缆及接线端子大量减少，减少了设备的安装调试时间及故障率；

    AMS智能设备管理软件具有故障诊断功能，减少了设备维护成本和非正常停运时间；

    总线组态工具集成于原先的DCS中，不需要增加软件采购成本；

    操作及维护人员可以得到更多关于设备的信息；总线方式将更多的设备信息传输到DCS系统中，通过智能管理软件可以对这些信息进行分析，从而为运行或维护人员提供更及时、有效的信息