MarkVie在6FA机组DCS一体化中的应用

MarkVie在6FA机组DCS一体化中的应用

包正强

（浙江大唐国际江山新城热电有限责任公司浙江省江山市324100）

概要：本文主要讨论MarkVieDCS控制系统在联合循环电厂一体化中的应用，并分析了该DCS的优点。大唐江山联合循环6FA机组采用美国通用公司的MarkVieDCS控制系统实现了DCS一体化。DCS通过通讯和少量硬接线与燃机控制系统（MarkVie）相连，由DCS负责将各控制系统整合。汽机热力系统、汽机控制系统、余热锅炉、电气ECS系统及辅助系统等的控制均由MarkVie实现。DCS一体化后采用CIMPLICITY图形显示系统和(ToolboxST)软件维护工具，采用通用的软硬件平台降低了工程造价，简化了控制流程，减少了热控备件，减轻了运行和热控人员的工作量，是MarkVieDCS在联合循环机组DCS实践中一个亮点。

关键词：MarkVie；DCS

引言

燃气-蒸汽联合循环电厂具有启动速度快、效率高等特点，近年来随着西二气、川气东输等天然气工程的实施和投用，燃气轮机建设达到了一个新高峰。联合循环电厂的控制系统作为电厂的大脑和中枢神经，对于电厂的高效、稳定运行起着决定性的作用。

1概述

我国联合循环电厂广泛采用DCS系统，常规的联合循环电厂一般有3套以上DCS控制系统，燃机控制系统由燃机厂家配套提供；余热锅炉、辅助热力系统、电气系统、公用系统等部分纳入机组控制系统（DCS）；汽轮机也有一套控制系统；各个控制系统之间需要通过硬接线和通讯来实现数据交换和协调控制，从而造成全厂控制系统结构复杂、可靠性低、维护和操作不方便等问题。同时接口站、历史站等设备需要重复配置，需增加通讯接口和硬接线，造成较大浪费。为了避免上述问题，大唐江山联合循环6FA机组在规划阶段就提出采用DCS一体化控制的构想，并对各种方案进行比较，最终选用与燃机控制系统同一平台的MarkVie控制系统。在软硬件上保证了DCS一体化设计的实现。

2DCS一体化的控制方案

大唐江山联合循环6FA机组包括两套一拖一联合循环机组（即两台6FA燃机、两套余热锅炉、两台汽轮机及相关附属系统）和化水系统部分，全厂的IO总量在6000点左右。在控制系统设计时考虑一体化的要求，采用GE公司的MarkVie系统进行一体化设计。该系统是在GE公司大型透平设备控制系统的基础上，经过GE公司的升级换代形成了可扩展的DCS系统，可同时满足燃机、汽机、余热锅炉和辅机控制的需要。

MarkVie控制系统具有实时网络协议，利用网络电缆将其连接在单元数据高速公路（UDH）上，通过公用的工程师站进行配置。所有挂在单元数据高速公路（UDH）上的信号均可以相互取用，这样最大程度的避免了个子系统之间的硬接线和额外的通讯接口，提高了系统的可靠性和数据共享，并且为全厂自动控制逻辑的实现和设计奠定了基础。

2.1MarkVie控制系统的主要特点

2.1.1分散布置的控制器

MarkVie分散控制系统按照控制对象分配控制器。全厂共设置13对控制器，分为1号余热锅炉（H1控制器）、APS和1号汽机辅机（B1控制器）、1号汽机辅机（B2控制器）、1号汽机DEH（S1控制器）、1号机组电气（EL1控制器）、公用部分（含空压机、调压站）（C1控制器）、废水处理（含综合水与补水远程IO）（C2控制器）、化学水处理（C3控制器）、2号余热锅炉（H2控制器）、APS和2号汽机辅机（B3控制器）、2号汽机辅机（B4控制器）、2号汽机DEH（S2控制器）、2号机组电气（EL2控制器）。

2.1.2三冗余的汽机电调系统（DEH）

DEH采用MarkVie的UCS控制器、脉冲量输入模件、阀门服卡件、转速卡件、热电偶模件等硬件，使用ToolboxST软件，液压部分采用哈尔滨汽轮机厂设计的抗燃油系统，来共同完成机组运行的控制要求。控制器和卡件均采用三冗余，三冗余的配置提高了汽机电调系统的可靠性。

2.1.3可监视全厂设备的人机接口（HMI）

全厂所有的人机接口（HMI）均连接在单元数据高速网络（UDH）和全厂数据高速网络（PDH）上，每一个HMI都是全功能终端，任意两个HMI原则上都可以互换。通过权限设定，设3台HMI来操作1号机组，设3台HMI来操作2号机组，设台3HMI来操作公用系统，各个HMI均可以监视全厂设备画面和报警。

2.1.4无时差的报警记录

因全厂采用同一图形显示系统CIMPLICITY®）和软件维护工具(ToolboxST)，设备报警均通过统一的报警服务器发出，无时差的报警信息方便运行人员监控及事故分析。

2.2系统划分及控制器配置

全厂设三个控制室布置机柜：

（1）燃机就地控制室（PEECC）(每台机组一个)：用来实现燃气机组及辅助系统的控制。

（2）主厂房电子间（2台机组公用）：用来实现汽机DEH、余热锅炉、电气、汽机辅助热力系统和机组共用部分的控制。

（3）化学电子间：用来实现化学水、废水处理系统部分的控制，在综合水泵房和补水泵房各设一个远程柜。

2.3工作站配置

全厂供有18台工作站，除1号燃机工作站、2号燃机工作站、化水室工作站为就地控制外，其余连接在该控制系统的工作站均可控制电厂的各个系统，出于系统安全性的考虑对工作站的权限进行了区分。

全厂的设备报警均整合在一起，可显示在任一个HMI或大屏上，方便运行人员在操作的同时监控报警信息。冗余的历史站可记录全厂的数据、报警等信息，在实际使用中调取不同机组的对比曲线、报表、事故分析等非常方便。

3DCS一体化优点

3.1运行监控点少：经过DCS一体化每台操作员站可以监控全厂所有设备大大减轻了运行人员工作量，使运行单人监盘成为可能。

3.2热控备件单一，维护方便：DCS一体化控制系统的硬件统一配置，备件利用率高，有利于减轻工作量。全厂共用一套DCS软件极大的减轻了热控人员的学习负担，能把更多的时间投入日常维护中。

3.3减少投资：DCS一体化后DCS与燃机数据传输无缝衔接，事故追忆、趋势分析可以共用历史站，省去了燃机配置历史站的投资，DEH、化水系统进DCS也省去了重复投资的费用。

4注意事项

因控制系统高度集中，所以要注意各子系统间的风险隔离，包括各机组的电源和接地等一定做到机组分别设置，防止一个故障影响多个机组。

5结束语

MarkVieDCS在大唐江山联合循环6FA机组建设过程中的应用降低了工程造价，简化了控制流程，减少了热控备件，减轻了热控人员的工作量，是MarkVieDCS在联合循环机组DCS实践中一个亮点。