國電龍山電廠是由中國國電集團公司和河北省建設投資公司共同投資建設的大型火力發(fā)電企業(yè)，一期工程建設2×600MW國產亞臨界燃煤直接空冷機組。本工程于2004年11月開工，2007年兩臺機組將相繼投入商業(yè)運行。 國電龍山電廠采用單元制機組，爐、機、電集中控制方式，兩臺機組設一個單元控制室，按爐、機、電一體化配置分散控制系統(tǒng)，不設后備儀表盤。每臺機組設1套分散控制系統(tǒng)（DCS），DCS的主要功能包括數(shù)據采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、含發(fā)變組及廠用電控制的順序控制系統(tǒng)（SCS）、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）。公用系統(tǒng)控制網采用與單元機組DCS相同的設備。公用系統(tǒng)包括：廠用電公用部分、儀用及廠用壓縮空氣系統(tǒng)、燃油泵房系統(tǒng)及輔機冷卻循環(huán)水泵房系統(tǒng)等。 主廠房工藝系統(tǒng)DCS機柜布置在集控樓單元控制室后的電子設備間。直接空冷系統(tǒng)的監(jiān)視控制由單元機組DCS完成，該部分DCS機柜布置在空冷平臺下的空冷DCS電子設備間。燃油泵房及輔機冷卻循環(huán)水泵房系統(tǒng)設DCS遠程柜。 該項目的分散控制系統(tǒng)采用國電智深控制技術有限公司自主研發(fā)的EDPF-NT自動化控制系統(tǒng)，成為首批實現(xiàn)600MW機組DCS國產化項目。 一、系統(tǒng)構成及特點 1．通信網絡的組成 （1） 雙主環(huán)（以太網） 雙主環(huán)為系統(tǒng)實時主干網，雙環(huán)、冗余、快速容錯，負責實時信息的廣播等，通信速率為100Mbps。 （2） I/O總線 RS485，通信速率2Mbps，冗余，負責DPU與I/O之間的通信。 2．通信網絡的特點 ˜ 網絡整體采用雙環(huán)形冗余以太網結構，在結構上解決單個傳輸介質或傳輸設備故障造成網絡通信中斷問題。當某一段通信電纜或某一交換機發(fā)生故障時，環(huán)形網退化為總線網絡，網絡中的各個節(jié)點按總線或星形網絡的方式正常工作，提高了網絡通信的可靠性。 ˜ 單元機組DCS的網絡結構為環(huán)形，公用DCS為星形結構。單元機組DCS與公用DCS之間通過專用網絡路由器實現(xiàn)隔離，既保證單元機組DCS與公用DCS之間的網絡相對獨立，又可保證兩臺單元機組之間的操作備用和操作互鎖。 ˜ 冗余雙網在軟件上采用雙收雙發(fā)的工作方式，雙網同時工作，不存在雙網切換問題及切換時間問題。 3．系統(tǒng)配置 ˜ 通信網絡采用德國HIRSCHMANN網絡交換機設備用于網絡連接。 ˜ 單元機組主環(huán)采用5對100MHz RS2-4R交換機，擴展交換機采用5對RS2-16交換機。 ˜ 每對擴展交換機連接5對DPU及兩臺操作員站。 ˜ 重要的歷史站和工程師站連接在主環(huán)交換機上。 ˜ 公用系統(tǒng)采用1對RS2-16交換機，并通過2對專用交換機分別與#1、#2機組DCS系統(tǒng)連接。 ˜ 單元機組A、B網交換機的24V冗余電源由單元機組交換機柜內的兩組電源分配模塊分別提供，電源分配模塊的冗余電源由單元機組電源柜提供。 ˜ 公用系統(tǒng)交換機的24V冗余電源由公用系統(tǒng)交換機柜內的電源分配模塊提供。 系統(tǒng)的具體配置如表1。 [align=center]表1 系統(tǒng)配置 [/align] 二、DPU的特點及配置 1．DPU的特點 DPU主要完成對被監(jiān)控對象生產過程的數(shù)據處理和過程控制。DPU為兩臺冗余配置，每臺DPU在物理上和功能上完全獨立，一臺為主控，另一臺為副控，副站跟蹤主站。 DPU的主要指標如下： ˜ CPU：低功耗Pentium 300MHz、內存 64MB RAM ˜ 大容量電子盤：128MB ˜ 控制處理能力：999個控制頁/每臺DPU ˜ 系統(tǒng)最快處理周期：20ms ˜ 實時數(shù)據庫容量：＞4000點/每臺DPU ˜ 過程控制級網絡形式：RS485，通信速率2Mbps DPU可同時完成數(shù)據采集、信號標變，模擬量調節(jié)、邏輯運算、順序控制、高級控制等任務。DPU支持在線組態(tài)，包括參數(shù)整定、算法、策略的在線修改等。 2．DPU分配 DPU分配采用的是工藝系統(tǒng)結合功能的分配方案，不設專門的數(shù)據采集DPU，而是把數(shù)采點分散到相應的工藝系統(tǒng)中。通過合理分配DPU所控制的系統(tǒng)，使所有被控對象按重要性及I/O點的數(shù)量以及邏輯復雜程度精心分配到各DPU，以達到最優(yōu)配置。DPU之間涉及到的重要保護點，采用硬接線而不采用通信方式。 DCS系統(tǒng)最終的配置為單元機組25對DPU。其中，空冷部分4對DPU；公用系統(tǒng)配置5對DPU。DPU內I/O點的余量情況見表2。單元機組及公用系統(tǒng)DPU的分配及#1機組出廠測試時DPU自檢顯示的負荷率如表3。 三、公用系統(tǒng)解決方案 1．系統(tǒng)結構 系統(tǒng)由#1系統(tǒng)（A域）、#2系統(tǒng)（B域）和公用系統(tǒng)（G域）組成，它們之間通過2對（或兩臺）路由器連接。 2．設計思想 通過站號分組來劃分域，見表3。域與域之間通過專用路由器連接，每個路由器包含一個路由表，路由器根據路由表和操作權限來存儲轉發(fā)數(shù)據和指令。通過路由器的轉發(fā)，使得在A、B域可對公用系統(tǒng)透明操作和組態(tài)。 路由器見表3。每臺路由器分配一個系統(tǒng)內唯一的站號，路由器的自診斷信息和互鎖信息通過定時廣播站號點實時數(shù)據來解決。一組路由器中兩臺路由器的狀態(tài)通過串口2同步。 3．操作組態(tài)功能的切換和互鎖 路由器有兩種權限狀態(tài)，一種是路由允許，一種是路由禁止。當路由允許時，#1、#2系統(tǒng)可對公用系統(tǒng)透明監(jiān)視和操作（包括組態(tài)，調試，上下載文件）。當路由禁止時，#1、#2系統(tǒng)只能對公用系統(tǒng)監(jiān)視，不能操作和組態(tài)。 一對路由器中先加電啟動的路由器的初始權限狀態(tài)，由路由器的配置文件EPROUTER.INI決定。當文件中有一行RouterDisable時路由禁止；當文件中有一行RouterEnable時路由允許。后加電啟動的路由器狀態(tài)，由先啟動的路由器決定。 具體組態(tài)和操作的切換和互鎖，在路由器上實現(xiàn)。權限的切換，一般在公用系統(tǒng)的操作畫面中組態(tài)兩個按鈕，一個按鈕為A區(qū)操作，一個為B區(qū)操作。按鈕的命令分別是： ˜ ROUTERENABLE 61： 61號路由器（A區(qū)）路由允許 ˜ ROUTERENABLE 62： 62號路由器（B區(qū)）路由允許 [align=center]表2 域分配表 [/align] [align=center]表3 路由表 [/align] 或者使用反向命令： ˜ ROUTERDISABLE 62：62號路由器（B區(qū)）路由禁止 ˜ ROUTERDISABLE 61：61號路由器（A區(qū)）路由禁止 該切換命令最終由DCSCMD命令接口程序廣播發(fā)出，操作對象是路由器。路由器在收到切換命令后，根據命令和站號切換自己的狀態(tài)，并轉發(fā)到公用系統(tǒng)的網段中，通知另外一組路由器（假設切換命令由非公用側操作員站發(fā)出）。必要時，通過串口通知另一臺冗余路由器也切換自己的狀態(tài)（當發(fā)出命令的站為單網時需要）。權限切換命令也可直接由DCSCMD的命令窗口直接發(fā)出。 兩組路由器之間的互鎖是可選的，缺省是互鎖的，如不需要互鎖功能，需要在路由器的配置文件EPROUTER.INI中增加一行：ABMutexDisable（互鎖禁止）。 如兩組路由器之間不互鎖，那么路由器的切換就需要組態(tài)四個按鈕，分別是A區(qū)操作、B區(qū)操作、A區(qū)禁止、B區(qū)禁止。 四、EDPF-NT的特點 ˜ 系統(tǒng)無主控制機、無通信管理器，實現(xiàn)物理、邏輯上的完全冗余，達到了多重化2×2冗余，任何故障都將被限制在有限范圍內，決不會導致系統(tǒng)崩潰，真正實現(xiàn)了功能分散、危險分散。 ˜ 多廣播域設計，在不增加網絡負荷的情況下靈活實現(xiàn)公用系統(tǒng)控制。 ˜ 以優(yōu)秀的操作系統(tǒng)Windows 2000為平臺開發(fā)的人機界面，運用其OLE技術、Active X技術以及多線程處理機制等，使人機界面更加豐富多彩、易學易用、運行流暢。 ˜ 圖形式控制組態(tài)，自動實現(xiàn)信號跟蹤。 ˜ 具有完整的分層自診斷功能，可診斷網絡、站、I/O卡件直至I/O點。 ˜ 獨有的模塊式DPU控制器設計，運行更加可靠，維護更加簡便。 ˜ I/O采用全分散型智能測控裝置，功能和危險更分散。 ˜ 可直接采集和處理各種類型信號：電流、電壓、各型熱電偶、各型熱電阻、頻率及脈沖、電氣PT和CT等信號。 ˜ 強化的結構設計，所有I/O模塊和電源模塊采用全封閉結構，防塵、防靜電、抗電磁干擾。 ˜ 所有I/O采用光電隔離技術實現(xiàn)與外部的電氣隔離以及路與路的電氣隔離。 ˜ 模擬量輸入模件經過精心設計允許信號類型混排，電壓信號、熱電偶信號、變送器信號可接入同一模件，模件還可為變送器提供電源，為設計和施工帶來了方便。 ˜ 各級供電電源均采用冗余電源及配電裝置。 五、專家評審意見 2006年6月21日，中國國電集團工程建設部在京組織召開了國電龍山電廠一期2×600MW機組國產DCS系統(tǒng)（EDPF-NT）的專家評審會。參加評審的專家來自知名專家、國資委、儀器儀表協(xié)會、華北電力大學、各電力設計院和發(fā)電企業(yè)等。到會專家對國電智深公司的EDPF-NT系統(tǒng)配置方案、系統(tǒng)設計、軟件功能和龍山電廠的出廠測試報告作了全面細致的審查，一致認為國電智深公司EDPF-NT系統(tǒng)的性能、功能和質量符合龍山電廠600MW機組的應用要求，可以在600MW級機組上推廣應用。 【作者簡介】 王蘇華 女，北京國電智深控制技術有限公司項目經理，高級工程師。 余　康 男，北京國電智深控制技術有限公司項目主設，高級工程師。 田雨聰 男，北京國電智深控制技術有限公司高級工程師，系統(tǒng)研發(fā)主要人員。 劉國祚 男，河北龍山發(fā)電有限責任公司工程部熱控主管，工程師。