國(guó)電龍山電廠是由中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司和河北省建設(shè)投資公司共同投資建設(shè)的大型火力發(fā)電企業(yè)，一期工程建設(shè)2×600MW國(guó)產(chǎn)亞臨界燃煤直接空冷機(jī)組。本工程于2004年11月開(kāi)工，2007年兩臺(tái)機(jī)組將相繼投入商業(yè)運(yùn)行。 國(guó)電龍山電廠采用單元制機(jī)組，爐、機(jī)、電集中控制方式，兩臺(tái)機(jī)組設(shè)一個(gè)單元控制室，按爐、機(jī)、電一體化配置分散控制系統(tǒng)，不設(shè)后備儀表盤(pán)。每臺(tái)機(jī)組設(shè)1套分散控制系統(tǒng)（DCS），DCS的主要功能包括數(shù)據(jù)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(wǎng)采用與單元機(jī)組DCS相同的設(shè)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(jī)冷卻循環(huán)水泵房系統(tǒng)等。 主廠房工藝系統(tǒng)DCS機(jī)柜布置在集控樓單元控制室后的電子設(shè)備間。直接空冷系統(tǒng)的監(jiān)視控制由單元機(jī)組DCS完成，該部分DCS機(jī)柜布置在空冷平臺(tái)下的空冷DCS電子設(shè)備間。燃油泵房及輔機(jī)冷卻循環(huán)水泵房系統(tǒng)設(shè)DCS遠(yuǎn)程柜。 該項(xiàng)目的分散控制系統(tǒng)采用國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司自主研發(fā)的EDPF-NT自動(dòng)化控制系統(tǒng)，成為首批實(shí)現(xiàn)600MW機(jī)組DCS國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目。 一、系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn) 1．通信網(wǎng)絡(luò)的組成 （1） 雙主環(huán)（以太網(wǎng)） 雙主環(huán)為系統(tǒng)實(shí)時(shí)主干網(wǎng)，雙環(huán)、冗余、快速容錯(cuò)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)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(fù)責(zé)DPU與I/O之間的通信。 2．通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) ˜ 網(wǎng)絡(luò)整體采用雙環(huán)形冗余以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上解決單個(gè)傳輸介質(zhì)或傳輸設(shè)備故障造成網(wǎng)絡(luò)通信中斷問(wèn)題。當(dāng)某一段通信電纜或某一交換機(jī)發(fā)生故障時(shí)，環(huán)形網(wǎng)退化為總線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)按總線或星形網(wǎng)絡(luò)的方式正常工作，提高了網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。 ˜ 單元機(jī)組DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為環(huán)形，公用DCS為星形結(jié)構(gòu)。單元機(jī)組DCS與公用DCS之間通過(guò)專用網(wǎng)絡(luò)路由器實(shí)現(xiàn)隔離，既保證單元機(jī)組DCS與公用DCS之間的網(wǎng)絡(luò)相對(duì)獨(dú)立，又可保證兩臺(tái)單元機(jī)組之間的操作備用和操作互鎖。 ˜ 冗余雙網(wǎng)在軟件上采用雙收雙發(fā)的工作方式，雙網(wǎng)同時(shí)工作，不存在雙網(wǎng)切換問(wèn)題及切換時(shí)間問(wèn)題。 3．系統(tǒng)配置 ˜ 通信網(wǎng)絡(luò)采用德國(guó)HIRSCHMANN網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備用于網(wǎng)絡(luò)連接。 ˜ 單元機(jī)組主環(huán)采用5對(duì)100MHz RS2-4R交換機(jī)，擴(kuò)展交換機(jī)采用5對(duì)RS2-16交換機(jī)。 ˜ 每對(duì)擴(kuò)展交換機(jī)連接5對(duì)DPU及兩臺(tái)操作員站。 ˜ 重要的歷史站和工程師站連接在主環(huán)交換機(jī)上。 ˜ 公用系統(tǒng)采用1對(duì)RS2-16交換機(jī)，并通過(guò)2對(duì)專用交換機(jī)分別與#1、#2機(jī)組DCS系統(tǒng)連接。 ˜ 單元機(jī)組A、B網(wǎng)交換機(jī)的24V冗余電源由單元機(jī)組交換機(jī)柜內(nèi)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(jī)組電源柜提供。 ˜ 公用系統(tǒng)交換機(jī)的24V冗余電源由公用系統(tǒng)交換機(jī)柜內(nèi)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(diǎn)及配置 1．DPU的特點(diǎn) DPU主要完成對(duì)被監(jiān)控對(duì)象生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)處理和過(guò)程控制。DPU為兩臺(tái)冗余配置，每臺(tái)DPU在物理上和功能上完全獨(dú)立，一臺(tái)為主控，另一臺(tái)為副控，副站跟蹤主站。 DPU的主要指標(biāo)如下： ˜ CPU：低功耗Pentium 300MHz、內(nèi)存 64MB RAM ˜ 大容量電子盤(pán)：128MB ˜ 控制處理能力：999個(gè)控制頁(yè)/每臺(tái)DPU ˜ 系統(tǒng)最快處理周期：20ms ˜ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)容量：＞4000點(diǎn)/每臺(tái)DPU ˜ 過(guò)程控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)形式：RS485，通信速率2Mbps DPU可同時(shí)完成數(shù)據(jù)采集、信號(hào)標(biāo)變，模擬量調(diào)節(jié)、邏輯運(yùn)算、順序控制、高級(jí)控制等任務(wù)。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(jié)合功能的分配方案，不設(shè)專門(mén)的數(shù)據(jù)采集DPU，而是把數(shù)采點(diǎn)分散到相應(yīng)的工藝系統(tǒng)中。通過(guò)合理分配DPU所控制的系統(tǒng)，使所有被控對(duì)象按重要性及I/O點(diǎn)的數(shù)量以及邏輯復(fù)雜程度精心分配到各DPU，以達(dá)到最優(yōu)配置。DPU之間涉及到的重要保護(hù)點(diǎn)，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(jī)組25對(duì)DPU。其中，空冷部分4對(duì)DPU；公用系統(tǒng)配置5對(duì)DPU。DPU內(nèi)I/O點(diǎn)的余量情況見(jiàn)表2。單元機(jī)組及公用系統(tǒng)DPU的分配及#1機(jī)組出廠測(cè)試時(shí)DPU自檢顯示的負(fù)荷率如表3。 三、公用系統(tǒng)解決方案 1．系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 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(guò)2對(duì)（或兩臺(tái)）路由器連接。 2．設(shè)計(jì)思想 通過(guò)站號(hào)分組來(lái)劃分域，見(jiàn)表3。域與域之間通過(guò)專用路由器連接，每個(gè)路由器包含一個(gè)路由表，路由器根據(jù)路由表和操作權(quán)限來(lái)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)和指令。通過(guò)路由器的轉(zhuǎn)發(fā)，使得在A、B域可對(duì)公用系統(tǒng)透明操作和組態(tài)。 路由器見(jiàn)表3。每臺(tái)路由器分配一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)唯一的站號(hào)，路由器的自診斷信息和互鎖信息通過(guò)定時(shí)廣播站號(hào)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)解決。一組路由器中兩臺(tái)路由器的狀態(tài)通過(guò)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(quán)限狀態(tài)，一種是路由允許，一種是路由禁止。當(dāng)路由允許時(shí)，#1、#2系統(tǒng)可對(duì)公用系統(tǒng)透明監(jiān)視和操作（包括組態(tài)，調(diào)試，上下載文件）。當(dāng)路由禁止時(shí)，#1、#2系統(tǒng)只能對(duì)公用系統(tǒng)監(jiān)視，不能操作和組態(tài)。 一對(duì)路由器中先加電啟動(dòng)的路由器的初始權(quán)限狀態(tài)，由路由器的配置文件EPROUTER.INI決定。當(dāng)文件中有一行RouterDisable時(shí)路由禁止；當(dāng)文件中有一行RouterEnable時(shí)路由允許。后加電啟動(dòng)的路由器狀態(tài)，由先啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)。權(quán)限的切換，一般在公用系統(tǒng)的操作畫(huà)面中組態(tài)兩個(gè)按鈕，一個(gè)按鈕為A區(qū)操作，一個(gè)為B區(qū)操作。按鈕的命令分別是： ˜ ROUTERENABLE 61： 61號(hào)路由器（A區(qū)）路由允許 ˜ ROUTERENABLE 62： 62號(hào)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(hào)路由器（B區(qū)）路由禁止 ˜ ROUTERDISABLE 61：61號(hào)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(duì)象是路由器。路由器在收到切換命令后，根據(jù)命令和站號(hào)切換自己的狀態(tài)，并轉(zhuǎn)發(fā)到公用系統(tǒng)的網(wǎng)段中，通知另外一組路由器（假設(shè)切換命令由非公用側(cè)操作員站發(fā)出）。必要時(shí)，通過(guò)串口通知另一臺(tái)冗余路由器也切換自己的狀態(tài)（當(dāng)發(fā)出命令的站為單網(wǎng)時(shí)需要）。權(quán)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(gè)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(diǎn) ˜ 系統(tǒng)無(wú)主控制機(jī)、無(wú)通信管理器，實(shí)現(xiàn)物理、邏輯上的完全冗余，達(dá)到了多重化2×2冗余，任何故障都將被限制在有限范圍內(nèi)，決不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，真正實(shí)現(xiàn)了功能分散、危險(xiǎn)分散。 ˜ 多廣播域設(shè)計(jì)，在不增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的情況下靈活實(shí)現(xiàn)公用系統(tǒng)控制。 ˜ 以優(yōu)秀的操作系統(tǒng)Windows 2000為平臺(tái)開(kāi)發(fā)的人機(jī)界面，運(yùn)用其OLE技術(shù)、Active X技術(shù)以及多線程處理機(jī)制等，使人機(jī)界面更加豐富多彩、易學(xué)易用、運(yùn)行流暢。 ˜ 圖形式控制組態(tài)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)跟蹤。 ˜ 具有完整的分層自診斷功能，可診斷網(wǎng)絡(luò)、站、I/O卡件直至I/O點(diǎn)。 ˜ 獨(dú)有的模塊式DPU控制器設(shè)計(jì)，運(yùn)行更加可靠，維護(hù)更加簡(jiǎn)便。 ˜ I/O采用全分散型智能測(cè)控裝置，功能和危險(xiǎn)更分散。 ˜ 可直接采集和處理各種類型信號(hào)：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(hào)。 ˜ 強(qiáng)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所有I/O模塊和電源模塊采用全封閉結(jié)構(gòu)，防塵、防靜電、抗電磁干擾。 ˜ 所有I/O采用光電隔離技術(shù)實(shí)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(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)允許信號(hào)類型混排，電壓信號(hào)、熱電偶信號(hào)、變送器信號(hào)可接入同一模件，模件還可為變送器提供電源，為設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)了方便。 ˜ 各級(jí)供電電源均采用冗余電源及配電裝置。 五、專家評(píng)審意見(jiàn) 2006年6月21日，中國(guó)國(guó)電集團(tuán)工程建設(shè)部在京組織召開(kāi)了國(guó)電龍山電廠一期2×600MW機(jī)組國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)（EDPF-NT）的專家評(píng)審會(huì)。參加評(píng)審的專家來(lái)自知名專家、國(guó)資委、儀器儀表協(xié)會(huì)、華北電力大學(xué)、各電力設(shè)計(jì)院和發(fā)電企業(yè)等。到會(huì)專家對(duì)國(guó)電智深公司的EDPF-NT系統(tǒng)配置方案、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件功能和龍山電廠的出廠測(cè)試報(bào)告作了全面細(xì)致的審查，一致認(rèn)為國(guó)電智深公司EDPF-NT系統(tǒng)的性能、功能和質(zhì)量符合龍山電廠600MW機(jī)組的應(yīng)用要求，可以在600MW級(jí)機(jī)組上推廣應(yīng)用。 【作者簡(jiǎn)介】 王蘇華 女，北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司項(xiàng)目經(jīng)理，高級(jí)工程師。 余　康 男，北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司項(xiàng)目主設(shè)，高級(jí)工程師。 田雨聰 男，北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司高級(jí)工程師，系統(tǒng)研發(fā)主要人員。 劉國(guó)祚 男，河北龍山發(fā)電有限責(zé)任公司工程部熱控主管，工程師。