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供稿︰中國工控網 2018/6/26 10:21:04

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  • 關鍵詞︰ DCS 升級改造
  • 摘要︰?天津泰新垃圾發電有限公司DCS系統采用上海福克斯波羅有限公司的I/A Series產品。工作站型號為AW51F,控制器型號為CP60,I/O卡件為FBM200系列,控制網絡為節點總線型。從2004年投產至今,已有十年多時間。為了生產的穩定性和安全性的要求由現有的機/爐控制器(型號為CP60)升級成新的控制器(型號為FCP270),升級後的控制器隨卡件櫃布置,改變原來集中布置的情況。

天津泰新垃圾發電有限公司DCS系統采用上海福克斯波羅有限公司的I/A Series產品。工作站型號為AW51F,控制器型號為CP60,I/O卡件為FBM200系列,控制網絡為節點總線型。從2004年投產至今,已有十年多時間。為了生產的穩定性和安全性的要求由現有的機/爐控制器(型號為CP60)升級成新的控制器(型號為FCP270),升級後的控制器隨卡件櫃布置,改變原來集中布置的情況。

  一、簡介

  天津雙港垃圾焚燒發電廠是我國華北地區第一個垃圾焚燒發電廠,總投資5.8億,佔地面積108畝。設有3條400噸/日焚燒線,采取24小時連續運行方式,全年運行不低于8000小時,每天可無害化處理生活垃圾1200噸,年處理垃圾40萬噸,裝機2台12MW汽輪機發電機組,利用垃圾焚燒余熱發電,年平均上網電量1.2億度。

  從2004年投產至今,已有十年多時間。這幾年來,隨著計算機和控制技術的飛速發展,I/A系統也隨之了升級換代,從工作站到控制器、卡件等,均推出了新一代產品,新產品無論性能和可靠性方面,與早期產品相比均有了較大提升。與之相應的,早期的節點總線系列產品,如RCNI/NCNI、CP60、51F工作站、COMM30通訊組件等已退出市場。為保證電廠長期穩定無故障運行,故在現有系統的基礎上有計劃有步驟地更新原有DCS系統。

  二、現有DCS系統配置及使用情況概述

  天津泰新垃圾發電有限公司DCS系統采用上海福克斯波羅有限公司的I/A Series產品。工作站型號為AW51F,控制器型號為CP60,I/O卡件為FBM200系列,控制網絡為節點總線型。系統規模為︰控制器13對(鍋爐6對、汽機2對、電氣2對、公用系統1對、通訊控制器2對),工作站8台(操作員站6台,工程師站和歷史站各1台)。現有配置如下所示︰

  三、DCS升級要求

  1、本次DCS控制系統升級改造後保留原有DCS系統各站的所有功能(包括組態的控制策略、操作、顯示、報警、趨勢顯示、歷史趨勢和歷史數據顯示和查詢以及與其他控制系統的通訊、顯示等)。

  2、升級改造後,保留原有I/O點數,CP負荷不高于50%,采用Mesh網絡結構,通訊速率不低于100Mb/s,通訊負荷不高于50%。

  3、保證DCS控制系統升級改造後整個系統的完整性、可靠性、安全性,系統可用性應大于99.99%。

  4、原系統電源采用1︰1冗余配置,對升級所涉及的機櫃電源進行評估,並保證升級後仍為1︰1配置,而且有足夠余量,即使只有一路電源供電系統仍可正常工作。

  5、因原系統AW/WP工作站51F目前已經停產,且故障率高,需要升級到最新主流型號的工作站,其中6台操作站為雙屏配置。升級後的工作站的硬件和軟件應具有高可靠性和容錯性,軟件應有從錯誤中迅速恢復的功能。

  6、13對控制器(型號為CP60)需要升級至最新的控制器(型號為FCP270或以上),容錯(冗余)配置。

  7、控制系統的網絡結構需要升級至新的MESH網絡結構,控制局域網和現場總線設備容錯(或冗余)配置,通信網絡應有病毒防護設施。

  8、升級後系統接地原則上采用原DCS系統的接地系統。

  9、DCS系統升級後,不得改變原系統I/O卡件及通道的編號,方便升級改造後的維護。

  四、升級改造技術方案

  根據本廠的現狀和需求,結合I/A Series的產品生命周期特征,制定如下升級方案︰

  現場DCS系統控制著3台垃圾焚燒爐2台汽機和一套公用系統,為了保證現場生產安全,計劃在升級時進行短時間的停機,在停機期間先對公用系統、1#爐以及1#機進行升級。公用系統、1#爐以及1#機升級後即可開爐運行,以緩解垃圾堆放場的壓力。待1#爐、公用系統以及1#機升級完畢後進行2#爐,3#爐以及2#機的升級,在剩下系統升級過程中,可根據現場實際情況確定開爐時間。

具體方案如下︰

  1、停機期間,首先搭建整個系統的網絡平台,對現有主機櫃進行改裝,新增一對24口光縴交換機及其配套電源,並重新設置系統commit安裝盤,定義整個網絡結構。升級後的網絡結構將非常簡單並且穩定。13對控制器及8台工作站(操作員站6台,工程師站和歷史站各1台)均通過冗余光縴直接接到交換機,形成冗余的Mesh網絡結構。由現有#1機/爐控制器(型號為CP60)升級成新的控制器(型號為FCP270),升級後的控制器隨卡件櫃布置;

  2、將公用系統和1#爐的控制器(型號為CP60)升級為新控制器(型號為FCP270),控制器不再集中布置,升級後的控制器隨卡件櫃布置。

  3、對現有公用系統和#1爐及1#機卡件櫃利舊改造,卡件底板更換為最新的FBM底板,原有卡件保留。

  4、將工作站全部升級為最新的工作站(型號為H92),操作員站和工程師站性能將大大提升。

  5、公用系統和1#爐及1#機升級完畢後,可根據要求啟動公用系統和1#爐及1#機,進行正常生產運行,同時對2#爐、3#爐和2#機進行升級改造,這兩個爐在升級後逐一接入新的Mesh網絡系統,既保證生產安全,又使得現場停機時間不會太長,保證生產連續。

  6、控制系統主要施工步驟

  軟件部分︰

  (1) 現有系統軟件備份,包括組態、畫面、系統定義盤等;

  (2) 根據新的系統定義,制作系統定義盤,並使用新的定義盤進行工作站安裝;

  (3) 現有Unix平台下畫面和邏輯轉換到Windows平台;

  (4) 將系統原有組態以及功能恢復至Windows平台後進行調試以使系統原有功能在windows平台完整保留並且運行正常;

  硬件部分︰

  (1)新機櫃安裝就位;

  (2)電纜光纜鋪設,光纜熔接;

  (3)新控制器(型號為FCP270)安裝;

  (4)原有卡件櫃改裝舊底板拆除,新底板安裝,卡件恢復;

  (5)系統恢復、上電,檢測控制器、工作站及I/O卡件狀態,測試DCS各部件工作情況。

  五、結論

  通過本次的升級改造,使本廠的DCS系統控制器(型號為CP60)升級為新控制器(型號為FCP270),控制器不再集中布置。工作站全部升級為最新的工作站(型號為H92),操作員站和工程師站性能將大大提升。解決了原來卡件停產造成備件采購困難的問題,同時通過DCS整體升級改造增加了設備的穩定性,為長時間的穩定連續生產打下良好的基礎。

審核編輯(王靜)
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