大唐保定熱電廠#10、#11機組為2×200MW燃煤發電供熱機組。鍋爐由東方鍋爐廠生產，為超高壓、自然循環汽包爐、單爐膛、一次中間再熱、單鍋筒P型結構、四角切圓燃燒方式、平衡通風、固態排渣、全鋼結構構架、懸吊結構、半露天布置燃煤鍋爐，最大連續蒸發量670t/h；汽輪機是由哈爾濱汽輪機有限責任公司生產的超高壓蒸汽參數、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、雙抽、凝汽供熱式汽輪機組；DCS系統采用北京國電智深控制技術有限公司生產的EDPF-NTplus分散控制系統，DPU硬件型號為DPUⅡ，軟件版本為1.0，單臺機組設置操作員站5臺，工程師站1臺，歷史站1臺，SIS接口站1臺，DPU控制器14對，#10、#11機組公用DCS系統DPU控制器6對，測點總數約12000點，系統網絡由冗余配置的實時數據網A網、B網組成傳遞實時數據，通訊速率10Mbps/100Mbps。整個DCS系統包含DAS、CCS、FSSS、BPS、ECS及與其他系統的接口（SIS系統、熱網系統等）。

DCS控制系統投產于2006年，運行已近8年，該系統為智深公司第一套采用可視化編程組態的系統，設計上不夠完善，在實際使用過程中也暴露了很多的問題。

2009年9月21日17時22分，

#10機組汽包水位自動控制信號突然給到最大值，導致給水泵勺管執行機構開滿，引起汽包水位高停爐，經檢查為控制邏輯中PID調節模塊積分飽和引起；

2010年1月5日15時51分01秒，

#10機組MFT動作，機組停運，經檢查為#1、#61DPU雙機自動切換時出現搶權現象，導致信號誤發，機組停運；

#10、11機組中多次出現DPU脫網，畫面部分測點無法顯示等現象，自檢軟件對設備脫網情況無法正常監測；

因環境原因，#10、#11機組DCS系統硬件積灰、積粉現象較為嚴重，引發DPU故障；

2010年至2011年，#10機組DPU5、DPU6相繼出現故障并進行更換；

另外#10、#11機組DCS系統DPU控制器為早期產品DPUⅡ型控制器，目前北京國電智深公司已進行硬件升級，DPUⅡ型控制器不再生產，ACT4型卡件已不生產，現存備件已使用完，無備件更換，系統升級迫在眉睫。

2014年，大唐保定熱電廠#10、#11機組相繼進行A級檢修，利用檢修機會對#10、#11機組及主機組公用DCS系統進行了升級。為保證整個DCS系統升級后的完整性和兼容性，升級前把單元機組和公用系統網絡分開，分步對#10機組、公用系統、#11機組進行升級，待全部升級完成后，恢復原有網絡結構狀態，維持原有監視功能和操作習慣。

2升級過程介紹

#10機組、公用系統、#11機組DCS網絡為三網并聯結構，#10、#11機組可通過權限切換對公用系統進行操作，#10、#11機組不能互相操作，其網絡示意圖見圖1。

（1）第一步升級在2014年5月，利用#10機組停機，解除#10機組與公用系統的交換機并聯，首先對#10機組DCS進行全面升級。

因公用系統組態文件工程目錄在#10機組工程師站，而公用系統正在運行，為了保障在進行#10機組升級過程中及升級完成后不影響公用系統及#11機組系統的運行及安全，升級前在公用系統新增工程師站/歷史站和操作員站，將公用系統組態文件工程目錄拷貝至新增公用系統工程師站，保證公用系統能正常組態以及歷史記錄和運行操作、維護。

把新增公用系統工程師/歷史站以及操作員站的網線接到公用系統網絡交換機上，同時IP地址設置為公用系統的網絡地址，備份#10機組及公用系統工程師站、歷史站以及各操作員站組態軟件及工程目錄；解除#10機組與公用系統的交換機并聯，使#10機組與公用系統完全處在不同網絡下，相互之間沒有連接或網絡關系；#10機組獨立處于一個網絡，公用系統與#11機組處在一個網絡，且不在同一個域，#11機組可以監視操作公用系統；網絡示意圖見圖2。

對#10機組進行全面升級，包括DPU軟件升級和操作系統軟件升級，且不對公用系統或#11機組產生任何影響。

（2）第二步升級在#10機DCS升級完成后進行，對公用DCS系統進行升級。因公用DCS系統正在運行，需要對公用系統DPU內DO輸出點進行檢查，如DO點狀態為1，則利用短路線將DO繼電器出口短接，然后拔掉所有DO卡件至繼電器板的電纜插頭，防止升級過程中造成DO指令誤發。尤其是#10、#11循環水系統均處于公用DCS系統內，升級出現問題可能造成#11機組停運。升級時由運行人員就地監視，一旦出現問題進行就地搶合。

斷開公用DCS系統網絡和#11機組網絡的接口，使公用DCS網絡完全獨立。利用新增的臨時公用系統工程站對公用系統DPU軟件進行升級，將#41、#101DPU控制器更換為DPUⅢ。軟件升級完成后，檢查DO輸出指令狀態與升級前是否一致，確認無誤后恢復DO卡件至繼電器板的電纜插頭連接，斷開DO點狀態為1的短路線。此時僅新增的臨時工程師站和操作員站可對公用系統進行監視操作。網絡示意圖見圖3。

（3）前兩步升級完成后，進行#10機組與公用系統DCS網絡連接的工作，檢查#10機組和公用系統DPU運行正常，各MMI站操作監視功能正確，具備網絡并聯條件。斷開公用系統新增的臨時工控機網絡接口。連接#10機組與公用系統DCS網絡接口，恢復#10機組與公用系統并聯狀態，獨立出#11機組DCS網絡。網絡示意圖見圖4。

上述工作完成后，僅#10機組可對公用系統進行監視操作，#11機組循環水系統設備須在#10機組監視操作，待#11機組停運檢修時，對#11機組進行升級。

（4）第三步升級在2014年8月#11機組A級檢修期間進行，對#11機組DCS系統進行升級。升級完成后#11機組DCS網絡接入#10、公用DCS網絡，恢復三網并聯結構。

3升級改造后出現的異常現象及分析處理

（1）#10機組和公用DCS系統完成升級后發現#10機組#12DPU控制器D6卡件顯示參數不變化，無法正常顯示就地設備狀態。D6卡件為通訊專用COM卡，就地設有直流系統傳輸裝置，裝置將批量參數打包按照相關協議以通訊方式送至COM卡，COM卡經過轉換解碼提取數據供DPU讀取，做顯示或報警處理，主要有直流系統電壓、電流、對地電阻等相關參數。

通過查詢歷史趨勢，自#10機組DCS系統軟件版本從1.0升級至1.31版本后，COM卡顯示數據就不再變化，模擬量輸入信號趨勢為一條直線，數字量輸入也保持為升級前狀態，但卡件電源和通訊指示燈、DCS自檢均未見異常；檢查COM卡配置文件，發現COM2端口參數設置為“9600N815W2”，端口中的參數“W”與I/O硬件說明不符（說明中只能為M或S，即主站或從站）通過與機組其他COM卡進行比較確認，#12DPU控制器所用COM卡為專門訂制卡件，硬件經過特殊處理。

咨詢DCS系統和直流系統廠家技術人員后得知，原直流系統傳輸協議為許繼協議，非標準modbus通訊協議，DCS系統升級至1.31版本后，COM卡不再兼容除modbus以外的非標準協議，需將許繼通訊協議經轉換裝置轉換為標準modbus協議后進行通訊。增加協議轉換裝置，將#12DPU控制器COM卡通訊電纜接至協議轉換裝置，轉換為標準modbus協議，輸出信號送至COM卡。將原#12DPU控制器專門訂制COM卡更換為通用COM卡，重新設置通訊參數，填寫任務列表并做好文件備份，參數顯示正常。

#11機組DCS系統軟件升級后也存在同樣的問題，按照上述方法一并解決。

（2）DCS系統整體升級完成后進行網絡連接過程中，將公用DCS系統交換機A網網線連接到總交換機A網端口時，發現#10機組部分測點與公用DCS系統測點均顯示離線狀態，203、204操作員站無法操作設備。將網線拔出后，重啟203、204操作員站操作顯示均恢復正常。再次插入公用DCS交換機網線，又出現同樣故障。為避免故障擴大，暫時未恢復網絡，保持三網獨立的結構。

經過對#10、#11、公用DCS網絡結構的分析，認為A網總交換機存在故障。#11機組A網并入總交換機A網時，因實時數據量較大且交換機端口故障，造成通信阻塞。更換A網總交換機，未出現異常。A網運行正常后，將#11機組B網并入總交換機B網，并網過程中無異常，進一步證明了A網總交換機端口故障。

A網總交換機為2008年更換，在此次升級過程中出現了故障，是由于設備使用周期較長老化造成。由于機組DCS設備已經服役多年，在條件允許的情況下，應逐步更換DPU和人機接口設備，保證DCS系統性能滿足要求。

4結束語

DCS控制系統是機組控制的核心部件，在對系統進行升級改造時，應嚴格按照《DLT659-2006火力發電廠分散控制系統驗收測試規程》要求，對系統進行各項試驗，檢查網絡系統通信負荷率符合如下要求：所有控制站的中央處理單元惡劣工況下的負荷率均不得超過60％。操作員站、服務站的中央處理單元惡劣工況下的負荷率不得超過40％。數據通信總線的負荷率，以太網應不大于20%，其他網絡應不大于40%。

加強DCS系統維護工程師培訓，采用規范的方法進行日常檢查和維護：對系統軟件按時進行備份，嚴格執行《DCS系統防病毒管理規定》；做好系統應用軟件管理，嚴格根據要求進行系統安裝，不得隨意安裝未經DCS廠家授權的第三方軟件；做好DPU控制器、卡件的備件管理，發生故障時及時進行更換。

DCS控制技術發展日新月異，現在形勢要求我們需要不斷對控制系統進行升級或改造才能滿足現場設備需求，但由于維護人員對新技術掌握需要一定時間，新技術應用也需要經過時間來驗證，設備升級改造會對DCS控制系統帶來或多或少的影響，只有不斷學習，掌握新技術，才能將新技術的優勢完全體現出來。