天津泰新垃圾發(fā)電有限公司DCS系統(tǒng)采用上海?？怂共_有限公司的I/A Series產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)為節(jié)點總線型。從2004年投產(chǎn)至今，已有十年多時間。為了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性的要求由現(xiàn)有的機/爐控制器(型號為CP60)升級成新的控制器(型號為FCP270)，升級后的控制器隨卡件柜布置，改變原來集中布置的情況。

　　一、簡介

　　天津雙港垃圾焚燒發(fā)電廠是我國華北地區(qū)第一個垃圾焚燒發(fā)電廠，總投資5.8億，占地面積108畝。設(shè)有3條400噸/日焚燒線，采取24小時連續(xù)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臺12MW汽輪機發(fā)電機組，利用垃圾焚燒余熱發(fā)電，年平均上網(wǎng)電量1.2億度。

　　從2004年投產(chǎn)至今，已有十年多時間。這幾年來，隨著計算機和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，I/A系統(tǒng)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(chǎn)品，新產(chǎn)品無論性能和可靠性方面，與早期產(chǎn)品相比均有了較大提升。與之相應(yīng)的，早期的節(jié)點總線系列產(chǎn)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(wěn)定無故障運行，故在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上有計劃有步驟地更新原有DCS系統(tǒng)。

　　二、現(xiàn)有DCS系統(tǒng)配置及使用情況概述

　　天津泰新垃圾發(fā)電有限公司DCS系統(tǒng)采用上海福克斯波羅有限公司的I/A Series產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)為節(jié)點總線型。系統(tǒng)規(guī)模為：控制器13對(鍋爐6對、汽機2對、電氣2對、公用系統(tǒng)1對、通訊控制器2對)，工作站8臺(操作員站6臺，工程師站和歷史站各1臺)?，F(xiàn)有配置如下所示：

　　三、DCS升級要求

　　1、本次DCS控制系統(tǒng)升級改造后保留原有DCS系統(tǒng)各站的所有功能(包括組態(tài)的控制策略、操作、顯示、報警、趨勢顯示、歷史趨勢和歷史數(shù)據(jù)顯示和查詢以及與其他控制系統(tǒng)的通訊、顯示等)。

　　2、升級改造后，保留原有I/O點數(shù)，CP負荷不高于50%，采用Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(tǒng)升級改造后整個系統(tǒng)的完整性、可靠性、安全性，系統(tǒng)可用性應(yīng)大于99.99%。

　　4、原系統(tǒng)電源采用1：1冗余配置，對升級所涉及的機柜電源進行評估，并保證升級后仍為1：1配置，而且有足夠余量，即使只有一路電源供電系統(tǒng)仍可正常工作。

　　5、因原系統(tǒng)AW/WP工作站51F目前已經(jīng)停產(chǎn)，且故障率高，需要升級到最新主流型號的工作站，其中6臺操作站為雙屏配置。升級后的工作站的硬件和軟件應(yīng)具有高可靠性和容錯性，軟件應(yīng)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(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要升級至新的MESH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，控制局域網(wǎng)和現(xiàn)場總線設(shè)備容錯(或冗余)配置，通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有病毒防護設(shè)施。

　　8、升級后系統(tǒng)接地原則上采用原DCS系統(tǒng)的接地系統(tǒng)。

　　9、DCS系統(tǒng)升級后，不得改變原系統(tǒng)I/O卡件及通道的編號，方便升級改造后的維護。

　　四、升級改造技術(shù)方案

　　根據(jù)本廠的現(xiàn)狀和需求，結(jié)合I/A Series的產(chǎn)品生命周期特征，制定如下升級方案：

　　現(xiàn)場DCS系統(tǒng)控制著3臺垃圾焚燒爐2臺汽機和一套公用系統(tǒng)，為了保證現(xiàn)場生產(chǎn)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(tǒng)、1#爐以及1#機進行升級。公用系統(tǒng)、1#爐以及1#機升級后即可開爐運行，以緩解垃圾堆放場的壓力。待1#爐、公用系統(tǒng)以及1#機升級完畢后進行2#爐，3#爐以及2#機的升級，在剩下系統(tǒng)升級過程中，可根據(jù)現(xiàn)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(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺，對現(xiàn)有主機柜進行改裝，新增一對24口光纖交換機及其配套電源，并重新設(shè)置系統(tǒng)commit安裝盤，定義整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。升級后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將非常簡單并且穩(wěn)定。13對控制器及8臺工作站(操作員站6臺，工程師站和歷史站各1臺)均通過冗余光纖直接接到交換機，形成冗余的Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由現(xiàn)有#1機/爐控制器(型號為CP60)升級成新的控制器(型號為FCP270)，升級后的控制器隨卡件柜布置;

　　2、將公用系統(tǒng)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，升級后的控制器隨卡件柜布置。

　　3、對現(xiàn)有公用系統(tǒng)和#1爐及1#機卡件柜利舊改造，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(tǒng)和1#爐及1#機升級完畢后，可根據(jù)要求啟動公用系統(tǒng)和1#爐及1#機，進行正常生產(chǎn)運行，同時對2#爐、3#爐和2#機進行升級改造，這兩個爐在升級后逐一接入新的Mesh網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，既保證生產(chǎn)安全，又使得現(xiàn)場停機時間不會太長，保證生產(chǎn)連續(xù)。

　　6、控制系統(tǒng)主要施工步驟

　　軟件部分：

　　(1) 現(xiàn)有系統(tǒng)軟件備份，包括組態(tài)、畫面、系統(tǒng)定義盤等;

　　(2) 根據(jù)新的系統(tǒng)定義，制作系統(tǒng)定義盤，并使用新的定義盤進行工作站安裝;

　　(3) 現(xiàn)有Unix平臺下畫面和邏輯轉(zhuǎn)換到Windows平臺;

　　(4) 將系統(tǒng)原有組態(tài)以及功能恢復至Windows平臺后進行調(diào)試以使系統(tǒng)原有功能在windows平臺完整保留并且運行正常;

　　硬件部分：

　　(1)新機柜安裝就位;

　　(2)電纜光纜鋪設(shè)，光纜熔接;

　　(3)新控制器(型號為FCP270)安裝;

　　(4)原有卡件柜改裝舊底板拆除，新底板安裝，卡件恢復;

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

　　五、結(jié)論

　　通過本次的升級改造，使本廠的DCS系統(tǒng)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(chǎn)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(shè)備的穩(wěn)定性，為長時間的穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。

（轉(zhuǎn)載）