中外合資合肥第二發(fā)電廠2×350MW機組，主體工程通過際招標由德ABB公司總承包。鍋爐由哈爾濱鍋爐廠制造，汽輪機、發(fā)電機均由ABB供應(yīng)，DCS控制系統(tǒng)采用ABB公司的Procontrol P集散控制系統(tǒng)。

    Procontrol P是ABB公司推出的集散控制系統(tǒng)，它是數(shù)字式過程控制系統(tǒng)DCS，是PRO（cess）－過程、Control－控制和Programmable－可編程的組合縮寫。Procontrol P系統(tǒng)的技術(shù)特點：

    1 技術(shù)性能：Z顯著的區(qū)別于其它DCS控制系統(tǒng)的特點，就是每個工作站并沒有集中的CPU控制單元，而是將控制邏輯分散到不同的模件之中，每塊模件都能有 CPU單元，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)的控制，系統(tǒng)有的信號處理、數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)視功能和開關(guān)量控制、模擬量控制、工廠管理、保護、操作員監(jiān)視和控制功能等都是分散到不同的各個模件之中，所以Procontrol P控制系統(tǒng)有較為嚴格意義的分散控制；

    2 性、經(jīng)濟性和有效性：控制系統(tǒng)中主要過程以冗余方式配置，對隔離輸入、隔離處理和隔離輸出做備份處理；

    1 Procontrol P 集散控制系統(tǒng)的組成

    1.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖及硬件組成

    Procontrol P是由過程級網(wǎng)絡(luò)和管理級網(wǎng)絡(luò)組成的兩級網(wǎng)絡(luò)集散控制系統(tǒng)。過程級網(wǎng)絡(luò)采用冗余的光纖通信FDDI（Fibre  Distributed  Data Interface）總線，各個過程站連在FDDI總線上，進行數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)。過程站通過總線與各個管理工作站交換信息。管理級網(wǎng)絡(luò)采用的是以太網(wǎng)，網(wǎng)上掛有服務(wù)器、工作站、打印機等設(shè)備。服務(wù)器和工作站協(xié)同工作，實現(xiàn)過程的監(jiān)視、控制、報警、信息的管理和維護工作。

圖1 Procontrol P控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

    1.2 EDSEngineering DocumentationService系統(tǒng)

    EDS工程、文件和服務(wù)系統(tǒng)。EDS系統(tǒng)生成與編輯控制功能圖，描述模件所實現(xiàn)的功能；將維護測量與驅(qū)動的數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中；打印功能圖和文件。

    1.3 PDDSProgramming、DiagnosisDisplay System系統(tǒng)

    PDDS編程、診斷和顯示系統(tǒng)：用來設(shè)定、修改、試驗和顯示二進制、模擬量控制結(jié)構(gòu)和分配列表；設(shè)定參數(shù)和限制值；顯示當前信號值；模擬信號、故障診斷、對EPROM進行編程等，PDDS還能通過總線下載由EDS創(chuàng)建的所有列表到模件。

    1.4 CDS（Control Diagnosis System）系統(tǒng)

    CDS控制診斷系統(tǒng)：CDS自動為已連接的Procontrol-P系統(tǒng)提供進行配置，它收集控制系統(tǒng)的所有診斷信息并提供系統(tǒng)狀況、診斷圖象的顯示，例如：CDS可以診斷模件的工作狀態(tài)，并提示各種診斷信息。還可以調(diào)用幫助文本獲得消除各種故障的建議。

    1.5 PMSPlant Management System系統(tǒng)

    PMS電站管理系統(tǒng)：有采集總線數(shù)據(jù)、過程信息調(diào)用存檔、過程分析、應(yīng)用性能計算等功能。

    1.6 POS（Process Operator Station）站

    POS過程操作員操作站：主要目的是過程控制，另外還有采集、記錄、存檔和顯示、拷貝等功能。

    1.7 MMIMan Machine Interface人機接口。

    MMI人機接口：是電廠過程監(jiān)視和控制的有效工，MMI遵循了使用總貌來監(jiān)視過程；在模擬圖上監(jiān)視和控制當前狀態(tài)，對任何活動進行在線確認；以及快速定位，對提供的信息給出相關(guān)的說明，對可能發(fā)生的臨界狀態(tài)的點顯示其趨勢和報警。

    2 主要過程控制系統(tǒng)

    2.1 鍋爐保護系統(tǒng)

    合肥第二發(fā)電廠鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠制造的自然循環(huán)汽包爐，制粉系統(tǒng)有三臺美進口雙進雙出SVEDALA直吹式鋼球磨。鍋爐保護系統(tǒng)主要功能有：爐膛吹掃、油燃燒器管理、煤燃燒器管理、火焰檢測、主燃料跳閘（MFT）、減負荷（R.B）控制、聯(lián)鎖與報警等，其中主燃料MFT由18個條件組成：⑴兩臺送風(fēng)機全停；⑵兩臺引風(fēng)機全停；⑶MFT緊急跳閘按鈕按下；⑷汽包水位低；⑸汽包水位；⑹爐膛壓力低；⑺爐膛壓力；⑻總風(fēng)量小于25％；⑼全爐膛無火；⑽ 失去主燃料；⑾油燃燒器兩臺點火失敗；⑿失去火檢冷卻風(fēng)；⒀汽輪機緊急跳閘；⒁失去所有給水泵；⒂只有煤層運行時，兩臺一次風(fēng)機全停；⒃過熱汽溫；⒄再熱汽溫；⒅再熱器失去保護動作。這些條件中任一滿足就觸發(fā)MFT動作，MFT動作后出原因指示，指示導(dǎo)致MFT的根本原因，同時封鎖其它隨后跳閘信號條件，出條件只有在爐膛吹掃完成時才被復(fù)位。鍋爐保護采用三通道保護，信號的采集和命令的輸出都采用三取二，三通道中有兩個通道MFT動作，鍋爐就發(fā)出 MFT動作。

    鍋爐保護系統(tǒng)是做為DCS系統(tǒng)的一部分,在Procontrol P中鍋爐保護是由Procontrol  PF來實現(xiàn)的，這里的“F"是“FAIL－SAFE"的簡寫，表示失電安全的意思。該保護采用“反邏輯"設(shè)計，正常運行時所監(jiān)控的設(shè)備接點閉合，產(chǎn)生邏輯 “1"信號，動作設(shè)備得電打開；故障時所監(jiān)控的設(shè)備接點打開，產(chǎn)生邏輯“0"，保護動作，動作設(shè)備失電關(guān)閉，鍋爐跳閘。這種設(shè)計使系統(tǒng)在失電時，鍋爐保護跳閘，保證機組的安全性。

    鍋爐保護系統(tǒng)的硬件組成及功能：

    鍋爐保護系統(tǒng)采用“三取二"邏輯，從每個信號的采集、邏輯判斷、到跳閘出口均為“三取二"。保護柜由CHE01、CHE02和CHE03柜組成。每個保護柜都由兩塊通信模件88TK50與系統(tǒng)總線連結(jié)，進而與另兩個保護柜及整個電廠監(jiān)控系統(tǒng)相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信號的相互傳遞。每個保護控制柜內(nèi)主要有以下模件組成：

    1 83SR04／1411 

    起保護邏輯組成、保護自檢、狀態(tài)反饋及命令輸出等作用。它在功能上分3個功能塊：SRA用于開關(guān)量信號的輸入、輸出；SRV用來組成保護邏輯；SRU用于自檢。

    2 81EA04／R1210 

    是用于模擬量信號的采集，輸入通道由阻儀用放大器形成并用400阻抗相互隔離。在模件中每一個輸入用50電阻將輸入電流轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)隔離放大器連接到多路放大器或者將16路經(jīng)隔離放大的信號儀次送到輸入放大器，放大后由模／數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，Z后以電報形式經(jīng)站總線傳送到系統(tǒng)總線，供各監(jiān)控部分取用。

    3 89XV01／R0100 

    是電源模件，給模擬量采集信號供電。

    4 81AR01／R0100 

    是繼電器模件，以硬接線方式輸出保護信號。

    2.2 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

    機組正常運行方式有協(xié)調(diào)汽機跟隨、協(xié)調(diào)鍋爐跟隨、汽機跟隨、鍋爐跟隨四種方式，一般情況下采用協(xié)調(diào)鍋爐跟隨方式。

圖2 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)框圖

    1 協(xié)調(diào)汽機跟隨方式：機組負荷要求的前饋信號同時送到鍋爐燃燒設(shè)定值和汽機主汽壓力設(shè)定，使二者處于嚴格協(xié)調(diào)之中。機組負荷指令經(jīng)過負荷動態(tài)模型，做為負荷控制器設(shè)定點，負荷控制器加上負荷前饋信號指令到鍋爐主控，由鍋爐燃燒控制負荷；遠方指令經(jīng)過主汽壓力動態(tài)模型到汽機壓力控制器，由TURBOTROL－ 6（TT－6）中的壓力控制器控制汽輪機進口調(diào)閥控制主汽壓力。

    2 協(xié)調(diào)鍋爐跟隨方式：機組負荷指令經(jīng)過負荷動態(tài)模型到汽機負荷控制器，由汽機控制機組負荷；機組負荷指令同時經(jīng)過壓力動態(tài)模型，做為壓力控制器設(shè)定點，壓力控制器輸出指令加上負荷指令前饋信號送到鍋爐主控，由鍋爐燃燒控制主汽壓力。

    3 汽機跟隨方式：由TURBOTROL－6（TT－6）中的初始壓力控制器控制汽輪機進口調(diào)閥，以保持所要求的主汽壓力。壓力設(shè)定值等于切換到“汽機跟隨"方式之前的實際主汽壓力，此后該設(shè)定值可由操作員在汽機壓力手動設(shè)定站上進行設(shè)定。

    4 鍋爐跟隨方式：鍋爐指令由UCS中主汽壓力控制器確定，其設(shè)定值由操作員在POS站上手動設(shè)定，由TURBOTROL－6（TT－6）中的壓力控制器控制汽輪機進口調(diào)閥，以保持所要求的所需要的負荷，電量負荷設(shè)定值也是由運行人員進行手動設(shè)定的。是一種鍋爐調(diào)壓、汽機調(diào)功的傳統(tǒng)方式。其中汽機和鍋爐控制器是相互獨立工作，協(xié)調(diào)工作由運行人員來完成。

    2.3 汽機控制系統(tǒng)

    汽輪機控制器Turbotrol 6是ABB公司電子控制器系統(tǒng)的產(chǎn)品，采用模塊化原理，實現(xiàn)冗余，有控制方式根據(jù)運行條件自動切換，自動升速和加負荷，干擾時自動限制作用以及熱應(yīng)力的計算等功能。Turbotrol 6由以下四個主要模塊組成：基本控制器、自動控制器、閥門定位器和標準化的接口。

    兩個基本控制器是設(shè)計用于手動操作。它們含有汽輪機的安全手動操作所需的全部功能。主要的設(shè)定點為轉(zhuǎn)速及閥門開啟位置可以手動設(shè)定，而在正常運行中這些設(shè)定點是由自動控制器給出的。兩個基本控制器的結(jié)構(gòu)*相同。只需一個供汽輪機運行，而另一個備用。如控制器在運行中失效，備用控制器作用，這時可以對有故障的控制器進行修理，而無需停運汽輪機。在自動控制器功能有干擾時，控制可以平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移給基本控制器，基本控制器繼續(xù)安全地控制汽輪機運行?；究刂破髦饕梢晦D(zhuǎn)速控制器和閥位控制器組成。

    自動控制器是一個較層次的控制器。設(shè)計用于程序自動升速、自動加減負荷、初始蒸汽壓力控制、負荷控制、協(xié)調(diào)的負荷控制等功能。自動控制器主要是由一升速程序和一負荷程序組成。來自升速程序的轉(zhuǎn)速設(shè)定點被直接送往基本控制器。而來自負荷程序的負荷設(shè)定點在送往基本控制器前要受限制器的Z低輸出限制。如接通了它們中的一個，疊加的控制器以同一路徑作用并超越負荷程序。

    3 結(jié)論

    以上各主要系統(tǒng)經(jīng)過ABB專家的反復(fù)調(diào)試、化，性能都已達標。經(jīng)過合肥二電廠儀控人員的消化吸收，對各系統(tǒng)也有了比較深入的了解，在實際運行中，經(jīng)過不斷的完善，這些控制系統(tǒng)已更加安全。