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(hào)為AW51F，控制器型號(hào)為CP60，I/O卡件為FBM200系列，控制網(wǎng)絡(luò)為節(jié)點(diǎn)總線型。從2004年投產(chǎn)至今，已有十年多時(shí)間。為了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性的要求由現(xiàn)有的機(jī)/爐控制器(型號(hào)為CP60)升級(jí)成新的控制器(型號(hào)為FCP270)，升級(jí)后的控制器隨卡件柜布置，改變?cè)瓉砑胁贾玫那闆r。

　　一、簡(jiǎn)介

　　天津雙港垃圾焚燒發(fā)電廠是我國(guó)華北地區(qū)第一個(gè)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(shí)連續(xù)運(yùn)行方式，全年運(yùn)行不低于8000小時(shí)，每天可無害化處理生活垃圾1200噸，年處理垃圾40萬噸，裝機(jī)2臺(tái)12MW汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)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(shí)間。這幾年來，隨著計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，I/A系統(tǒng)也隨之了升級(jí)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(diǎn)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(chǎng)。為保證電廠長(zhǎng)期穩(wěn)定無故障運(yùn)行，故在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上有計(jì)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(hào)為AW51F，控制器型號(hào)為CP60，I/O卡件為FBM200系列，控制網(wǎng)絡(luò)為節(jié)點(diǎn)總線型。系統(tǒng)規(guī)模為：控制器13對(duì)(鍋爐6對(duì)、汽機(jī)2對(duì)、電氣2對(duì)、公用系統(tǒng)1對(duì)、通訊控制器2對(duì))，工作站8臺(tái)(操作員站6臺(tái)，工程師站和歷史站各1臺(tái))。現(xiàn)有配置如下所示：

　　三、DCS升級(jí)要求

　　1、本次DCS控制系統(tǒng)升級(jí)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(bào)警、趨勢(shì)顯示、歷史趨勢(shì)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(jí)改造后，保留原有I/O點(diǎn)數(shù)，CP負(fù)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(fù)荷不高于50%。

　　3、保證DCS控制系統(tǒng)升級(jí)改造后整個(gè)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(duì)升級(jí)所涉及的機(jī)柜電源進(jìn)行評(píng)估，并保證升級(jí)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(jí)到最新主流型號(hào)的工作站，其中6臺(tái)操作站為雙屏配置。升級(jí)后的工作站的硬件和軟件應(yīng)具有高可靠性和容錯(cuò)性，軟件應(yīng)有從錯(cuò)誤中迅速恢復(fù)的功能。

　　6、13對(duì)控制器(型號(hào)為CP60)需要升級(jí)至最新的控制器(型號(hào)為FCP270或以上)，容錯(cuò)(冗余)配置。

　　7、控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要升級(jí)至新的MESH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，控制局域網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備容錯(cuò)(或冗余)配置，通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有病毒防護(hù)設(shè)施。

　　8、升級(jí)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(jí)后，不得改變?cè)到y(tǒng)I/O卡件及通道的編號(hào)，方便升級(jí)改造后的維護(hù)。

　　四、升級(jí)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(jí)方案：

　　現(xiàn)場(chǎng)DCS系統(tǒng)控制著3臺(tái)垃圾焚燒爐2臺(tái)汽機(jī)和一套公用系統(tǒng)，為了保證現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全，計(jì)劃在升級(jí)時(shí)進(jìn)行短時(shí)間的停機(jī)，在停機(jī)期間先對(duì)公用系統(tǒng)、1#爐以及1#機(jī)進(jìn)行升級(jí)。公用系統(tǒng)、1#爐以及1#機(jī)升級(jí)后即可開爐運(yùn)行，以緩解垃圾堆放場(chǎng)的壓力。待1#爐、公用系統(tǒng)以及1#機(jī)升級(jí)完畢后進(jìn)行2#爐，3#爐以及2#機(jī)的升級(jí)，在剩下系統(tǒng)升級(jí)過程中，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定開爐時(shí)間。

具體方案如下：

　　1、停機(jī)期間，首先搭建整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，對(duì)現(xiàn)有主機(jī)柜進(jìn)行改裝，新增一對(duì)24口光纖交換機(jī)及其配套電源，并重新設(shè)置系統(tǒng)commit安裝盤，定義整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。升級(jí)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將非常簡(jiǎn)單并且穩(wěn)定。13對(duì)控制器及8臺(tái)工作站(操作員站6臺(tái)，工程師站和歷史站各1臺(tái))均通過冗余光纖直接接到交換機(jī)，形成冗余的Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由現(xiàn)有#1機(jī)/爐控制器(型號(hào)為CP60)升級(jí)成新的控制器(型號(hào)為FCP270)，升級(jí)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(hào)為CP60)升級(jí)為新控制器(型號(hào)為FCP270)，控制器不再集中布置，升級(jí)后的控制器隨卡件柜布置。

　　3、對(duì)現(xiàn)有公用系統(tǒng)和#1爐及1#機(jī)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(jí)為最新的工作站(型號(hào)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(jī)升級(jí)完畢后，可根據(jù)要求啟動(dòng)公用系統(tǒng)和1#爐及1#機(jī)，進(jìn)行正常生產(chǎn)運(yùn)行，同時(shí)對(duì)2#爐、3#爐和2#機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造，這兩個(gè)爐在升級(jí)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(chǎng)停機(jī)時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)，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(jìn)行工作站安裝;

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

　　(4) 將系統(tǒng)原有組態(tài)以及功能恢復(fù)至Windows平臺(tái)后進(jìn)行調(diào)試以使系統(tǒng)原有功能在windows平臺(tái)完整保留并且運(yùn)行正常;

　　硬件部分：

　　(1)新機(jī)柜安裝就位;

　　(2)電纜光纜鋪設(shè)，光纜熔接;

　　(3)新控制器(型號(hào)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(fù);

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

　　五、結(jié)論

　　通過本次的升級(jí)改造，使本廠的DCS系統(tǒng)控制器(型號(hào)為CP60)升級(jí)為新控制器(型號(hào)為FCP270)，控制器不再集中布置。工作站全部升級(jí)為最新的工作站(型號(hào)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(shí)通過DCS整體升級(jí)改造增加了設(shè)備的穩(wěn)定性，為長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。