摘要：上海新華XDC800是一款具備高速、穩(wěn)定、動態(tài)維護、開放式等特點的DCS控制系統(tǒng)，XDC800的XCU以32位CPU組成為核心，以太網和現(xiàn)場總線均按標準配置，通訊網絡為環(huán)型網絡或星型網絡結構，軟件方面為OnXDC可視化圖形組態(tài)軟件。文章通過上海新華XDC800系統(tǒng)在大唐長春第二熱電有限責任公司1-4號爐脫硫系統(tǒng)中安裝使用，從XDC800的硬件及軟件等方面系統(tǒng)說明了XDC800在脫硫系統(tǒng)應用中的安全、穩(wěn)定的優(yōu)越性。

　　關鍵詞：核心期刊論文發(fā)表,新華XDC800,脫硫系統(tǒng),DCS控制系統(tǒng),故障診斷,故障修復

　　1 概述

　　隨著國家對環(huán)保要求的逐漸提高，各大火力發(fā)電廠積極響應國家號召對機組進行相應的環(huán)保技改工作，大唐長春第二熱電有限責任公司1-4號機組脫硫系統(tǒng)先后于2013～2014年投入運行狀態(tài)。脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，系統(tǒng)流程為從電袋除塵器出來的煙氣進入吸收塔，煙氣與石灰石漿液結合發(fā)生一系列的化學反應，煙氣中大部分的二氧化硫將被吸收。煙氣經過吸收塔頂部除霧器，除去部分水分。石灰石中的碳酸鈣與二氧化硫和氧氣(來自氧化風機)發(fā)生反應，最終產物為石膏，石膏經過石膏脫水系統(tǒng)，最后進入石膏庫運出廠外。所以在脫硫系統(tǒng)中包含著煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)。而系統(tǒng)中的所有電機、電動門、電氣裝置的操作控制、聯(lián)鎖保護、數(shù)據(jù)監(jiān)視、報警系統(tǒng)均由上海新華XDC800系統(tǒng)完成。XDC800為第四代DCS產品，體系結構主要分為四層結構：現(xiàn)場儀表層、控制裝置單元層、現(xiàn)場層和企業(yè)管理層。XDC800系統(tǒng)結構為多層面冗余配置，確保現(xiàn)場使用的可靠性。系統(tǒng)采用內嵌專業(yè)化的控制算法、高可靠性硬件設計、現(xiàn)場總線通訊網絡和冗余的以太網通訊網絡，是面向整個現(xiàn)場的先進過程控制系統(tǒng)。

　　2 XDC800的硬件特點

　　XDC800系統(tǒng)硬件具有可靠性高、分散度高和冗余配置的技術特色。XDC800明顯提高了其硬件集成度，XDC800將其基座與單個控制模塊完美配合，替代了原XDPS400的卡件與端子板兩個部分，增強了XDC800的空間利用率，降低了成本及檢修維護工作量。結構方面更加緊密，縮小了模塊體積，此種設計方式與PLC系統(tǒng)極其相似;XCU上裝有低功耗CPU、64MB RAM、128MB CF，運行嵌入式操作系統(tǒng)具有強大的過程控制和處理能力。DI、DO、AI、AO等相關卡件設計美觀，其基座上都設有人性化的防插錯空，防止卡件誤插。I/O模板均為智能模板，具有自診斷、自恢復功能，同時XDC800中XCU及其他硬件卡件均具備在系統(tǒng)運行中帶電插拔功能，這種特點對于使用和維護工作提供了便利條件。

　　3 XDC800的軟件特點

　　XDC800采用新華集團公司開發(fā)的可視化圖形組態(tài)軟件，利用開放的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網實現(xiàn)對現(xiàn)場信息的采集和系統(tǒng)通訊。系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、過程控制、管理于一體，控制功能分散，管理集中，是一個全集成的、結構完整、功能完善、面向整個生產過程的先進過程控制系統(tǒng)。其中XCU控制器部分軟件可以分為三部分，即狀態(tài)顯示部分(VXCU)、控制核心部分(VCTRL)和I/O驅動。XCU的狀態(tài)包括網絡情況、I/O接口狀態(tài)、XCU的負荷率等。XDC800系統(tǒng)軟件具有組態(tài)靈活、調試方便等一系列特點，具體如下：

　　(1)OnXDC系統(tǒng)軟件設計優(yōu)化精簡，只有幾M字節(jié)整個系統(tǒng)軟件，其生成的控制器代碼文件只有幾百K字節(jié)，這在眾多的DCS產品中可以說是最小、最精簡的。

　　(2)xHMI具有強大的圖像顯示功能和方便、直觀、可視化的圖形生成功能，操作平臺為中文化窗口，更利于操作人員高效、方便地學習和培訓工作。

　　(3)XCU圖形組態(tài)編程軟件具有非常豐富的控制算法，符合IEC61131-3標準的應用指令和控制算法的多種編程方式。相對于其他DCS廠家組態(tài)更直觀，利于檢修維護人員維護和修改。

　　(4)具有在線的診斷至通道級的自診斷能力。

　　(5)具備專業(yè)化嵌入式算法模塊，具備在線修改等功能，對控制程序的修改無需編譯和下裝等步驟，確保了現(xiàn)場生產狀態(tài)的安全穩(wěn)定。

　　4 XDC800在脫硫系統(tǒng)中的應用

　　按照脫硫系統(tǒng)工藝要求及脫硫系統(tǒng)作為電廠第四大主設備的出現(xiàn)，對自動化程度和安全穩(wěn)定性提出了更高的要求。XDC800系統(tǒng)具有高可靠性的硬件設計，以太網通訊網絡和現(xiàn)場總線通訊網絡冗余配置，作為脫硫工程中的核心部分XDC800滿足控制系統(tǒng)的一系列要求。

　　4.1 硬件配置

　　大唐長春第二熱電有限責任公司1-4號爐脫硫系統(tǒng)控制柜前后兩面均布置有DCS卡件，為了保證電源系統(tǒng)的安全運行，配置有UPS與廠用電雙路電源冗余配置，機柜內部電源模塊也為冗余配置。系統(tǒng)由5對冗余XCU，2臺冗余交換機分A、B網，4臺操作員站及1臺工程師站、1臺歷史站組成，操作系統(tǒng)采用WINDOWS XP系統(tǒng)。上位機均采用研華工控機，配標準的LCD顯示器、標準鍵盤和光電鼠標。

　　4.2 XDC800功能

　　大唐長春第二熱電有限責任公司DCS系統(tǒng)按照“分散控制、分散操作、集中管理”的要求進行規(guī)劃和設計。脫硫系統(tǒng)中的所有電機、電動門、電氣裝置的操作控制、聯(lián)鎖保護、數(shù)據(jù)監(jiān)視、報警系統(tǒng)均由上海新華XDC800系統(tǒng)完成實現(xiàn)。

　　4.3 實際應用

　　大唐長春第二熱電有限責任公司脫硫DCS系統(tǒng)完成對煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)等聯(lián)鎖、保護、監(jiān)視、操作等功能。XDC800系統(tǒng)在公司的應用中得到了檢修及運行人員的一致認可，不僅在畫面操作方面簡單實用，在邏輯檢修維護過程中更方便修改，易于理解，同時在脫硫系統(tǒng)改造過程中，針對公司對于脫硫系統(tǒng)檢修人員不熟悉此系統(tǒng)的現(xiàn)狀，在改造中采用邊改造邊學習的方法，在改造工程結束后，使檢修人員對于此系統(tǒng)有更深一步的理解與認識。

　　DCS改造過程中邏輯控制部分中吸收塔系統(tǒng)中石膏排出泵聯(lián)鎖邏輯通過EPID增強型PID調節(jié)功能塊，ES/MA手操器功能塊及其他相關聯(lián)鎖實現(xiàn)對石膏排出泵頻率的自動調節(jié)功能。吸收塔除霧器沖洗水順控系統(tǒng)邏輯通過STEP步進功能塊及其他相關條件實現(xiàn)對脫硫系統(tǒng)共計15個沖洗水門的順序控制。電機的啟停與電動執(zhí)行機構的開關均通過XCU組態(tài)中DEVICE功能塊完成，此功能塊內部包含超馳開、關，開關允許，手自動切換，聯(lián)鎖自動開關以及跳閘、故障、控制電源消失等一系列的功能，完全滿足了脫硫系統(tǒng)現(xiàn)場設備的相關聯(lián)鎖、保護功能，同時此功能塊還可以根據(jù)現(xiàn)場實際需求進行相關參數(shù)調整工作，具備強大的適應能力。

　　5 結語

　　通過XDC800DCS系統(tǒng)在大唐長春第二熱電有限責任公司的成功應用，經過近兩年的正常生產使用，此控制系統(tǒng)中監(jiān)控的溫度、壓力、液位、流量均正常，電機及電動執(zhí)行機構的控制、反饋靈敏，對電機保護及聯(lián)鎖準確，給操作人員監(jiān)視、控制帶來了很大的方便，證明了XDCS800是一套穩(wěn)定性極高且操作簡單的DCS控制系統(tǒng)，XDC800DCS系統(tǒng)自身有極高的運行穩(wěn)定性和可靠性，有很強的故障診斷能力和修復能力。XDC800DCS控制系統(tǒng)為單機保護以及整套脫硫系統(tǒng)提供極為完善的安全保護，應用于脫硫系統(tǒng)中具有較高的經濟價值及安全