1、DCS 系统整体升级改造摘 要天津泰新垃圾发电有限公司 DCS 系统采用上海福克斯波罗有限公司的 I/A Series 产品。工作站型号为 AW51F，控制器型号为CP60，I/O 卡件为 FBM200 系列，控制网络为节点总线型。从 2004 年投产至今，已有十年多时间。为了生产的稳定性和安全性的要求由现有的机/炉控制器（型号为 CP60）升级成新的控制器（型号为 FCP270） ，升级后的控制器随卡件柜布置，改变原来集中布置的情况。 关键词DCS 系统：控制器；升级； 中图分陈类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0209-01 一、简介 天津
2、双港垃圾焚烧发电厂是我国华北地区第一个垃圾焚烧发电厂，总投资 5.8 亿，占地面积 108 亩。设有 3 条 400 吨/日焚烧线，采取 24小时连续运行方式，全年运行不低于 8000 小时，每天可无害化处理生活垃圾 1200 吨，年处理垃圾 40 万吨，装机 2 台 12MW 汽轮机发电机组，利用垃圾焚烧余热发电，年平均上网电量 1.2 亿度。 从 2004 年投产至今，已有十年多时间。这几年来，随着计算机和控制技术的飞速发展，I/A 系统也随之了升级换代，从工作站到控制器、卡件等，均推出了新一代产品，新产品无论性能和可靠性方面，与早期产品相比均有了较大提升。与之相应的，早期的节点总线系列产
3、品，如RCNI/NCNI、CP60、51F 工作站、COMM30 通讯组件等已退出市场。为保证电厂长期稳定无故障运行，故在现有系统的基础上有计划有步骤地更新原有 DCS 系统。 二、现有 DCS 系统配置及使用情况概述 天津泰新垃圾发电有限公司 DCS 系统采用上海福克斯波罗有限公司的 I/A Series 产品。工作站型号为 AW51F，控制器型号为 CP60，I/O 卡件为 FBM200 系列，控制网络为节点总线型。系统规模为：控制器 13 对（锅炉 6 对、汽机 2 对、电气 2 对、公用系统 1 对、通讯控制器 2 对） ，工作站 8 台（操作员站 6 台，工程师站和历史站各 1 台）
4、 。现有配置如下所示： 三、DCS 升级要求 1、本次 DCS 控制系统升级改造后保留原有 DCS 系统各站的所有功能（包括组态的控制策略、操作、显示、报警、趋势显示、历史趋势和历史数据显示和查询以及与其他控制系统的通讯、显示等） 。 2、升级改造后，保留原有 I/O 点数，CP 负荷不高于 50%，采用 Mesh网络结构，通讯速率不低于 100Mb/s，通讯负荷不高于 50%。 3、保证 DCS 控制系统升级改造后整个系统的完整性、可靠性、安全性，系统可用性应大于 99.99%。 4、原系统电源采用 1：1 冗余配置，对升级所涉及的机柜电源进行评估，并保证升级后仍为 1：1 配置，而且有足够
5、余量，即使只有一路电源供电系统仍可正常工作。 5、因原系统 AW/WP 工作站 51F 目前已经停产，且故障率高，需要升级到最新主流型号的工作站，其中 6 台操作站为双屏配置。升级后的工作站的硬件和软件应具有高可靠性和容错性，软件应有从错误中迅速恢复的功能。 6、13 对控制器（型号为 CP60）需要升级至最新的控制器（型号为FCP270 或以上） ，容错（冗余）配置。 7、控制系统的网络结构需要升级至新的 MESH 网络结构，控制局域网和现场总线设备容错（或冗余）配置，通信网络应有病毒防护设施。 8、升级后系统接地原则上采用原 DCS 系统的接地系统。 9、DCS 系统升级后，不得改变原系统
6、 I/O 卡件及通道的编号，方便升级改造后的维护。 四、升级改造技术方案 根据本厂的现状和需求，结合 I/A Series 的产品生命周期特征，制定如下升级方案： 现场 DCS 系统控制着 3 台垃圾焚烧炉 2 台汽机和一套公用系统，为了保证现场生产安全，计划在升级时进行短时间的停机，在停机期间先对公用系统、1#炉以及 1#机进行升级。公用系统、1#炉以及 1#机升级后即可开炉运行，以缓解垃圾堆放场的压力。待 1#炉、公用系统以及 1#机升级完毕后进行 2#炉，3#炉以及 2#机的升级，在剩下系统升级过程中，可根据现场实际情况确定开炉时间。 具体方案如下： 1、停机期间，首先搭建整个系统的网络
7、平台，对现有主机柜进行改装，新增一对 24 口光纤交换机及其配套电源，并重新设置系统 commit安装盘，定义整个网络结构。升级后的网络结构将非常简单并且稳定。13 对控制器及 8 台工作站（操作员站 6 台，工程师站和历史站各 1 台）均通过冗余光纤直接接到交换机，形成冗余的 Mesh 网络结构。由现有#1机/炉控制器（型号为 CP60）升级成新的控制器（型号为 FCP270） ，升级后的控制器随卡件柜布置； 2、将公用系统和 1#炉的控制器（型号为 CP60）升级为新控制器（型号为 FCP270） ，控制器不再集中布置，升级后的控制器随卡件柜布置。3、对现有公用系统和#1 炉及 1#机卡件
8、柜利旧改造，卡件底板更换为最新的 FBM 底板，原有卡件保留。 4、将工作站全部升级为最新的工作站（型号为 H92） ，操作员站和工程师站性能将大大提升。 5、公用系统和 1#炉及 1#机升级完毕后，可根据要求启动公用系统和 1#炉及 1#机，进行正常生产运行，同时对 2#炉、3#炉和 2#机进行升级改造，这两个炉在升级后逐一接入新的 Mesh 网络系统，既保证生产安全，又使得现场停机时间不会太长，保证生产连续。 6、控制系统主要施工步骤 软件部分： （1） 现有系统软件备份，包括组态、画面、系统定义盘等； （2） 根据新的系统定义，制作系统定义盘，并使用新的定义盘进行工作站安装； （3） 现
9、有 Unix 平台下画面和逻辑转换到 Windows 平台； （4） 将系统原有组态以及功能恢复至 Windows 平台后进行调试以使系统原有功能在 windows 平台完整保留并且运行正常； 硬件部分： （1）新机柜安装就位； （2）电缆光缆铺设，光缆熔接； （3）新控制器（型号为 FCP270）安装； （4）原有卡件柜改装旧底板拆除，新底板安装，卡件恢复； （5）系统恢复、上电，检测控制器、工作站及 I/O 卡件状态，测试DCS 各部件工作情况。 升级后的配置如下所示： 五、结论 通过本次的升级改造，使本厂的 DCS 系统控制器（型号为 CP60）升级为新控制器（型号为 FCP270） ，控制器不再集中布置。工作站全部升级为最新的工作站（型号为 H92） ，操作员站和工程师站性能将大大提升。解决了原来卡件停产造成备件采购困难的问题，同时通过 DCS 整体升级改造增加了设备的稳定性，为长时间的稳定连续生产打下良好的基础。 参考文献： 1 查方兴. 英维思 I/A Series 系统及应用。 作者简介： 牛玉阁，男，1978 年出生，助理工程师。2001 年毕业于北京机械工业学院。毕业后应聘于天津天铁炼焦化工有限公司。之后应聘于天津蓝巢检修公司，期间先后在大唐红河发电厂，蒙能金山热电厂做热控专业专工。2009 年进入天津泰新垃圾发电有限公司设备部，任热控专工工作至今。
