1、項目簡介 合肥發電廠3號DCS系統改造采用的設備是北京和利時系統工程股份有限公司的MACS集散控制系統。這次改造的目標是在集控室完成3號機組的啟動、停機、正常運行和事故處理。這次改造的范圍包括：單元機組協調控制系統（CCS）；鍋爐爐膛安全監測系統（FSSS）；順序控制系統（SCS）；數據采集系統（DAS）；汽輪機數據電液控制系統（DEH）；汽輪機監視儀表（TSI）；汽輪機緊急跳閘系統（ETS）；發變組、廠用電的操作監視和信號系統（ETS）；衛星校時系統（GPS）；與勵磁的通訊系統；與廠管理網(MIS)的通訊系統。這次改造的物理測點數為2500點左右。這次改造僅保留以下的常規操作和監視設備：緊急停機按鈕、緊急停爐按鈕、緊急停發電機按鈕、事故放水和對空排氣按鈕、直流潤滑油泵的緊急啟動按鈕、汽包電接點水位表、汽包水位工業電視。這次改造常規熱工信號沒有保留。這次改造的時間是2000年12月25日——2001年2月15日歷時50天。這次改造合肥電廠的工程技術人員進行了大量細致的工作并參加了從設備選型、測點分站、方案設計、算法組態、動靜態調試等全過程。 2、MACS系統在合肥電廠3號機組上的應用 （1）系統硬件配置 現場控制站8套，其中汽機2套完成機側系統的控制；電調1套完成汽機轉速和負荷的控制同時也完成汽機保護的功能；電氣1套完成發變組及廠用電開關的操作和監視及中央信號的功能；鍋爐4套，其中一套完成滅火保護的控制，另三套完成鍋爐風煙系統、制粉系統及汽水系統的控制。 遠程I/O站一套，完成原893前端采集主機的功能。 服務器兩臺（冗余配置），完成歷史數據的管理和系統裝載等功能。 工程師站一臺，完成系統組態調試和下裝。 操作員站6臺，其中一臺電氣，兩臺汽機，兩臺鍋爐，一臺大屏投影監視。 通訊站兩套，其中一套為與發電機勵磁的通訊，一套與廠管理網MIS的通訊。 GPS系統，用于整個系統的衛星校時。 （2）系統網絡配置 第一層控制網，在現場控制站內，由ProfiBus-DP組成，用于站內數據的交換。 第二層系統網，位于I/O站間及I/O站和服務器間，為100M以太網，用于I/O站間的數據交換及I/O站和服務器的數據交換。 第三層管理網，位于操作員站（工程師站）和服務器間，為100M以太網，用于操作員站和服務器的數據交換。 （3）測點分站原則 這次改造的分站沒有采取按功能分站的原則，而是采用按工藝系統和功能兼顧分站的原則，這種分站具有所需測點少、站間引用少的優點。 （4）控制功能實現 DAS部分 　 完成參數和設備狀態的顯示報警、歷史曲線記錄、事故追憶、報表打印等功能。 CCS部分 機組協調控制系統。 汽包水位調節系統。 氣溫調節系統。 送風調節系統。 引風調節系統。 一次風壓調節系統。 燃燒調節系統。 除氧器水位調節系統。 除氧器壓力調節系統。 軸加水位調節系統。 低加水位調節系統。 高加水位調節系統。 凝汽器水位調節系統。 SCS部分 完成所有設備的手動操作功能； 完成機組聯鎖的功能，包括鍋爐大小聯鎖、制粉系統聯鎖、工作備用的互聯及低參數聯啟備用等功能； 完成輔機保護的功能，包括磨煤機油壓保護，汽包水位保護，給水泵油壓保護，發電機斷水保護等功能； 完成主要輔機順序啟?？刂乒δ?； FSSS部分 完成爐膛安全監測保護的功能； 完成一、二風風速及一次風煤粉濃度的測量。 ECS部分 完成發變組及廠用電系統高低壓開關的操作、監視； 完成開關操作閉鎖的功能； 完成中央信號報警的功能； DEH部分 完成轉速和負荷的控制； 完成超速試驗、閥門活動試驗、閥門嚴密性等試驗； 完成103％、110％超速保護功能； ETS部分 完成汽機危急保護跳閘的功能； 3、合肥發電廠3號DCS改造特點： 集控室的布置采用以大屏幕為中心的信息中心環境，取掉原來的金屬盤臺和立屏，取掉大量的常規儀表和操作開關，取掉所有的熱工信號。隨著自動化水平的提高，老廠改造集控室布置信息中心化是發展的趨勢； 由于MACS系統具有較強的開放性和兼容性，可以把支持DP協議的PLC作為I/O站的一個模件，所以這次改造把ETS做到DCS系統里； 把893裝置做為DCS的一個站，在工程師站上直接對893前端進行設置組態，取掉原來的893主機，所有的前端由原來的一個網卡增為3個網卡，可靠性不但提高了，而且使用也變得非常簡單； 設備和運行參數的報警是機組運行的一項重要功能。這次改造中設備和參數報警采用了多種形式，以滿足不同崗位在不同工況下的各種需要。這次改造報警的形式有設備故障和參數越限在顯示上的變色和閃光、有報警一覽、有模擬常規光字牌、有瞌睡報警、有活動光字牌。所謂的活動光字牌是打破光字牌順序不變的限制只把報警的光字在CRT的工藝流程畫面的上部顯示出來，先來的先報，后來的后報，確認變平光，恢復后消失。為了滿足不同運行崗位的需要，所有的報警運行人員可以分級分區分類進行抑制，這樣使不同的崗位只看與自己有關的報警。為了滿足不同運行工況的需要，運行人員對相同的參數在不同的工況下可以設立不同的報警限值，以滿足機組啟停運行等不同工況參數有不同限值的需要。 由于MACS系統采用了先進的編譯下裝原理，實現了數據庫、設備組態、報表圖形、控制方案等的下裝無擾。 合肥發電廠＃3機組DCS系統改造工程經濟效益及社會效益分析 由北京和利時系統工程股份有限公司開發研制的MACS系統應用于安徽省合肥發電廠＃3機組DCS系統改造工程，機組投運后取得了可觀的經濟效益和社會效益。 第一、 經過對DCS系統改造前后的測試，其發電煤耗下降了1.22g/KWH。按照2001年發電量6億KWH，標準煤單價288元/噸計算，本臺機組年節約煤經濟效益為 1.22g/KWH×6億KWH×288元/噸＝21萬元。 第二、 機組單元控制室盤臺的改造，取消了常規儀表及操作器、操作開關等，電子設備間大為簡化，每年直接節約備品備件設備費約36萬元。機組大小修期間這些常規儀表的拆裝、校驗都耗費大量的勞動力，DCS系統徹底改變了這一狀況，將人們從繁重的體力勞動中解放出來，僅此可減員增效年節約15萬元。此外，由于DCS系統所用的模塊都可帶電插拔，這大大縮短了消缺時間，及時消除安全隱患，為機組安全、穩定發電提供了保障，此項的經濟效益和社會效益大為提高。 第三、 汽輪機調速系統改為數字式電液調節系統（DEH），提高了汽機運行的安全性和穩定性，減少了機組的非計劃停機次數，此項年節約資金15萬元。 第四、改造后的機組具備了投AGC的功能，大大提高的機組競爭上網的競爭能力，為機組多發電提供了機會，此項的經濟效益和社會效益非?？捎^。 第五、 機爐協調控制系統的投入，使機組輔機設備維護量及損壞率大幅度下降，據計算本臺機組每年可比協調系統投入前節約維護費用8萬元。 第六、 DEH系統和機爐協調系統的投入，提高了機組的啟機、停機速度，節約了燃料，年可創經濟效益10萬元。 第七、 改造后的機組實現了機電爐一體化，此項可減人增效年節約10萬元。該項技術在我廠的應用，提高了職工的技術水平，推動了合肥電廠的科技進步。 總之、合肥電廠＃3機組DCS系統改造工程的完成，可年創直接經濟效益115萬元，間接經濟效益和社會效益更加顯著。 5、合肥發電廠3#機組自動化改造工程MACS控制系統技術評審意見 國家電力公司電力規劃設計總院于2001年10月26、27日在合肥組織召開“合肥發電廠3#機組自動化改造工程MACS控制系統技術評審會”。與會領導、專家與全體代表認真聽取了合肥發電廠、北京和利時系統工程股份有限公司及安徽省電力試驗研究所的“技術成果研究報告”、“現場運行報告”、“現場測試報告”，“用戶使用情況證明”、“經濟和社會效益分析報告”，以及“查新報告”等，并考察了工程現場。技術評審委員會審查了全部文件，聽取了與會代表的意見與研制方的解答，經過深入細致的討論，形成以下評審意見： 第一、 提交會議的技術資料齊全、完整，符合技術審查的要求。 第二、和利時公司研制的MACS系統是國內自主開發的新一代DCS。該系統設計合理、功能完善，系統開放性強。該系統各項技術指標均符合電力行業有關技術規范的要求，并具有如下特點： 系統采用“域”的概念，既有利于分系統的獨立完整，又便于系統擴展。 I/O總線采用ProfiBus-DP現場總線，能將I/O卡件置于現場，可節省控制電纜。 系統硬件制造采用表面貼裝工藝，保證了系統卡件的可靠性。 合肥發電廠3#機組采用MACS系統成功實現了DAS、MCS、SCS、FSSS、DEH、ETS和電氣控制功能，取消了模擬盤臺。一體化實現了上述功能。 該系統保留了原機組前端數據采集系統并與DCS系統通訊，縮短了改造工期，機組具備AGC和一次調頻功能，提高了機組的可控性。 該系統經過試運行階段的完善，正式投入運行以來運行穩定、可靠，達到了設計規范要求的各項功能，對電廠的安全、經濟運行發揮了應有的作用。 綜上所述，合肥電廠項目應用的MACS系統總體技術水平處于國內同類型先進水平，可為國內新建和改造工程借鑒。