周涛   曲申田   王阳

1  前言

    鸡西电厂技术改造工程新建二台2×25MW供热机组，#2机组2003年1月25日20时顺利通过168小时满负荷运行，2003年3月15日#1机组在168满负荷试运行期间，机组自动化控制系统方面吸取各方面的优点，从控制系统和自动化程度上都达到比较先进的水平。

2  系统概况

    125MW机组控制系统采用北京和利时公司的MACS-Ⅱ控制系统，主要完成MCS、SCS、CCS功能，DCS系统硬件包括9个I/O站、1个电源分配柜、6个DO机柜、8个DI机柜、2个服务器机柜、4个操作员站、1个工程师站、1个打印机控制站、2个通讯站（与FSSS、DEH通讯），开关量完全采用隔离的方式进行运算。MACS-Ⅱ系统的组成包括：网络、工程师站、操作员站，网络分为监控网络、系统网络、控制网络三个层次。

    MACS-Ⅱ系统具有的功能有：数据采集、控制运算、闭环控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、日志记录、事件顺序记录、事故追忆、图形显示、控制调节、报表打印、高级计算、组态、调试、下装、诊断。

    工程师站具有的功能有：建立目标工程、系统设备组态、数据库组态、算法组态、图形组态、报表组态、事故库组态、编译生成、系统下装。

    操作员站具有的功能有：在操作员站上运行的软件是MACS-Ⅱ系统专用实时监控软件，运行在多任务操作系统中，主要任务有显示、会话、报警、日志管理、控制调节、历史库管理、系统库管理。操作员站是重要的人机交互界面，支持专用工业键盘、轨迹球等外部设备。

图1  MACS-Ⅱ系统体系结构

3  MACS-Ⅱ控制系统功能

    系统构成参见图1。DCS分散控制系统按照系统和功能分配在不同的站内，每个控制站内采用双DPU主控单元，电气的DAS点和开关控制纳入DCS，380V备自投开关的投切也纳入DCS控制，电气控制纳入DCS目前还在尝试中，同时也是对DCS系统的一次全面考验。
    ①  #10~#11站实现炉侧SCS功能。
    ②  #12~#13站实现机侧SCS功能。
    ③  #14~#17站实现机炉MCS功能。
    ④  #18站实现电气ECS功能。
    ⑤  #19站实现炉侧FSSS功能。
    ⑥  #20站实现机侧DEH功能。
    #10 I/O站对SCS及DAS点进行信号处理。SCS顺控设备的处理，主要完成锅炉信号报警组态处理，一次风门、二次风门、三次风门控制，给粉机系统控制，排粉机控制，甲乙磨煤机程控启动，甲乙磨煤机低油压保护，甲乙磨煤机保护，锅炉大联锁保护，输粉机控制，制粉系统顺控设备控制。

    #11 I/O站对SCS及DAS点进行信号处理。SCS顺控设备的处理，主要完成锅炉信号报警组态处理，吹灰程控，定排程控，给粉电源控制，锅炉大联锁保护，锅炉汽水系统控制，锅炉汽包水位保护控制，锅炉过热器安全门保护控制，送风机保护联锁及控制，引风机保护联锁及控制，制粉系统顺控设备控制。

    #12 I/O站对SCS及DAS点进行信号处理，SCS顺控设备的处理，主要完成锅炉辅机信号报警组态处理，除氧器顺控设备的控制，低负荷保护控制，凝汽器系统控制，低加疏水控制，高加保护控制。
#13 I/O站对SCS及DAS点进行信号处理，SCS顺控设备的处理，主要完成汽机信号报警组态处理，甲乙给水泵保护及控制，甲乙给水泵再循环系统控制，高低旁路控制，汽机真空系统保护控制，汽机润滑油系统控制，发电机密封油系统控制，工业水系统控制，轴封蒸汽系统控制，减温减压系统控制，轴封风机控制。

    #14 I/O站对MCS及DAS点进行信号处理，实现MCS控制系统中的协调控制和给粉控制。完成SCS系统中的仪表空压机系统控制。

    #15 I/O站对MCS及DAS点进行信号处理，完成给水控制系统、一级减温控制、主汽温度控制、再热汽温控制。

    #16 I/O站对MCS及DAS点进行信号处理，完成两台送风机自动控制、完成两台引风机自动控制、完成两台磨煤机温度自动控制、完成两台磨煤机入口负压自动控制、完成两台给煤机控制、锅炉燃油压力自动控制。

    #17 I/O站对MCS和ECS以及DAS点进行信号处理，主要完成MCS控制系统中的高加水位自动控制、厂用蒸汽温度自动控制、厂用蒸汽压力自动控制、除氧器水位自动控制、除氧器压力自动控制、高压轴封压力自动控制、低压轴封压力自动控制、减温减压温度自动控制、减温减压压力自动控制、凝汽器水位自动控制、#1低加水位自动控制。完成ECS控制系统中的低备变1DL开关控制、化学变1DL开关控制、#1除尘变1DL开关控制、#2除尘变1DL开关控制、#1输煤变1DL开关控制、#2输煤变1DL开关控制。

    #18 I/O站对ECS信号进行处理，完成380V（IIA、IIB）段备用分支开关、380V（IIA、IIB）段母线备自投开关控制、高压起备变低压侧（IIA、IIB）段开关控制、厂用开关控制、#2低厂用1DL开关控制、#2低厂用（A、B）段ZKK开关控制、高压工作变（1DL、2DL、3DL、4DL）开关控制、发电机220kV开关控制。

4  软件编制

    组态软件的编制在工程师站进行，组态分为系统设备组态、数据库组态、算法组态、图形组态、事故库组态，组态完成后在数据库进行联编，联编成功后对服务器和操作员站进行下装，系统重新启动后生效，并可在线运行。

    控制算法组态，用户根据系统工况完成MCS组态、SCS组态工作，完成组态工作后进行页编辑、站编辑、工程编辑，然后生成底图，以便在线进行调试打开使用。

    控制表组态：系统根据运行的要求对控制表进行组态，主要完成各种报表组态，对于MACS-Ⅱ除报表以外不需要进行组态。

    事故库组态：根据系统出事故的根源对事故进行事故追忆，事故追忆最多可分成20个，每个事故中事故源最多分为5个，每个事故中追忆组最多分为6个，每个事故中实时点最多分为20点。SOE事故追忆只在数据库中进行填写SOE属性即可。

    图形组态，可根据系统绘制图形然后进行动态连接，动态点的连接必须调用数据库定义点，手操器连接须在算法组态完成后才能够进行。

5  控制方式

    控制系统主要方式有“手动”、“自动”、“串级”、“跟踪”四种状态。

    手操器有“手动”、“强制手动”、“自动”、“跟踪”四种状态。

    控制系统在“手动”状态下，根据系统工况由运行人员输入数值完成系统功能；在“自动”状态下，控制系统按照预先组态好的控制方式进行控制，自动完成所有控制及监视功能。在“手动”状态下，控制系统在操作员的控制下发出指令信号来完成控制功能；在“串级”状态下，完成串级自动控制系统的功能；在“跟踪”状态下，控制系统满足控制功能的要求，完成整个系统的功能。

6  画面分区及操作方法

    (1)该系统画面监视屏幕共分十个区，分别是：① 工具栏菜单区。用鼠标单击其中的图标按钮，可弹出相应的功能菜单；② 工程名区。显示当前工程名；③ 报警及SOE提示区。当有新的报警信息时，“报警显示”条闪烁；④ 时间及版本区；⑤ 系统开发商标区；⑥ 报警条报警信息显示区。显示最新的报警信息；⑦ 操作日志显示区。显示最新的报警信息；⑧ 操作员站状态信息显示区。显示本操作员站的计算机名、登录域名、站号、用户名、登录级别、权限及内存使用信息；⑨ 图形显示区。最多可切分成8个子窗口显示不同图形文件；⑩ 状态条区。显示当前登录的用户级别和权限，以及当前运行的主、从服务器标识符，用鼠标单击此标识符将弹出服务器状态窗口。

    (2)图形显示区在系统画面中可显示动态点所对应的I/O站号、模件位置、通道号；热点交互特性中可弹出手操器、电动机、电动门、电磁阀、普通窗口进行操作；用户可根据需要自定义综合趋势、开关趋势、XY趋势等。用户登录级别有三种：监视级别、操作员级别、工程师级别。

7  网络构成

    系统网络分为三层，监控网络（M-NET）实现工程师站、操作员站、打印机站与服务器的互联，系统网络实现现场制站与服务器的互联，控制网络（C-NET）实现现场控制站与过程I/O站的通讯。系统网络分为双层结构，当一条网络出现问题时不会影响到系统的正常运行，现场控制站主控单元双DPU组成，互为冗余，提高了系统网络的稳定性。

 图2  MACS-Ⅱ系统网络结构

8  网络抗干扰特性

    当进入MACSTM系统的信号、供电电源或MACSTM系统设备本身出现问题时，有效的接地系统可以迅速将过载电流导入大地。接地系统能够为MACSTM提供屏蔽层，消除电子噪声干扰，并为整个控制系统提供公共信号参考点。系统设计中为了不受外界干扰提高系统的抗干扰性能，具体的措施有：
    ①每个现场控制站机柜最多设有4条接地汇流条，柜底也接有汇流条，接地汇流条与机柜绝缘。将现场信号电缆的屏蔽地连至接地汇流条，汇流条的另一端接至电气接地网接地体。
    ②所有现场来的开关量控制信号均通过信号隔离和中间继电器隔离。
    ③I/O接线全部采用屏蔽电缆进行屏蔽。
    ④所有的接地信号都通过汇流条与电气接地体相连。

    由于采取有效的抗干扰的措施，在整个#2机组调试启动过程中，只损坏了一个模件，系统稳定运行。

    MACSTM系统在鸡西热电有限公司2×125MW应用至今，在#2机组168运行中和#1机组168试运行期间，没有因为MACS-Ⅱ系统出现异常而造成系统死机现象而影响168运行，虽然也存在某些不足之处，但是问题都已一一得到解决，从总体上看，运行正常稳定，各项技术经济指标基本上达到要求，收到了良好的效果。