火力发电厂分散控制系统技术条件.docx
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1、GB/T 362932018目 次前言Ill1范围12规范性引用文件13术语和定义14基本规定35硬件和系统软件要求 45.1 系统结构45.2 -般要求45.3 通信网络55.4 电源75.5 控制处理器(CP) 85.6 输入输出模件(I/O) 95.7 人-机接口 105.8 外雨设备125.9 现场总线通信设备 135.10 机相和接地145.11 备品备件和专用工具156应用功能和软件156.1 一般要求156.2 数据采集和人一机界面166.3 模拟量控制186.4 开关量控制和顺序控制226.5 锅炉炉膛安全监控系统256.6 公用设备控制系统276.7 现场总线控制系统287技
2、术文件297.1 基本要求297.2 硬件资料297.3 系统软件资料 297.4 应用软件文件307 5/() 7青.p. uJ,总、,戈II殳 1 11,* 307.6 其他资料308 包装和贮存308.1 包装要求308.2 贮存309 试验319.1 .L厂验收(FAT) 319.2 现场验收339.3 考核与质保339.4 内用率测试33GB/T 362932018火力发电厂分散控制系统技术条件1范围本标准规定了火力发电厂分散控制系统(DcS)的硬件、系统软件、应用功能、资料、包装贮存和脸收 测试的技术要求。本标准适用于新建或改扩建火电厂单机容量3D0 MW及以上机组的分散控制系统(
3、DCS),其他容 量机组的DCS可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件.仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 2421.1电工电子产品环境试验概述和指南GB/T 4208外壳防护等级(IP代码)GR/T 8117.2汽轮机热力性能验收试验规程 第2部分:方法B各种类型和容量的汽轮机宽准确度试验GB/T 10184电站锅炉性能试验规程GB/T 13384机电产品包装通用技术条件GB/T 17214.1 _L业过程测量和控制装置 工作条件 第I部分:气候条件GB/T 17626.2
4、GB/T 17626.3GB/T 17626.4GB/T 17626.5GB/T 17626.8GB/T 17626.11电磁兼容试验和测量技术静电放也抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术 电磁兼容 试验和测量技术 电磁兼容试验和测量技术 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 浪涌(冲击)抗扰度试验 工频磁场抗扰度试验电海兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验GB 17859计算机信息系统 安全保护等级划分准则GB/T 18271.3过程测展和控制装置 通用性能评定方法和程序 第3部分:影响髭影响的试验GB/T 26863-2011火电站监
5、控系统术语GB/T 30372火力发电厂分散控制系统验收导则GB/T 33009.1工业自动化和控制系统网络安全 集散控制系统(DCS)第1部分:防护要求3术语和定义GB/T 26863-2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用.以下重复列出了 GB/T 26863-2011中的一些术语和定义。3.1分散控制系统 distributed control system;IX?S采用计算机、通信和屏幕显示技术.实现对4产过程的数据采集、控制和保护功能.利用通信技术实 现数据共享的多计算机监控系统。其主要特点是功能分散、操作显示集中、数据共享。根据具体情况也GB/T 3629320
6、18可以是硬件布.置上的分散。GB/T 268632011 定义 8.133.2控制处理器 control processer;CP以微型计算机或微处理器为核心.完成控制逻辑和控制算法的专用模块化单元。3.3过程控制站 distributed process unit;I)PU;process control unit;PCU能够实现生产过程中相对独立子系统的数据采集、控制和保护功能的装置。3.4人-机接口 man-machine interface:MMI;human-machine interface:HMI人(即用户)与系统(即特定的机器、装置、计算机程序或其他更杂工具等)相互作用的手段
7、的集合 体。用户接口提供了以下手段:输入:允许用户操作系统。输出:允许系统指示用户操作的响应。GB/T 268632011 .定义 5.63.5输入输出模件 input and output module:I/O将生产过程参数转换为工业控制计算机系统能够接收的数字信号,或将工业控制计算机系统输出 的数字信号转换生产设备能够接收的物理信号的部件或组件。3.6主控通信网络 main communication network :MC、连接分散控制系统中各过程控制站、人-机接口站(操作员站、工程师站)或人-机接口数据服务器的 实时数据通信网络。3.7数据采集系统 data acquisition s
8、ystem;DAS采用数字计算机系统对工艺系统和设备的运行参数、状态进行检测.对检测结果进行处理、记录、显 示和报警.对机组的运行情况进行计算和分析,并提出运行指导的监视系统。GB/T 268632011 .定义 5.93.8模拟量控制系统 modulating control system : MCS闭环控制系统 closed loop control system实现锅炉(包括常压循环流化床、余热锅炉)、汽轮发电机组或燃气轮发电机组及相应辅助系统参数 自动控制的总称。在这些系统中.常包含参数自动控制及偏差报警功能,对于前者.其输出量为输入量 的连续函数。GB/T 268632011 .定义
9、 6.293.9炉膛安全监控系统 furnace safetyguard supervisory system:IrSSS对锅炉(包括常压循环流化床)点火、燃烧器、油枪或气枪或床枪进行程序自动控制.防止锅炉(包括 常压循环硫化床)炉膛由于燃烧由于燃烧熄火、过压等原因引起炉膛外爆或内爆而采取的监视和控制措 施的控制系统。它包括燃料安全系统和燃烧器控制系统。对煤粉(或燃油、燃气)锅炉,有时也称为燃烧 器管理系统 burner management system(BMS)GB/T 268632011 定义 7.123.10顺序控制系统 sequence control system ; S(JS对机
10、组的主机或某一工艺系统或主要辅机按一定规律(输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序) 进彳J控制的控制系统C 乂称两位式控制系统或开关量控制系统。GB/T 268632011,定义 6.303.11数字电液控制系统 digital electro-hydraulic control system ;I)EH由电气原理设计的敏感元件和数字电路(计算机).山电气/液压原理组成的放大元件和液压原理组 成的伺服机构所组成的汽轮机控制系统。筒称数字电调。GB/T 268632011 定义 6.29.4.33.12现场总线 field bus一个数字化的、串行、双向传输、多分支结构的通信网络系统.是用于工厂
11、/车间仪表和控制设备的 局域网。IEC61158 分别规定了基金会总线 Hl III HSE.ControlNet.DeviceNet.PROFIBUS,P-net. WorldFlP JnterbusxEtherCATEthernet Powerlink、Sercos、VNET/IP、CC-Link、Hart 等通信协议。GB/T 268632011 定义 4.4.13.13现场总线控制系统 field-bus control system: FCS一种利用现场总线技术.构成集成式的全身分散控制系统。把现场测量、控制设备连接成网络系 统.按公开、规范的通信协议,在位于现场的具有多种测控计算功
12、能的设备之间,以及现场仪表与监控计 算机之间,实现双向数据传愉与信息交换,并对现场设备进行实时诊断、管理、维护的系统。EGB/T 268632011 .定义 8.143.14厂级监控信息系统 supervisory in format ion system for plant IeveLSIS建立发电厂内生产过程实时/历史数据库平台、为全厂实时生产过程综合优化服务的实时生产过程 监控、管理的信息系统。EGB/T 268632011 .定义 9.513.15总燃料跳闸 master fuel trip:MFT由人工操作或保护信号自动动作.快速切除进入锅炉(包括常压循环流化床)的所有燃料(包括到炉
13、 膛、点火器J河道燃烧器等的燃料)而采取的控制措施。GB/T 268632011,定义 7.12.33.16燃油跳闸 oil fuel trip:OFl快速关闭燃油阀.切断进入锅炉的所有油量。GB/T 268632011 .定义 7.12.54基本规定4.1 影响机组安全运行的关键工Z参数配置冗余变送器输入通道应配置在两个不同的输入模件中。4.2 服务器、操作员站应容余配置。4.3 T)CS的供电及各DPU供电电源应冗余配置.各人-机接口站(MMl)及DPU的控制处理器及其通 信网络和通信模件(接口)、远程I/O的通信接口和通信线缆、现场总线通信主站(若采用)应冗余配置。4.4 模件单通道电源
14、故障的影响范围不应超过其所在的模件;模件的电源故障不应引起系统电源故 障:MMl单个计算机或终端电源故障不应影响其他计算机或终端不引起系统也源故障。4.5 冗余配置的模件或部件在主控侧故障时.备用侧及时接替控制.不应对系统产生扰动;单一通道、 部件硬件故障小应引起其所在于系统的故障;主控通信网络或I/O通信网络上任何节点故障.小应用 起其他节点及该节点所在网络的故障。4.6 DCS上位级硬件或系统故障时.下位级硬件或系统应具有保护系统安全的能力:主控通信网络故 障.DPU能够在安全模式运行.保证所控制的工艺系统安全;控制处理器或1/()通信网络故障,1/0模 件应能够按照预先设定的安全模式.控
15、制外部设备。4.7 现场总线单一从站故障不应影响所在网段的通信.现场总线一个网段故障不影响相邻网段的通 信.现场总线主站通信故障不造成从站Tf对机组安全运行危害性的动作。4.8 冗余配置的控制器或模件,主控侧软件发生故障或死机时.备用侧应能够检测并及时接替控制功 能.不对系统产生扰动。4.9 DCS运行过程中.在线修改、下载软件,不应对原有软件的运行产生扰动或引起软件故障、死机等。4.10 DCS系统设计应保证任何单一设备、部件故障不会导致整个系统故障。配置满足故障安全要求 的设备、部件。4.11 DPU的配置方案应既满足负荷率的要求,又满足控制功能分散的要求。宜对机组DCS控制系 统的DPU
16、故障是否会导致机组跳闸进行安全性评估,有安全隐患时.应重新分配DPU的功能。4.12 T)CS故障时系统保护功能、后备手动操作不应失效。4.13 受电子设备使用年限的限制J)CS系统使用寿命宜不超过10年。5硬件和系统软件要求5.1 系统结构DCS系统由工作站、通信网络、控制器和IO模件构成.工作站按照网络结构可分为分布式结构和 服务器/客户机结构。5.2 一般要求5.2.1 环境条件要求在海拔2 000 m以下火也厂的DCS硬件应满足GB/T 2421.1的要求.在以下环境条件下能正常 运行:a)环境温度:安装在控制室内(有空调)温度范围:+5 C+ 40 *C (GB/T 17214.1中
17、B2级.适 用于户内或掩蔽场所);安装在现场(无空遍)温度范围:一25 C+ 55 (GBT 17214.1中 C2级.适用于户外场所);I)允许的环境相对湿度:95%,不结露.严酷等级应达到40 (士2 (;c)振动:振动等级为控制室或低振动级场所.振动频率10 Hz150 Hz.位移峰幅值0.075 nmo5.2.2 抗干扰要求5.2.2.1 电跋兼容性(EMc)要求:DCS安装于控制室电子间的硬件和安装于工业现场环境的硬件的 EMC性能等级.应分别满足下列要求:a)铮电放电抗扰度试验.控制室内遵循GB/T 17626.2,试验等级2级:接触放电试验电压4 kV. 空气放电试验电压4 kV
18、现场要求遵循GB/T 17626.2,试验等级3级:接触放电试验电压 6 kV.空气放电试验电压8 kV0b)电快速瞬变脉冲群抗扰度试验.控制室内遵循GB/T 17626.1,试验等级2级:供电电源端口: 1 kV峰值;I/O信号端口 :5OOV峰值。现场遵循GB/T 17626.4.试验等级3级:供电电源端 口 :2 kV峰值;I/O信号端口 :1 kV峰值。c)浪涌(冲击)抗扰度试验控制室内遵循GB/T 17626.5试验等级2级:升路试验也压1.0 kVo 现场遵循GB/T 17626.5,试验等级3级:开路试验电压2.0 kVcl)电压暂降和电压变化抗扰度试验.控制室内和现场遵循GB/
19、T 17626.1 I .电压哲降按2类要 求:暂降后剩余电压为参考电压的0%持续0.5 J周期及70%持续25周期(50 Hz)30周期 (60 Hz)。电压变化:电压试验等级70%.降低所需时间为突变.降低后电压持续时间为1周 期,电压增加所需时间为25周期(50 Hz)/30周期(60 Hz)e)射频电磁场辎射抗扰度试验.控制室内遵循GB/T 17626.3,一般试验等级2级:频率 80 MHZ 1 000 MHZ,安装在DCS标准机柜内试验场强为3 V/m。数字无线电话试验等级 2级:领率1.7 GHZ2.0 GHz,安装在DCS标准机柜内.试验场强为3 Vm0现场遵循 GB/T 17
20、626.3 一般试验等级3级:频率80 MHZ1 000 MHZ.安装在DcS标准机拒内.试 验场强为10 Vm数字无线电话试验等级3级:频率1.7 GHZ2.0 GHz.安装在DCS标准 机柜内.试验场强为10 Vm0f)工频磁场抗扰度试验.控制室内遵循GB/T 17626.8.稳定持续磁场,试验等级3级.磁场强度 为10Am现场遵循GB/T 17626.8.稳定持续磁场.试验等级5级.磁场强度为100 Am 5.2.2.2抗也干扰性能满足下列要求:a)共模抑制比:按照GB/T 18271.3要求的试验方法.在接地端与每个输人和输出端子之间依次 叠加一个主电源频率的250 V有效值交流信号进
21、行测试,共模抑制比不小于90 dB;b)申模抑制比:按照GB/T 18271.3要求的试验方法,在50X (1 5%) HZ或60(1 士5%) Hz 条件下.串模抑制比不小于50 dB。5.2.3 可靠性要求5.2.3.1 机柜内的模件应能带电在线捕拔和更换而不损坏.且不影响其他模件以及系统的正常工作。5.2.3.2 任何单个模件故障或损坏.不影响其他模件以及系统的正常工作。5.2.3.3 模件故障应产生报警信息.DCS能够诊断模件级的故障.宜诊断到通道级故障。5.2.4 硬件质量认证的要求DCS的控制器、1/()模件应通过下述测试和实捡.并具有国家检验资质授权的检验机构出具的检 验证书和检
22、验报告:a)也磁兼容性(EMC)测试:满足5.2.2.1的要求;b)环境影响测试:环境温度、相对湿度及抗振动性能.满足5.2.1的要求;c)供电电源影响测试:电源电压瞬变影响和电源电压降低影响.满足GB/T 18271.3的要求;cl)电干扰测试:共模干扰和串模干扰,满足5.2.2的要求;e)长期工作漂移试验:满足GB/T 18271.3的要求.测试长期工作漂移性能不应少于30 d。5.3 通信网络5.3.1 安全性数据通信网络的安全性应满足GB/T 33009.1的要求。并符合信息安全等级保护要求.确定DcS 的安全保护等级.采取物理安全、网络安全、应用安全、系统安全等措施.确保DcS的信息
23、安全Il5.3.2 可靠性5.3.2.1 主控通信网络应保证DCS的各过程控制站(DPU)、各人-机接口站(MMI)之间数据通信的可 品性。1/3通信网络保证各1/()模件、外设仪表和设备与DPU、HMI数据通信的可靠性。现场总线通 信网络保证各类站间数据通信的可能性。5.3.2.2 连接到数据通信网络上的任一系统或设备发生故障.不应导致数据通信系统摊痪或影响其他 联网系统和设备的工作。通信网络的故障不引起机组跳闸或影响DPU的独立正常运行。5.3.2.3 冗余的主控数据通信系统宜采用同时工作的方式.当发生单一数据通信网络故障或错误时.不 应引起系统数据通信网络的故障或错误。5.3.3 实时性
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