一、立项背景

2017年以来河南省装机容量持续增长，火电利用小时数持续降低，为提高火电项目人效指标，降低运维成本，登封项目作为试点单位开展大集控改造工作。以下为登封项目控制室及运行人员配置情况：

（1）控制室现状

登封项目共有控制室10个，分别为一期集控、二期集控、燃料、全厂化学（水源地远控正在推进）、一期灰硫、二期灰硫。

（2）集控人员配置情况

目前登封项目集控运行人员共202人，具体配置情况如下表：

序号

控制室名称

控制方式

人数

1

一期集控

DCS

57

2

二期集控

DCS

58

3

一期除灰脱硫

除灰、电除尘：PLC；一期脱硫：DCS

20

4

二期除灰脱硫

电除尘：PLC；除灰、脱硫：DCS

21

5

一、二期化学

一期化学：PLC；二期化学：DCS

33

6

燃料控制室

PLC

21

7

白沙水源地

PLC

3

8

石羊关水源地

PLC

3

9

告成煤矿水

PLC

4

10

告成中水

PLC

3

根据登封公司目前控制室和集控人员现状分析需要进行大集控改造，将人员进行集中，以实现提高人效，降低运维成本的目的。

二、研究开发内容和方法

（1）项目主要内容及关键技术

跟据现有装置存在的问题和结构特点，进行分析、探讨，在充分利用现有设备的基础上，对核心设备进行重新设计改造，以下是对本次研发技术的描述：

1、辅控PLC系统的监控控制融合。

2、辅控DCS系统的融合。

3、厂外水源地控制无人值守、远程控制改造。

（2）设备材料：

序号

名称

材质、规格和型号

单位

数量

1

光缆、交换机

华为

套

12

2

上位机控制系统

INTOUCH10.0

套

2

3

DCS控制系统

EDNPF1.7

套

1

4

视频监控系统

海康威视 1080P

只

24

11

PLC控制器总成

CPU226总成（22000*800*600）

套

1

三、技术创新特点

（1）辅控PLC系统的监控控制融合

登封一期2×330MW机组电袋除尘上位机采用WINCC软件控制，除灰系统上位机采用INTOUCH软件控制，需将两种不同通讯方式的软件实现融合，由于厂内INTOUCH应用较多，因此计划将电袋除尘上位机软件改造为INTOUCH并和除灰系统上位机融合；一期2×330MW机组电袋除尘高频电源采用不同厂家供应设备，#1机组高频电源采用福建龙净环保股份有限公司高频电源，#2机组高频电源采用厦门市天源兴环保科技有限公司高频电源，两台机组低压及上位机均采用福建龙净环保股份有限公司提供的设备及控制系统。 #1、2机组高频电源由于采用不同厂家产品，导致高频电源通讯方式完全不同，#1机组高频电源采用福建龙净环保股份有限公司自主研发的DAU通讯，#2机组高频电源采用厦门市天源兴环保科技有限公司提供的MODBUS RTU 转MODBUS TCP通讯协议，#2机高频电源国内还没有与INTOUCH软件实现通讯的成功案例，如何成功融合成为首要待研发难题。#2机高频电源通讯MODBUS RTU 转MODBUS TCP通讯协议与WINCC软件可实现正常通讯，经多次测试与INTOUCH软件无法实现正常通讯，主要原因为高频电源采用MODBUS RTU 转MODBUS TCP通讯协议，8台高频电源地址需要按顺序轮询访问，高频电源与上位机中间需要网关联系实现通讯，网关的收发为单通道，造成上位机操作常出现卡滞现象。为此我们创新型地采用了网关+PLC模块转换协议方式， PLC通讯模块收发信息为双通道，PLC模块与INTOUCH软件通讯可实现完美融合。

（2）辅控DCS系统的融合

二期化水DCS和二期脱硫除灰DCS系统（超低排放后已升级）版本不统一，现二期脱硫除灰系统软件版本为Version1.7（DPUШ）版，二期化水系统软件版本为Version1.3（DPUШ）版，为满足两者融合的需求，需将化水软件升级，同步升级操作员站、历史站和工程师站。硬件上利用二期脱硫除灰、化水系统原有硬件设备，敷设脱硫除灰电子间至化水电子间光纤，A/B网络配套成对光纤收发器（微纤为两用两备），通过电子间现有网络交换机，在主机新增网络交换机柜，将脱硫除灰网络与化水网络连通；连通网络同样为A/B冗余网络（见图3）。升级过程中需注意因版本Version1.3（DPUШ）与Version1.7（DPUШ）版本存在部分差异，升级过程中对顺控功能码全部替换为Version1.7版本下的功能码，升级后出现部分顺控异常。主要表现为：顺控结束完成后无法复位，导致此顺控后多顺控程序无法正常进行，需外搭逻辑实现复位功能。另外升级后要注意GPS时钟服务器统一，避免因脱硫和化学操作员站与不同时钟服务器对时，造成系统时间错乱，影响控制器正常时间记录等功能。

图3 二期脱硫除灰-化水融合后控制系统图

（3）厂外水源地控制无人值守、远程控制改造

我司现役2*330MW和2*630MW机组，地域水资源匮乏，现拥有水库式水源地两处，城市中水、煤矿井水源地各一处，四处水源地分布较广散，相聚厂区最大15Km以上，各水源地具备独立的PLC和INTOUCH控制系统。因此我们创新性地采用了基于PLC控制器、电子围栏和高清视频监控，通过联通和电信运营商，将各水源地网络与公司核心服务器相连，配套VPN通讯，实现分布广散的四处水源地就地泵房无人值守，远方集中控制方式（见图4）；无人值守式水源地操作系统使用 HYPERLINK "https://baike.baidu.com/item/%E5%BE%AE%E8%BD%AF%E5%85%AC%E5%8F%B8" \t "_blank" 微软公司提供的 HYPERLINK "https://baike.baidu.com/item/%E8%BF%9C%E7%A8%8B%E6%A1%8C%E9%9D%A2%E8%BF%9E%E6%8E%A5" \t "_blank" 远程桌面连接，技术成熟，可免费使用。使用时需在各水源地原操作工控机开启 HYPERLINK "https://baike.baidu.com/item/%E8%BF%9C%E7%A8%8B%E6%A1%8C%E9%9D%A2%E8%BF%9E%E6%8E%A5" \t "_blank" 远程桌面连接功能，设置安全的用户名和密码，统一受终端用户控制。电子围栏系统由电子围栏脉冲主机、控制中心、围栏前端、报警处理、防雷器和线路五个部分，实现电子围栏上的高压脉冲、探测入侵行为、声光报警等功能。每个水源地视频监控系统配置两个枪机摄像头，对升压泵房设备、配电室设备及人员活动情况进行监控；配置两个球机摄像头，对室外各区域、蓄水池液位及人员活动情况进行监控。

图4 无人值守式水源地网络结构示意图

四、可推广借鉴

采用控制系统融合、扩展方法实现大集控较辅网控制整体DCS改造节约费用约500万元，且采用此方式可以在较短时间内实现大集控控制，无需机组长时间停运改造，减少机组停运检修时间，提高机组利用小时数。

五、实施前后效果对比

大集控实施后可以有效开展辅网、主机通岗培训，提高运营人员技能水平，优化人员配置，提高人效指标。2019年2月，登封项目实现大集控后，减少集控运行人员数量60人，其中主岗12人，辅岗48人，年节约人力成本约384万。