??? 另外,可編程控器(PLC)生產廠也推出了安全型的PLC系列,在產品設計中引入了表決和診斷功能,例如:
??? ·Siemens?????? SIMATIC S7-400F/FH
??? ·GE Fanuc???? HBR30 Hot backup system
??? TMR30 Triple Modular Redundant systems
??? GMR Genius Modular Redundant systems
??? ·Allen-Bradley? Guard PLC Safety control systems
??? 世界上各知名的DCS生產廠,如FoxBoRo、ABB、Honeywell,為了提高自己的競爭能力,保持在工業控制領域中的份額,通過購買安全產品的專業生產廠家或者同專業生產廠結成聯盟,把DCS同安全型控制器緊密的綜合在一起,實現了無縫連接。為過程工業領域中有關安全的控制系統采用獨立的安全型控制器,而采用統一的DCS人機接口創造了條件。
??? 在石油工業和化學工業中,基于對防火、防爆和防止化學藥品對人身安全和環境影響的考慮,有關功能安全的標準和安全系統的應用,一直受到人們的特別關注,安全相關的保護系統,緊急停機系統(ESD)均采用獨立的,與基本的分散控制系統(BDCS)分離的專用的安全型控制器(參見文獻4)。
??? 根據制造廠(ABB、TRICONEX、GE Fanuc)提供的初步資料,安全型控制系統和安全型可編程序控制器在國外火力發電廠中,90年代已經有了許多應用業績,主要用于鍋爐燃燒器管理系統(BMS)和蒸汽/燃氣輪機控制和保護系統。
??? 4. 在我國火力發電廠應用DCS和PLC的初期,人們對采用可編程序軟邏輯實現保護功能,在動作速度和可靠性上存在疑慮,因此與機組安全有關的功能(如汽機緊急跳閘系統ETS,主燃料跳閘MFT、汽機防進水保護、主要輔機的聯鎖保護等)大多數情況下采用電磁繼電器或固態集成電路組成的硬接線邏輯。
??? 上個世紀80年代未國內,火力發電廠DCS應用范圍開始擴大到爐膛安全監控系統FSSS和SCS(包括了輔機聯鎖保護和汽機防進水保護), 于是形成了DCS完成四大功能(DAS, MCS,SCS,FSSS) 的模式.
??? 國內少數工程采用了由DCS制造廠提供故障安全型控制系統,例如:
??? ·七臺河電廠300MW機組DCS系統為Honeywell TDC3000系統,FSSS功能采用 Honeywell公司的故障安全型控制器FSC。
??? ·沙嶺子電廠2×300MW,TDC2000升級為TDC3000時也采用了FSC用于FSSS功能。
??? ·嘉興電廠一期2×300MW機組DCS為Siemens公司Teleperm-ME系統,FSSS中也采用了AS200 EHF三冗余故障安全自動化系統用于FSS邏輯。
??? 國內個別工程也曾仿照歐州國家的作法,規定微處理器軟邏輯完成保護功能時,須經過安全認證. 但未得到共識和形成氣侯.
??? 由于我國火電廠所用的DCS系統是以美國技術為主導的,它并沒有專門用于安全保護功能的專用控制器,提高可靠性的辦法是采用冗余控制器。DCS中的控制和保護功能均由相同的通用控制器來完成的,因此,當1994年修訂的《火力發電廠設計技術規程》將機組順序控制系統和爐膛安全監控系統等納入分散控制系統時,也并未對安全相關的保護聯鎖功能采用的控制器型式作出專門規定。
??? 進入新世紀,給予DCS在電廠應用經驗的積累和DCS性能和可靠性的提高,人們期望進一步擴大DCS的應用范圍,賦予DCS更多的功能,實現所謂的一體化,發電機-主變組和廠用電源系統的控制、汽輪機電液控制系統(DEH和MEH),都將納入DCS。2000年修訂的《火力發電廠設計技術規程》已明確規定"對于300MW及以上機組,當響應速度允許并有成功的應用經驗時,也可將汽輪機保護納入DCS",但對采用何種類型的控制器并未做出規定。
??? 由于DCS一體化可以統一和簡化了操作員接口,減少備品備件品種,降低儀表控制的維修費用和總投資,對電廠來說極具吸引力。但許多安全相關的系統和功能由DCS軟邏輯實現是否存在著某種隱患?是否應當對系統的故障模式和影響進行分析,采取些必要的措施?值得深思。
??? 5. 近期,筆者有機會閱讀了國外有關安全相關系統功能安全的標準,又對國外安全系統的產品和應用情況作了粗淺的了解,深切地感到我們在這方面存在著明顯的差距。近十年來,由于對設備安全、人身安全以及環境影響的關注,工業企業對安全相關系統的開發和應用加大了投入,開發了許多故障安全和容錯的安全系統。隨著微電子技術的迅速發展,雙重冗余、三重冗余的帶診斷功能的控制器的價格逐漸下降,為安全系統產品的推廣應用創造了條件。
??? 由于安全系統產品的價格畢竟高于普通的DCS控制器或標準型PLC,而且目前完全依賴進口,在我國火力發電廠全面推廣采用是不適宜的。筆者認為,可以先在大型機組(例如600MW機組)的某些重要保護系統上(如ETS和FSSS)進行試用。
??? 我們不能滿足于發電廠DCS應用所取得的成績,應當與時俱進,緊跟技術的發展,努力學習和研究有關國際標準,深入了解目前火電廠可能存在的問題,探索設計安全相關的控制/保護系統和對其進行評價的方法,為改善電廠運行的安全可靠性作出貢獻。
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