和利时K系列硬件在寿光电厂的应用

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和利时K系列硬件在寿光电厂的应用杭州和利时自动化有限公司DCS控制系统K系列硬件自研发成功，在电力行业百万等级机组首次应用在了神华国华寿光电厂一期（2×1000MW）工程，机组投产以来，通过实际应用与维护，和利时K系列硬件较和利时以往SM系列硬件有较多优势，提高了设备可靠性，降低了设备故障率，减少了生产人员的维护量及电厂维护成本。

关键词：K系列；硬件；首次；应用

目录

案例背景介绍

1　引言

神华国华寿光电厂一期（2×1000MW）工程建设两台国产高效超超临界锅炉及汽轮发电机组，同步建设烟气脱硫、脱硝设施，DCS控制系统硬件采用了杭州和利时自动化有限公司K系列硬件。两台机组分别于2016年7月31日、11月28日投产发电，该工程是和利时K系列硬件在百万超超临界火电机组的首次应用，截止目前寿光电厂未出现因DCS控制系统K系列硬件故障导致机组降出力及非停。

案例实施与应用情况

2　K系列硬件的基本情况

K系列硬件是和利时公司于2013年正式推出的第5代高可靠性DCS系统，采用全冗余、多重隔离、热分析、容错等可靠性设计技术，保证系统在复杂、恶劣的工业现场环境中能安全稳定地长期运行。

2.1　硬件设计

H O L L i A S MAC S - K硬件采用模块化结构、DIN35标准导轨安装，可以适应各种尺寸类型的机柜，如图1所示。

2.2　控制器

控制器采用“背板+模块”单元设计，1个控制器背板上可以插2个控制器和2个控制网连接模块。控制器背板安装在机柜的上部，可以导轨或螺钉安装，通过总线电缆和I/O模块相连接。

2.3　I/O单元

K系列每个I/O单元由一个I/O模块和一个I/O底座组成。I/O模块实现模拟/数字转换、信号调理等功能。I/O底座负责连接现场仪表，并实现不同的辅助功能（冗余、防误接220V AC、DB37电缆接口等）。选择不同类型的底座，现场信号可以直接接入底座，也可以先接入安全栅或继电器端子板，然后通过DB37电缆转接到底座。为现场接线、特别是跨机柜远程连接提供了灵活的选择方案。

3　K系列硬件的优势

K系列大型DCS产品可靠性高、功能丰富、性能优异、集成度高、扩展性好、体积小巧、易于使用。既体现了标准化、集成化、开放化、控制速度快、结构简单的特点，又综合了控制功能强大、冗余、热插拔、强调高可靠不停机使用的要求。相对和利时SM系列硬件，有以下优势：

3.1　基于安全理念开发的DCS控制系统

DCS最害怕因干扰发生不确定的误动，高可靠的安全设计理念设计，可以大幅度提高系统可靠性。举例如下：例1：用多bit位表示一个开关量：传统系统：1=开；0=关。有干扰错一位就误动，发生莫名其妙的误动查不出来。K系统改进：11101110=开；01010101=关。出错率将为1/128，杜绝误动。例2：AI=16位数据+4位质量位，CPU根据4位质量位判断数据是否可用，4位质量位来源于诊断系统，防止出问题时不好数据进入系统。例3：通过检测从站模块心跳信号的方法，检测从站模块是否活着。通过检测从站模块品质信号（4位），知道送来的信号是否是在正常工作状态下采集的数据。

3.2　新型控制器

控制器采用主流工业专用power PC构架，主控RTS和部分硬件固件可以在线升级。自主开发Heros操作系统，可控性强，可完全预防黑客攻击。同时内置网络风暴防火墙组件，避免目前大多数系统存在网络问题，导致控制器离线或系统死机。

3.3　高等级的三防标准

K全系列硬件产品具有防腐能力，其使用的三防漆通过英国SGS-CSTC Chemical，达到ANSI/ISA S71.04标准G3等级的防腐能力，可以完全满足目前国内电力化工现场的防腐需求。

3.4　安全分散的星型总线结构连接

传统的控制网总线都是串行结构，所有设备都挂在同条总线上，一旦一个设备短路，整条网络瘫痪。