0、前言
    130噸煤氣鍋爐發電機組是湖南漣鋼綜合利用高爐煤氣而投資興建的，它由江西鍋爐廠的130t/h中溫中壓煤氣鍋爐、南京汽輪電機集團有限公司的30MW抽汽式汽輪發電機以及脫鹽水處理等公輔設施組成。由湖南冶金規劃設計院設計；湖南火電安裝公司安裝；自動控制系統由浙大中控JX-300X、許繼電氣的系列數字式保護裝置及計算機系統以及西門子S7-400組成。系統通過安裝調試于2004年11月并網發電。由于設備質量、人員素質、違規操作等問題，一直很不穩定。下面分別介紹。
1、負責汽機、鍋爐控制的浙大中控JX - 300X系統
    該工程由浙大中控成套，采用電源、CPU、UO、網絡冗余的方式，有四個過程站、五個操作站、一個工程師站組成。
1.1  系統組成
    (1)過程站和操作站IP地址
    過程站IP地址為：128. 128.1.1．一128. 128.1.8，冗余組態時CPU的IP地址為對應的偶數，另一塊CPU的地址在組態時不顯示，對應冗余CPU的地址數減一，SP244通訊協議轉換卡的地址為：128. 128.1.10。操作站的IP地址為：128. 128.1.130~ 128. 128.1.135.
    (2)  卡件數量及型號（如表l所示）
    (3)  系統網絡結構圖（如圖1所示）
    (4)  汽機、鍋爐JX - 300X實際檢測控制點數
    汽機、鍋爐實際檢測控制點數如表2。
    (5)  系統檢測控制功能
    a)汽機、鍋爐參數檢測；b）鍋爐汽包液位控制和連鎖；c）鍋爐送風操作和連鎖；d）鍋爐爐膛負壓控制和連鎖；e）鍋爐減溫、中間門操作；f）高煤氣、焦爐煤氣操作和連鎖保護；g）除氧器水位、壓力操作；h）汽封加熱器、高加水位、壓力操作；i）爐膛滅火保護（FSSS保護）；j）煤氣點火控制及保護；k）輔助系統起停操作及連鎖，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
    由于系統本體設計、安裝和控制方案的選用等諸多因素影響，從調試投運到現在離用戶的要求還是相差甚遠，很多原要求實現自動控制的方案，現在卻只能用手動操作。
2、電氣、繼電保護裝置的自動化系統
    該工程設備主要由許繼電氣系列數字式保護裝置組成，并由廠方派人聯網和上位機軟件編制和調試。
2.1  電氣自動化系統網絡結構圖如圖2所示。
    圖2中所有微機測控保護裝置及智能型數字式電能表通訊接口都是采用RS485，且每個裝置都有兩個RS485接口，用八個NWJ - 801以太網接口裝置與微機測控裝置及電能表的兩路RS485分別相連，組成A網、B網兩個網段，每個網段中的設備又以工藝所在的位置來決定網絡走向，如：lOkV I段，用兩個雙絞線依次并聯各保護裝置的兩個RS485接口，尾端接匹配終端電阻，兩個首端與兩個ED6008 - Mu - SC光交換機相連，形成如表3的網段，數據則通過遠動主站向JX -300X傳送。具體NWJ - 801相連的網段表（如表3所示）
    以發電機同期及微機測控裝置FCK - 821為例說明：
  2.1.1微機測控裝置FCK - 821性能特征
  FCK - 821由五種功能插件組成：分別是：交流變換插件（16位A/D轉換器）、CPU插件（32位DSP數字處理器）、通訊插件（支持RS232、RS485、Ethemet等多種接口）、開入開出插件（有源、無源）、電源插件，具體性能如下。
    (1)模擬量測量
    A)交流電壓U、電流I基本誤差*0. 20/0
B)交流有功功率P、無功功率Q、功率因數cos∮基本誤差±0.5%
    C)交流頻率F基本誤差±0.01 Hz
    D)直流模擬量輸入范圍電壓O-5V基本誤差士0.5%（外接溫度變送器時，溫度測量誤差±2℃）
    (2)開關量輸入
    A)開關量輸入方式：DC220VA或DC110V輸入，光電隔離
    B)事件順序記錄站內分辨率≤2ms
    (3)脈沖量
    A)脈沖量輸入方式：DC24V輸入，光電隔離
    B)脈寬≥10 ms
    (4)  遙控輸出觸點容量：DC30V 5A AC220V SA
    2.1.2微機測控裝置FCK - 821在發電廠的檢測控制內容
    模擬量：發電機的電流、電壓和零序電壓。可以實現完成兩個交流電流、電壓，有功、無功量的測量；開關量輸入：自動準同期、旋轉二極管告警、低周解列自檢告警、低周解列失電告警、同期裝置失電告警、發電機出口斷路器狀態、發電機出口斷路器狀態手車工作位置、發電機出口斷路器狀態手車試驗位置、發電機出口斷路器彈簧未儲能、發電機保護控制回路斷線、發電機保護告警、發電機保護跳閘、發電機保護直流消失告警、廠變保護控制回路斷線、廠變保護告警、廠變保護非電量告警、廠變保護跳閘、廠變保護直流消失告警、聯絡線保護控制回路斷線、聯絡線保護告警、聯絡線保護跳閘、聯絡線保護重合閘、聯絡線保護直流消失告警、MAVR（勵磁裝置）告警；開關量輸出：備用跳閘l、備用合閘l、備用跳閘2、備用合閘2等4點；脈沖量：CPS對時脈沖。
2.2  電氣自動化系統中電氣、繼電保護裝置使用的數量
如表4所示。
    電氣自動化不同于工藝的生產過程自動化，它強調的是每個單元的可靠性、獨立性和特定的任務性，它們自帶電源、輸入、輸出卡件、CPU卡件（有些還有冗余卡）以及通訊卡件，當轉換開關置現場時，它就靠存儲在CPU存儲器上的程序和數據工作，也可通過它自帶的面板進行人工操作；當轉換開關置遙控時，它就接受上位機指令，并將采集和執行的相關信息予以反饋，它的工作機制類似于生產過程控制用的專用控制器，只是它更加靈活、可靠。現在漣鋼變I站、漣鋼變Ⅱ站、冷軋變就是采用這種方式設計，期望實現無人值守。
3、化學脫鹽水的西門子S7-400系統
  該套裝置是由長沙化工研究所提供技術，采用進口反滲透脫鹽水工藝制備軟水，供給鍋爐和冷軋薄板使用，主要檢測和控制的項目是：原水、水泵、過濾裝置、還原劑及陰垢劑投加裝置、精密過濾、反滲透主機和中間水箱等，水質分析檢測儀表除部分進口外，全部由四川儀表廠供貨，下位機PLC采用西門子S7 - 400，STEP 7組態，上位機使用研華工控機，WinCC繪制人機操作界面，通過Profibus DP協議將數據傳送到安裝CP5613網卡的Jx - 300X系統的計算機上，系統上各聯網的計算機通過OPC方式讀取該計算機上的數據。
    (1)  脫鹽水系統西門子PLC卡件數量及型號（如表5所示）。
(2)  脫鹽水系統網絡結構（如圖3所示）
4、系統集成
    整個發電廠的控制系統應該是一個融合、覆蓋機、爐、電、化、水的一個全面完整的系統，由于有關人員和汽輪發電機廠家擔心DCS系統硬件自身的可靠性和軟件的不夠完善，因而在汽輪發電機組的招標時DEH關鍵部位控制就采納選用了美國Woodward公司的505E一一汽輪機的專用控制器，由它執行下述功能，并帶RS485通訊接口與DCS通訊。
    (1)  汽輪發電機的自動開機、停機控制操作；
    (2)  汽輪發電機的負荷調節控制；
    (3)  汽輪發電機的抽汽自動調節。
    原設計、招標要求投標單位所投標的DCS系統必須保證Woodward 505E和汽輪發電機軸系振動、位移檢測控制器BENTLY3500與DCS系統通訊，涉及啟、停機操作的從安全角度考慮用硬接線連接，形成發電廠完整的硬件集成、數據歸一，而事實上是JX - 300X還沒有開發Woodward 505E、BENTLY3500的通訊驅動，設計單位只好考慮為滿足工藝要求所需的硬接線數量，增加卡件、機柜和費用，BENTLY3500只能全部采用硬接線，由于這一改動最終成了發電廠硬件和數據的孤島。
5、結語
    綜觀發電廠自控系統，不難看出他由三部分組成，外加一個數據孤島Woodward 505E，在發電廠主控制室可以看到和操作在線生產設備，數據的集成在JX -300X系統完成，但由于它自身的脆弱性、數據格式的不一致性以及各系統之間互連傳輸速率瓶頸的限制，要將數據傳送到公司還有一定的難度，拋開這些就現存的控制模式要保證系統安全運行還有下例問題值得注意：
    (1)  JX - 300X沒有硬時鐘同步，它與其他系統肯定存在數據時差，數據的對照性降低；
    (2)  JX -300X過程站卡件分配不均，很明顯不是一次性設計完成，有后序加工的痕跡，如第一個過程站是9個機架，第二個過程站只有3個，這樣就形成了CPU在過程站負擔不均，增加了過程站之間的數據通訊流量；
    (3)化學脫鹽水系統的數據是用Ptofbus DP方式傳到JX - 300X上位機，再用OPC方式在各計算機間傳遞，一旦安裝CP5613卡的計算機出現故障，整個數據就會停止；
    (4) JX - 300X上位機與電氣、繼電保護上位機的通訊是利用遠動主站的COM口傳送數據給JX -300X的SP244卡的，其傳送速率較低，可靠性和穩定性都較差，還沒有冗余，在具體實施中只能對傳輸的數據量進行限制；
    (5) NWJ-801以太網接口裝置與現場到機柜的接線采用RJ45水晶頭與單股分線端子接線的方式可靠性較差，再加上接地沒有用專用接地網，也沒有浮空，本來Modbus RS485抗干擾能力就較弱，在強電工作區影響更大，經常性造成A或B網中斷；
    (6)鍋爐兩臺引風機是由國產lOkV高壓變頻器控制，它自帶兩套西門子S7 - 200，由于廠家要求自成一體，只接受控制指令和送出故障信號給DCS，沒有實現通訊，其電氣信號由WDH -821檢測并上傳，其安全性受到質疑；
    (7)增刪檢測點時，JX - 300X不能在線下載。