DL T 1083-2019 火力发电厂分散控制系统技术条件.pdf

1、DL / T 1083 2019 I ICS 27.100 F 24 备案号：- 20 中华人民共和国电力行业标准 DL / T 1083 2019 代替 DL / T 1083 2008 火力发电厂分散控制系统技术条件 Specification of distributed control system for fossil fuel power plant Boiler refractory material for thermal power plant 火力发电厂锅炉耐火材料 火力发电厂锅炉耐火材料 2019-06-04发布 2019-10-01实施 国家能源局 发 布 DL / T

2、 1083 2019 I 目次 前言. II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语、定义和缩略语 . 1 4 基本规定 . 4 5 硬件和系统软件 . 5 5.1 系统结构 . 5 5.2 一般要求 . 5 5.3 通信网络 . 6 5.4 电源 . 8 5.5 控制处理器（CP ） . 8 5.6 输入 /输出模件(I/0) . 9 5.7 人机接口 . 11 5.8 外围设备 . 13 5.9 现场总线通信设备 . 14 5.10 机柜和接地 . 15 5.11 备品备件和专用工具 . 16 6 应用软件 . 16 6.1 一般要求 . 16 6.2 数据采集系统（DAS

3、 ） . 17 6.3 模拟量控制系统（MCS ） . 19 6.4 开关量和顺序控制系统（SCS） . 25 6.5 炉膛安全监控系统（FSSS） . 28 6.6 电气控制系统（ECS ） . 30 6.7 公用控制系统 . 31 6.8 现场总线控制系统（FCS） . 32 7 技术文件 . 33 7.1 基本要求 . 33 7.2 硬件资料 . 33 7.3 系统软件资料 . 33 7.4 应用软件文件 . 34 7.5 I/O 清单和现场总线网段设计资料 . 34 7.6 其他资料 . 34 8 包装和贮存 . 34 8.1 包装要求 . 34 8.2 贮存 . 35 9 试验 .

4、35 9.1 工厂验收 (FAT) . 35 9.2 现场验收 . 35 9.3 考核与质保 . 36 9.4 可用率测试 . 36 附录 A（推荐性附录）主要设备启动和保护条件 . 38 DL / T 1083 2019 II 前言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准是对 DL/T 1083-2008火力发电厂分散控制系统技术条件进行修订。除编辑性修订 外，主要技术内容变化如下： 对 DCS 硬件、系统软件的质量和性能指标进行了修订； 增加了信息安全技术方面的要求。 修订了模拟量控制系统的技术要求； 增加了炉膛安全监控系统的技术要求； 修订了顺序控制系统、增加了

5、脱硫脱硝控制系统的技术要求； 增加了电气控制系统的技术要求； 增加了现场总线控制系统的技术要求。 增加了 DCS 包装和贮存的技术要求； 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由电力行业热工自动化与信息标准化技术委员会（TC 28）归口。 本标准起草单位：西安热工研究院有限公司、 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公 司、华能国际电力股份公司、大唐彬长发电有限责任公司、浙江大唐国际乌沙山发电有限公司、 大唐长春第三热电厂。 本标准主要起草人：贾强邦、曾卫东、肖勇、 鲁齐、王利国、贺文健、杜学聪、高海东、盛 伟

6、岸、孟晓伟、毕建惠、宁海琪、冯博、黄金宝、刘武奎、苏利辉、唐志卓。 本标准自实施之日起，代替 DL/T 1083-2008。 本标准首次发布日期：2008 年 6 月 4 日。本次是第一次修订。历次版本发布的情况为： DL/T 1083-2008。 本标准在执行过程中的意见和建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广 路二条一号，100761 ） 。 DL / T 1083 2019 1 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 贮存和验收测试的技术要求。 本标准适用于新建或改扩建火电厂单机容量

7、300MW及以上机组的分散控制系统（DCS ） ,其它 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） GB/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

8、.1 工业过程测量和控制装置工作条件 第 1 部分 :气候条件 GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 GB/T 17626.11 电磁兼容 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

9、 18271.3 过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序 第 3 部 分：影响量影响的试 验 GB/T 26863-2011 火电站监控系统术语 GB/T 29247-2012 工业自动化仪表通用实验方法 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 DL/T 1091 火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程 DL/T 1213 火力发电机组辅机故障减负荷技术规程 3 术语、定义和缩略语 下列术语、定义和缩略语适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T 26863- 20

10、11 DL / T 1083 2019 2 中规定的一些术语、定义和缩略语也在此处列出。 3.1 分散控制系统 distributed control system；DCS 采用计算机、通信和屏幕显示技术，实现对生产过程的数据采集、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。根据具体情况也可以是硬件布置上的分散。 GB/T 26863-2011,定义 8.13 3.2 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 distribu

11、ted process unit；DPU ；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、计算机程序或其他复杂工具等）相互作用的手 段的集合体。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 26863-2011,定义 5.6 3.5 输入输出模件 input and output module；I/O

12、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 ；MCN 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 system ；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 26863

13、-2011,定义 5.9 3.8 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 26863-2011,定义 6.29 3.9 炉膛安全监控系统 furnace safetyguard supervisory system ；FSSS DL / T 1083 2019 3 对锅炉（包括常压循环流化

14、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 26863-2011,定义 7.12 3.10 顺序控制系统 sequence control system；SCS 对 锅炉、汽轮机的辅助系统按一定规律( 输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序 )采用开 关量进行控制的系统。 3.11 电气控制系统 elec

15、tric control system；ECS 对发变组及厂用电源系统进行控制的系统。 3.12 汽轮机电液控制系统 digital electro -hydraulic control system；DEH 由电气原理设计的敏感元件和数字电路（计算机），由电气 /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。简称数字电调。 GB/T 26863-2011,定义 6.29.4.3 3.13 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/ 车间仪表和控 制设备的局域网。 IEC61158 分别规定了基金会总线 H1 和

16、 HSE、 ControlNet、 DeviceNet、 PROFIBUS、 P-net、WorldFIP 、 Interbus、EtherCAT 、 Ethernet Powerlink、Sercos、 VNET/IP、 CC-Link、 Hart 等通信协议。 GB/T 26863-2011,定义 4.4.1 3.14 现场总线控制系统 fieldbus control system ；FCS 一种利用现场总线技术，构成集成式的分散控制系统。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

17、传输与信息交换，并对现场设备进行实时诊断、管理、 维护的系统。 GB/T 26863-2011,定义 8.14 3.15 厂级监控信息系统 supervisory information system for plant level ；SIS 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。 GB/T 26863-2011,定义 9.51 3.16 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 （包括到炉膛、点火器、风道燃烧器等的燃料）而采取的

18、控制措施。 GB/T 26863-2011,定义 7.12.3 DL / T 1083 2019 4 3.17 油燃料跳闸 oil fuel trip ； OFT 快速关闭燃油阀，切断进入锅炉的所有油量。 GB/T 26863-2011,定义 7.12.5 3.18 缩略语 CP： Control Processor；控制处理器 DPU：Process Control Unit；过程控制单元 SCR：Selective Catalyst Reduction；选择性催化还原 FGD：Flue Gas Desulfurization；烟气脱硫 AS： Automatic Synchronizati

19、on；自动同期装置 AVR：Automatic Voltage Regulation；自动电压调节 4 基本规定 4.1 机组关键工艺参数所配置的冗余输入信号，应配置在不同的输入模件中。 4.2 服务器、 操作员站的配置应有裕量。 4.3 DCS 的供电及各 DPU 供电电源应冗余配置，各人- 机接口站（MMI ）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；MMI 单个计算机或终端电源故障不应影响其他计算机或

20、终端，不应引起系统电源故障。 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、部件硬件故障不应引起其所在子系统的故障；主控通信网络或 I/O 通信网络上任何节点 故障，不应引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 I/O 通信网络故 障，I/O 模件应能够按照预先设定的安全模式，控制外部设备。 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

21、 通信，现场总线主站通信故障不造成从站产生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，并应向系统报警。 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。对涉及机组安全运行 的关键设备或工艺子系统，宜配置满足故障安全要求的设备、部件。 4.11 DCS 系统应具备监测负荷率的功能， 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

22、系统的 DPU 故障是否会导致机组跳闸或其他安全事故进行安 全性评估，有安全隐患时，应重新分配 DPU 的功能。 4.12 DCS 故障时系统保护功能、后备手动操作不应失效。 4.13 受电子设备安全使用年限的限制,DCS 系统使用寿命宜不超过 10 年。当达到使用寿命期或 出现 DCS 硬件故障率明显上升时，应及时进行技术改造。 DL / T 1083 2019 5 5 硬件和系统软件 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 2000m 以下火

23、电厂的 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 40 （GB/T 17214.1 中 B2 级，适用于户内或掩蔽场所）；安装在现场（无空调）温度范围：25 55（ GB/T 17214.1 中 C2 级，适用于户外场所）； b) 允许的环境相对湿度：95 ，不结露，严酷等级应达到 402 ； c) 振动：振动等级为控制室或低振动级场所，振动频率 10Hz 150Hz，位移峰幅值 0.075mm。 5.2.2 抗干扰要求 5.2.2.1 电磁兼容性（EMC ）要求： DCS 安装于控制室电子间的硬件

24、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) 静电放电抗扰度试验，控制室内遵循 GB/T 17626.2，试验等级 2 级：接触放电试验电 压 4kV，空气放电试验电压 4kV。现场要求遵循 GB/T 17626.2，试验等级 3 级：接触放 电试验电压 6kV，空气放电试验电压 8kV； b) 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，控制室内遵循 GB/T 17626.4，试验等级 2 级：供电电 源端口：1kV 峰值；I/O 信号端口：500V 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；

25、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：开路试验电 压 1.0kV。现场遵循 GB/T 17626.5，试验等级 3 级：开路试验电压 2.0kV； d) 电压暂降和电压变化抗扰度试验，控制室内和现场遵循 GB/T 17626.11，电压暂降按 2 类要求：暂降后剩余电压为参考电压的 0持续 0.5、 1 周期及 70持续 25 周期 (50Hz)/30 周期(60Hz) 。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(50Hz)/30 周期 (60Hz)； e) 射频电磁场辐

26、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 80MHz 1000MHz，安装在 DCS 标准机柜内，试验场强为 3V/m。数字无线电话试验等级 2 级：频率 1.7GHz 2.0GHz，安装在 DCS 标准机柜内，试验场强为 3V/m。现场遵循 GB/T 17626.3。一般试验等级 3 级：频率 80MHz 1000MHz，安装在 DCS 标准机柜内，试验场 强为 10V/m。数字无线电话试验等级 3 级：频率 1.7GHz2.0GHz ，安装在 DCS 标准机 柜内，试验场强为 10V/m； f) 工频磁场抗扰度试验，控制室内遵循 GB/T 17626

27、.8，稳定持续磁场，试验等级 3 级， 磁场强度为 10A/m。现场遵循 GB/T 17626.8，稳定持续磁场，试验等级 5 级，磁场强 DL / T 1083 2019 6 度为 100A/m。 5.2.2.2 抗电干扰性能满足下列要求： a) 共模抑制比：按照 GB/T 29247-2012 要求的试验方法，在接地端与每个输入和输出端 子之间依次叠加一个主电源频率的 250V 有效值交流信号进行测试，共模抑制比不小于 90dB； b) 串模抑制比：按照 GB/T 29247-2012 要求的试验方法，在 50Hz5 或 60Hz5 条件 下，串模抑制比不小于 50dB。 5.2.3 可靠

28、性要求 5.2.3.1 机柜内的模件应能带电在线插拔和更换而不损坏，且不影响其它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，不影响其它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、I/O 模件应通过下述测试和实验, 并具有国家检验资质授权的检验机构出具 的检验证书和检验报告： a) 电磁兼容性（EMC ）测试：满足本标准 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，满足本标准 5.2.1 的要求； c) 供电电源影响

29、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； d) 电干扰测试：共模干扰和串模干扰，满足本标准 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 30d。 5.3 通信网络 5.3.1 网络结构 5.3.1.1 通信网络应采用分级的层次型结构。 DCS 通信网络宜分为主控通信网络级和 I/O 级，采 用现场总线技术的系统可增加现场设备级。非实时性数据通信可采用单独的网络。 5.3.1.2 每台单元机组主控通信网络应设置单独的网络或网段，单元机组公用系统也应设置单 独的网络或网段。单元机组及

30、其公用系统网络或网段间不允许直接互连互通，应采取严格的 VLAN 或访问控制等安全措施。对于采用不同品牌硬件的电厂辅助车间控制系统、脱硫控制系统等可 根据工艺运行要求，设置各自的主控通信网络，各主控通信网络宜相对独立。 5.3.1.3 采用不同品牌的子系统接入主控系统时应具有相同的信息安全等级并具有安全访问的 措施。 5.3.1.4 各 DPU 的 I/O 通信网络应互相独立。 5.3.1.5 通信协议应采用开放、符合国际标准的协议。 5.3.1.6 多机组公用的设备和系统宜设计公用控制系统主控通信网络，该网络应有相对独立性， 与相关机组主控通信网络应配置在不同网段，并有可靠的访问限制机制。

31、5.3.1.7 现场总线设备级通信网络应采用符合国际电工委员会现场总线国际标准的网络结构和 协议，连接现场总线智能仪表和设备。互为冗余的仪表和设备应配置在不同网段（或分支）。 5.3.2 信息安全 5.3.2.1 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 DL / T 1083 2019 7 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 信息安全。 5.3.2.2 当电厂设置多台机组的厂级控制系统时，其信息安全等级不应低于单元机组 DCS，并应 设置单独的主控通信网络。厂级控制系统和单元机组

32、DCS 间通信应采用安全等级相当的访问控 制措施。 5.3.2.3 单元机组及其公用系统 DCS 不宜采用远程无线通信系统；对于全厂公用的煤、灰、水等 辅助车间系统中个别距离较远的次要子系统，如果采用无线通信系统时，应设立安全接入区， 并采用安全隔离、访问控制、认证及加密等安全措施。 5.3.3 可靠性 5.3.3.1 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 的可靠性。I/O 通信网络保证各 I/O 模件、外设仪表和设备与 DPU、 MMI 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靠性。 5.3.3.2 连接到数据通信网

33、络上的任一系统或设备发生故障，不应导致数据通信系统瘫痪或影响 其它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。 5.3.3.3 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。 5.3.4 实时性 5.3.4.1 在机组稳定运行或事故处理的工况下，数据通信网络的通信效率应保证运行人员发出 的任何指令均在不大于 1s 的时间里被执行。 5.3.4.2 数据通信网络应保证操作员站画面数据刷新周期不大于 1s。 5.3.4.3 I/O 数据通信网络应保证控制处理器（CP）在其运算处理周期内，与可能连接的最大数 量 I/O 模件完成数据通信。 5.3.5 通信负荷 主控通信网络的数据通信负荷在最繁忙的情况下，令牌网平均通信负荷率不超过 40，以 太网平均通信负荷率不超过 20。 5.3.6 通信协议 5.3.6.1 主控通信网络宜采用符合国际电工委员会或国际标准化组织的国际标准通信协议。 5.3.6.2 DCS 链接现