国电龙山电厂是由中国国电集团公司和河北省建设投资公司共同投资建设的大型火力发电企业，一期工程建设2×600MW国产亚临界燃煤直接空冷机组。本工程于2004年11月开工，2007年两台机组将相继投入商业运行。

国电龙山电厂采用单元制机组，炉、机、电集中控制方式，两台机组设一个单元控制室，按炉、机、电一体化配置分散控制系统，不设后备仪表盘。每台机组设1套分散控制系统（DCS），DCS的主要功能包括数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、含发变组及厂用电控制的顺序控制系统（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）。公用系统控制网采用与单元机组DCS相同的设备。公用系统包括：厂用电公用部分、仪用及厂用压缩空气系统、燃油泵房系统及辅机冷却循环水泵房系统等。

主厂房工艺系统DCS机柜布置在集控楼单元控制室后的电子设备间。直接空冷系统的监视控制由单元机组DCS完成，该部分DCS机柜布置在空冷平台下的空冷DCS电子设备间。燃油泵房及辅机冷却循环水泵房系统设DCS远程柜。

该项目的分散控制系统采用国电智深控制技术有限公司自主研发的EDPF-NT自动化控制系统，成为首批实现600MW机组DCS国产化项目。

一、系统构成及特点

1．通信网络的组成

(1) 双主环（以太网）

双主环为系统实时主干网，双环、冗余、快速容错，负责实时信息的广播等，通信速率为100Mbps。

(2) I/O总线

RS485，通信速率2Mbps，冗余，负责DPU与I/O之间的通信。

2．通信网络的特点

˜ 网络整体采用双环形冗余以太网结构，在结构上解决单个传输介质或传输设备故障造成网络通信中断问题。当某一段通信电缆或某一交换机发生故障时，环形网退化为总线网络，网络中的各个节点按总线或星形网络的方式正常工作，提高了网络通信的可靠性。

˜ 单元机组DCS的网络结构为环形，公用DCS为星形结构。单元机组DCS与公用DCS之间通过专用网络路由器实现隔离，既保证单元机组DCS与公用DCS之间的网络相对独立，又可保证两台单元机组之间的操作备用和操作互锁。

˜ 冗余双网在软件上采用双收双发的工作方式，双网同时工作，不存在双网切换问题及切换时间问题。

3．系统配置

˜ 通信网络采用德国HIRSCHMANN网络交换机设备用于网络连接。

˜ 单元机组主环采用5对100MHz RS2-4R交换机，扩展交换机采用5对RS2-16交换机。

˜ 每对扩展交换机连接5对DPU及两台操作员站。

˜ 重要的历史站和工程师站连接在主环交换机上。

˜ 公用系统采用1对RS2-16交换机，并通过2对专用交换机分别与#1、#2机组DCS系统连接。

˜ 单元机组A、B网交换机的24V冗余电源由单元机组交换机柜内的两组电源分配模块分别提供，电源分配模块的冗余电源由单元机组电源柜提供。

˜ 公用系统交换机的24V冗余电源由公用系统交换机柜内的电源分配模块提供。

二、DPU的特点及配置

1．DPU的特点

DPU主要完成对被监控对象生产过程的数据处理和过程控制。DPU为两台冗余配置，每台DPU在物理上和功能上完全独立，一台为主控，另一台为副控，副站跟踪主站。

DPU的主要指标如下：

˜ CPU：低功耗Pentium 300MHz、内存 64MB RAM

˜ 大容量电子盘：128MB

˜ 控制处理能力：999个控制页/每台DPU

˜ 系统最快处理周期：20ms

˜ 实时数据库容量：＞4000点/每台DPU

˜ 过程控制级网络形式：RS485，通信速率2Mbps

DPU可同时完成数据采集、信号标变，模拟量调节、逻辑运算、顺序控制、高级控制等任务。DPU支持在线组态，包括参数整定、算法、策略的在线修改等。

2．DPU分配

DPU分配采用的是工艺系统结合功能的分配方案，不设专门的数据采集DPU，而是把数采点分散到相应的工艺系统中。通过合理分配DPU所控制的系统，使所有被控对象按重要性及I/O点的数量以及逻辑复杂程度精心分配到各DPU，以达到最优配置。DPU之间涉及到的重要保护点，采用硬接线而不采用通信方式。

DCS系统最终的配置为单元机组25对DPU。其中，空冷部分4对DPU；公用系统配置5对DPU。DPU内I/O点的余量情况见表2。单元机组及公用系统DPU的分配及#1机组出厂测试时DPU自检显示的负荷率如表3。

三、公用系统解决方案

1．系统结构

    系统由#1系统（A域）、#2系统（B域）和公用系统（G域）组成，它们之间通过2对（或两台）路由器连接。

2．设计思想

通过站号分组来划分域，见表3。域与域之间通过专用路由器连接，每个路由器包含一个路由表，路由器根据路由表和操作权限来存储转发数据和指令。通过路由器的转发，使得在A、B域可对公用系统透明操作和组态。

路由表见表3。每台路由器分配一个系统内唯一的站号，路由器的自诊断信息和互锁信息通过定时广播站号点实时数据来解决。一组路由器中两台路由器的状态通过串口2同步。

3．操作组态功能的切换和互锁

路由器有两种权限状态，一种是路由允许，一种是路由禁止。当路由允许时，#1、#2系统可对公用系统透明监视和操作（包括组态，调试，上下载文件）。当路由禁止时，#1、#2系统只能对公用系统监视，不能操作和组态。

一对路由器中先加电启动的路由器的初始权限状态，由路由器的配置文件EPROUTER.INI决定。当文件中有一行RouterDisable时路由禁止；当文件中有一行RouterEnable时路由允许。后加电启动的路由器状态，由先启动的路由器决定。

具体组态和操作的切换和互锁，在路由器上实现。权限的切换，一般在公用系统的操作画面中组态两个按钮，一个按钮为A区操作，一个为B区操作。按钮的命令分别是：

˜ ROUTERENABLE 61： 61号路由器（A区）路由允许

˜ ROUTERENABLE 62： 62号路由器（B区）路由允许 

表2  域分配表

表3  路由表

或者使用反向命令：

˜ ROUTERDISABLE 62：62号路由器（B区）路由禁止

˜ ROUTERDISABLE 61：61号路由器（A区）路由禁止

该切换命令最终由DCSCMD命令接口程序广播发出，操作对象是路由器。路由器在收到切换命令后，根据命令和站号切换自己的状态，并转发到公用系统的网段中，通知另外一组路由器（假设切换命令由非公用侧操作员站发出）。必要时，通过串口通知另一台冗余路由器也切换自己的状态（当发出命令的站为单网时需要）。权限切换命令也可直接由DCSCMD的命令窗口直接发出。

两组路由器之间的互锁是可选的，缺省是互锁的，如不需要互锁功能，需要在路由器的配置文件EPROUTER.INI中增加一行：ABMutexDisable（互锁禁止）。

如两组路由器之间不互锁，那么路由器的切换就需要组态四个按钮，分别是A区操作、B区操作、A区禁止、B区禁止。

四、EDPF-NT的特点

˜ 系统无主控制机、无通信管理器，实现物理、逻辑上的完全冗余，达到了多重化2×2冗余，任何故障都将被限制在有限范围内，决不会导致系统崩溃，真正实现了功能分散、危险分散。

˜ 多广播域设计，在不增加网络负荷的情况下灵活实现公用系统控制。

˜ 以优秀的操作系统Windows 2000为平台开发的人机界面，运用