【国家标准】 火力发电厂分散控制系统技术条件

ICS27.100
中华人民共和国国家标准
GB/T36293—2018
火力发电厂分散控制系统技术条件Specificationof distributed controlsystemforthermalpowerplant2018-06-07发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-01-01实施
规范性引用文件
术语和定义
基本规定
硬件和系统软件要求
系统结构
一般要求
通信网络
控制处理器(CP)
输入输出模件(1/O)
人-机接口
外围设备
现场总线通信设备
机柜和接地
备品备件和专用工具
应用功能和软件
一般要求
数据采集和人-机界面
模拟量控制
开关量控制和顺序控制
锅炉炉膛安全监控系统
公用设备控制系统…
现场总线控制系统.
技术文件
基本要求
硬件资料
系统软件资料
应用软件文件
1/O清单和现场总线网段设计资料其他资料
包装和贮存
包装要求
GB/T36293—2018
GB/T36293—2018
工厂验收(FAT)
现场验收
考核与质保
可用率测试
.........
...........................
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由全国电站过程监控及信息标准化技术委员会（SAC/TC376)归口。GB/T36293—2018
本标准起草单位：西安热工研究院有限公司、华能国际电力股份有限公司、上海新华控制技术集团科技有限公司。
本标准主要起草人：肖勇、杨新民、李辉、陈光远、陈丰、马俊、贾强邦、魏湘、孙德良、郝德锋1范围
火力发电厂分散控制系统技术条件GB/T36293—2018
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3OOMW及以上机组的分散控制系统（DCS），其他容量机组的DCS可参照执行。
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/T2421.1电工电子产品环境试验概述和指南外壳防护等级（IP代码）
GB/T4208
GB/T8117.2
汽轮机热力性能验收试验规程
星第2部分：方法B各种类型和容量的汽轮机宽准确度试验
GB/T10184
GB/T13384
GB/T17214.1
电站锅炉性能试验规程
机电产品包装通用技术条件
工业过程测量和控制装置
GB/T17626.2
GB/T17626.3
GB/T17626.4
GB/T17626.5
GB/T17626.8
GB/T17626.11
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
工作条件第1部分：气候条件
试验和测量技术
试验和测量技术
试验和测量技术
试验和测量技术
试验和测量技术
静电放电抗扰度试验
射频电磁场辐射抗扰度试验
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
浪涌（冲击)抗扰度试验
工频磁场抗扰度试验
试验和测量技术
电磁兼容
电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验计算机信息系统
安全保护等级划分准则
GB17859
GB/T18271.3
过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序GB/T26863一2011火电站监控系统术语GB/T30372火力发电厂分散控制系统验收导则第3部分：影响量影响的试验
集散控制系统（DCS）第1部分：防护要求GB/T33009.1
工业自动化和控制系统网络安全3术语和定义
GB/T26863一2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用.以下重复列出了GB/T26863一2011中的一些术语和定义。3.1
distributedcontrolsystem;DCS分散控制系统
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GB/T36293—2018
可以是硬件布置上的分散。
[GB/T26863—2011,定义8.13]
导controlprocesser;CP
控制处理器
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
distributedprocessunitDPU;processcontrolunit;PCU过程控制站
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-machineinterface;MMI;human-machineinterface;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/T26863—2011，定义5.6]
inputandoutputmodule;1/O
输入输出模件
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。
数据采集系统
dataacquisition 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/T26863—2011.定义5.9]
modulatingcontrolsystem;MCS
模拟量控制系统
闭环控制系统closedloopcontrol 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/T26863—2011,定义6.29]
炉膛安全监控系统
furnacesafetyguardsupervisorysystem;Fsss对锅炉（包括常压循环流化床）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burnermanagementsystem（BMS)。[GB/T26863—2011.定义7.12］
顺序控制系统
sequencecontrolsystem;SCS
GB/T36293—2018
对机组的主机或某一工艺系统或主要辅机按一定规律（输人信号条件顺序、动作顺序或时间顺序）进行控制的控制系统。又称两位式控制系统或开关量控制系统［GB/T26863—2011.定义6.30]
Edigital electro-hydrauliccontrol system;DEH数字电液控制系统
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/T26863—2011，定义6.29.4.3]3.12
现场总线
fieldbus
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HSE、ControlNet、DeviceNet、PROFIBUS、P-net、WorldFIP、Interbus、EtherCAT、EthernetPowerlink、Sercos、VNET/IP、CC-Link、Hart等通信协议。[GB/T26863—2011,定义4.4.1]
现场总线控制系统
Efield-buscontrolsystem;FCS
种利用现场总线技术，构成集成式的全身分散控制系统。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/T26863—2011,定义8.14]
tsupervisoryinformationsystemforplantlevel;SIs厂级监控信息系统
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/T26863—2011，定义9.51]
masterfueltrip;MFT
总燃料跳闸
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)而采取的控制措施。[GB/T26863—2011，定义7.12.3］3.16
同oilfueltrip;OFT
燃油跳闸
快速关闭燃油阀，切断进入锅炉的所有油量，[GB/T26863—2011，定义7.12.5］4基本规定
影响机组安全运行的关键工艺参数配置穴余变送器输入通道应配置在两个不同的输入模件中。4.1
4.2服务器、操作员站应容余配置。4.3DCS的供电及各DPU供电电源应元余配置，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)应允余配置。3
GB/T36293—2018
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终端，不引起系统电源故障。4.5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1/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。4.6DCS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通信，现场总线主站通信故障不造成从站有对机组安全运行危害性的动作。4.8余配置的控制器或模件，主控侧软件发生故障或死机时，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。
4.9DCS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4.10DCS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。配置满足故障安全要求的设备、部件
4.11DPU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控制系统的DPU故障是否会导致机组跳闸进行安全性评估，有安全隐患时，应重新分配DPU的功能4.12DCS故障时系统保护功能、后备手动操作不应失效4.13受电子设备使用年限的限制，DCS系统使用寿命宜不超过10年。5硬件和系统软件要求
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
在海拨2000m以下火电厂的DCS硬件应满足GB/T2421.1的要求，在以下环境条件下能正常运行：
环境温度：安装在控制室内（有空调）温度范围：十5℃～十40℃（GB/T17214.1中B2级，适a）
用于户内或掩蔽场所）；安装在现场（无空调）温度范围：一25℃～十55℃（GB/T17214.1中C2级，适用于户外场所）：
允许的环境相对湿度：<95%，不结露，严酷等级应达到40℃土2℃；b）Www.bzxZ.net
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。c）
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：静电放电抗扰度试验，控制室内遵循GB/T17626.2，试验等级2级：接触放电试验电压4kV，a）
空气放电试验电压4kV。现场要求遵循GB/T17626.2，试验等级3级：接触放电试验电压6kV，空气放电试验电压8kV。
GB/T36293—2018
b）电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，控制室内遵循GB/T17626.4，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/T17626.4，试验等级3级：供电电源端口：2kV峰值；I/O信号端口：1kV峰值。c）
浪涌（冲击）抗扰度试验，控制室内遵循GB/T17626.5，试验等级2级：开路试验电压1.0kV。现场遵循GB/T17626.5.试验等级3级：开路试验电压2.0kV。电压暂降和电压变化抗扰度试验，控制室内和现场遵循GB/T17626.11，电压暂降按2类要d）
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
射频电磁场辐射抗扰度试验，控制室内遵循GB/T17626.3，一般试验等级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/T17626.3。一般试验等级3级：频率80MHz1000MHz，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1.7GHz～2.0GHz，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/T17626.8，稳定持续磁场，试验等级3级，磁场强度为10A/m。现场遵循GB/T17626.8，稳定持续磁场，试验等级5级，磁场强度为100A/m5.2.2.2
抗电干扰性能满足下列要求：
共模抑制比：按照GB/T18271.3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；串模抑制比：按照GB/T18271.3要求的试验方法，在50×（1土5%）Hz或60×（1土5%）Hz条件下，串模抑制比不小于50dB。5.2.3
可靠性要求
机柜内的模件应能带电在线插拨和更换而不损坏，且不影响其他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，不影响其他模件以及系统的正常工作。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：
电磁兼容性（EMC)测试：满足5.2.2.1的要求；a）
环境影响测试：环境温度、相对湿度及抗振动性能，满足5.2.1的要求；供电电源影响测试：电源电压瞬变影响和电源电压降低影响，满足GB/T18271.3的要求；d)
电干扰测试：共模干扰和串模干扰，满足5.2.2的要求；长期工作漂移试验：满足GB/T18271.3的要求，测试长期工作漂移性能不应少于30d。e
5.3通信网络
安全性
数据通信网络的安全性应满足GB/T33009.1的要求。并符合信息安全等级保护要求，确定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