上海外高桥电厂二期工程（2×900MW）机组的锅炉岛由德国ALSTOM 能源有限公司承包，锅炉为超临界、一次再热、燃煤直流炉，最大蒸发量为2788t/ h ，锅炉采用轻柴油、煤粉二级燃烧，制粉系统采用中速磨直吹系统。汽机岛由德国西门子公司承包，汽机为超临界、单轴四缸四排汽、凝汽式汽轮机．主汽系统设计有高、低压两级串联旁路系统。给水系统配有2台60％容量的汽动给水泵，另一台40％容量的电动给水泵作为启动和运行备用。机组的热控控制系统采用日本日立公司的HIACS－5000M分散控制系统。汽轮机控制系统采用德国西门子公司的TELEPERMXP分散控制系统，汽机控制器为该公司专用的SIMADYN－D。本机组采用机、炉、电集中控制，机组的热控系统主要是由分散控制系统（DCS）、大、小汽机电液控制系统（DEH、MEH)，以及相应系统的保护、监视系统来完成机组运行的监视和控制操作。
现场测量仪表和执行机构多数为锅炉和汽机制造厂和分包商配套。部分辅机设备配置了就地小程控，外围除灰系统、水处理系统、除渣系统等均配置了独立的监视和控制系统。
一、日立HIACS－5000M 分散控制系统
HIACS5000M分散控制系统是日立公司的新一代分布式过程控制系统，由过程控制单元CPU 、远程终端站RTB、多种I/O 模件、操作员接口站OIS、计算机接口单元GATWAY（用于与SIS接口）、工程师工作站（EWS）、通信网络等构成，其控制功能是通过大宏及由合成的大宏所组成的控制回路来实现。
整个仪控岛由5号机组DCS、6号机组DCS、公用系统 DCS 、实时监控信息系统（SIS）、管理信息系统（MIS）、仿真这 6部分组成，其中SIS接口与网控连接，进行数据交换，5号机组DCS、6号机组DCS、公用系统DCS与SIS进行通信连接。
HIACS－5000M采用环状通信方式，可靠性较高。外高桥电厂二期（2×90OMW）机组设计有3个环状的控制网络，分别是 5号机组控制网络、6号机组控制网络以及公用系统控制网络。每个环网是由μΣNETW0RK－100。双路光缆进行连接，每个控制网络之间通过藕合器进行连接，实现数据传输。控制网络连接简图如图l所示。每个控制网络通过GATWAY与SIS进行连接，实现全厂的DCS总网络。总网络连接简图见图2。
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HIACS－5000M通过操作员站，为过程控制及监视和管理提供服务。它具有标签显示、趋势图、软操作站（M/A）、动态流程、报替管理、报表及记录、存档等监控功能。通过EWS可以进行系统组态，形成系统的数据库和操作员接口显示点，同时EWS可以用于实时现场过程调试、参数整定等功能，大大缩短现场的调试时间。
5号机组DCS及公用DCS配有26对冗余的控制器，每对控制器配有相应的I/0终端柜，另外配有4个远程I/O站。整个DCS主要包括热控的数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、燃烧器管理系统和炉膛安全监视系统（BMS+FSSS）、顺序控制系统（SCS)，另外电气控制系统(ECS）亦在DCS中实现控制，DCS各子系统在控制中按控制功能分类，通过控制、调节、计算和监视等自动功能，实现机组整体自动化。日立分散控制系统的控制逻辑分别根据锅炉岛与汽机岛提供的控制逻辑和控制策略组态生成，机组协调控制的控制方案由日立公司负责设计。锅炉部分的控制涉及的控制系统有锅炉风烟系统、锅炉汽水系统、锅炉燃油系统和锅炉嫩煤系统。汽机部分的控制涉及的控制系统有汽机冷却水系统、汽机凝结水系统、汽机辅汽系统和汽机给水／蒸汽系统。上述系统的控制根据闭环和开环控制及控制功能的不同，分别在DAS、MCS、SCS、BMS和FSSS中实现。
（1）数据采集系统（DAS)
DAS 承担整个机组的有关参数的采集处理，其主要功能为机组过程变量的采集和处理、显示报替记录、打印事故追忆、日常报表打印、数据趋势图和打印、历史数据存储及检索、程序的开发诊断数据库和图形编辑等功能。
另外，DAS还提供分辨率为lms的事故顺序记录（SOE)，用于在事故发生时，按事件的先后发生顺序进行追忆。
与其他电厂机组不同的是，很多操作员站的显示信号不是为显示而配备的专用信号，而是与其他SCS、BMS、CCS系统公用的现场信号，如水位变送器。翰出信号既用于 CCS 中的调节，又用于 SCS 有关阀门的保护，同时又是 DAS 中的显示信号。另外，本机组的大部分联锁保护信号的定值，亦来自于所采集的模拟量信号的导出值，没有配备专用的水位、压力和温度开关用于联锁保护信号。
(2）协调控制系统（MCS)
MCS在整个分散控制系统中承担着最重要的闭环控制任务，能对整个热力过程中的汽、水、油、煤、风等主要过程变量进行调节。
MCS共设计有146套控制回路，本台900MW超临界机组，在锅炉32％的燃烧率以上，设计为滑压运行方式，根据滑压运行的控制要求，机组的协调控制方式设计有：汽机跟随、机跟炉协调、炉跟机协调，主汽压力根据修正的滑压控制曲线进行调节，调节过程稳态时保持主汽门前后的压差为当前压力定值下的5％的裕度，用于保证机组的调频裕度。
运行人员可通过操作员站在CRT画面上进行自动调节系统的投入和切除，另外机组设计的顺序控制步骤中能对大部分的MCS回路进行自动投入和切除，确保机组的全自动一键式启动。
(3）燃烧器管理系统和炉脸安全监视系统(BMS + FSSS)
锅炉保护控制系统在FSSS中实现，主要实现锅炉主燃料跳闸（MFT）、送风机保护、引风机保护以及实现锅炉的吹扫、泄漏试验及RUNBACK 等功能。保护控制系统采用双重冗余的PCM控制器，同一保护的3个信号分别送入3个PCM控制器，经每个 PCM控制器3取2选择后，再对每个PCM输出进行3取2处理得到保护输出。确保保护系统的安全可靠。
BMS由燃油和嫩煤二大控制部分组成，燃油部分包括徽油功能组、1~4号角燃油嫩烧器控制子组；燃煤部分包括燃煤功能组、磨煤机轴颈液压子组、磨煤机分离器子组、磨煤机一次风子组、磨煤机子组、给煤机子组和磨煤机清洁子组。
(4）顺序拉制系统（SCS)SCS实现整个机组的顺序控制，SCS的使用范围涉及到了整个机组水、汽、风系统，承担机组的辅机和两位制阀门的启停以及设备间的联锁保护。SCS的控制方式分为：设备级控制、子回路控制（SGC）、子组级控制（SGC）和组级控制（GC）。
设备级控制除对单个阀门、挡板、电动机等设备进行启停、开关的控制外，还包括设备本身的联锁保护。 SLC 主要完成设备的切换．首选设备的选择。SGC则是按一定的顺序进行相关设备的启停或开关，对各个设备进行顺序控制。GC 是锅炉岛或汽机岛系统的顺序控制。
二、西门子TELEPERM－XP分散控制系统及其子系统
汽轮机控制系统为德国西门子公司生产的TELEPERM－XP分散控制系统，主要控制对象有汽机润滑油系统、控制油系统、轴封汽系统、真空系统、抽汽系统、发电机水冷氢冷及汽机的自启停等系统。同时，TELEPERM－XP控制装置和SIMADYN－D 控制器相连组成汽轮机DEH。主要控制对象为汽机调门，通过改变阀门开度，改变汽机进汽量。从而改变汽机的转速与负荷。
MEH亦在TELEPERM－XP系统中实现控制。主要控制对象为主汽门、汽机调门、小机冷再进汽调门、控制油和润滑油系统。在正常情况下，MEH接受MCS来的遥控转速指令，改变调门的开度来实现机组给水量的调节。
大、小机的监视仪表为瑞士vibro－meter公司生产，由德国西门子公司成套提供，共配置3套VM60O 系列机械保护和监测装置，分别对2台汽动给泵和汽机的运行进行监控，监控内容有：轴向位移、胀差、绝对振动、相对振动、鉴相和偏心。 大、小机的汽机紧急跳闸系统（ETS）采用德国西门子公司S5可编程控制器进行控制，由德国西门子公司成套提供。
三、其他控制系统
高、低压旁路控制系统采用美国CCI公司提供的Modicon昆腾控制装置，根据直流炉控制的要求，提供了定压启动、滑参数运行、超压安全保护等功能，满足机组冷态、温态、热态和极热态启动的要求。
锅炉吹灰程控系统其控制部分和吹灰器采用戴蒙特公司的产品，动力部分也由戴蒙特公司成套。操作员可在PLC的操作面板上对吹灰器进行操作、编辑和程序修改。正常运行时，吹灰PLC与日立DCS通过通信连接，操作员在控制室的CRT上通过通信可直接对吹灰器进行操作控制。
出灰系统设备采用德国MULLER公司的PLC程控装置。
化学补水系统和净水系统的控制系统采用AB公司的PLC控制系统，由苏州热工研究所成套提供。
化学废水系统的控制系统采用AB公司的PLC控制系统。由上海凯力博公司成套提供。
四、调试概况
4.1 主要调试进度
5号机组热控控制系统的主要调试进度如表
4.2 168h 试运的投入情况
(1)DAS共设计有如下测点：644点模拟量输入（AI),420点开关量输入（DI),124点开关量输出（DO）,425点SOE,95点RTD 热电阻输入34点THC热电偶输入。168h试运行期间测点投入率为＝100%,OAS 功能均正常投运。
(2)MCS 共设计系统 146 套，在168h试运行期间及之前均已投入。实现了机组负荷、燃料、给水、风量及各子系统自动控制。系统均能满足运行要求，大大缓解了运行人员的劳动强度。
(3)SCS设计有电动、气动执行机构及驱动机构224个。设计的子环、子组、功能组系统有135套，设备的联锁保护在子环、子组系统中实现，在168h试运行中保护投入率为100%。设备投入率为100%,SCS的功能组已全部做过冷态试验，并进行了热态投运，投入率为100％。
(4)BMS+FSSS试运期间完成的调试功能有：MFT、锅炉炉膛吹扫管理、点火器和燃烧器的启／停控制管理，燃油泄漏试验以及磨煤机、给煤机的正常启／停等功能全部投运，制粉系统的组级程控亦正常投运。
(5）汽机电液控制系统完成的功能有：转速自动控制、负荷自动控制、主燕汽压力控制、热应力计算功能、超速保护功能、手／自动并网功能、自动初负荷控制、阀门在线试验功能、自动切换厂用电和大机保护功能等，在168h试运期间设备及功能的投人率为100％。
(6）小机电液控制系统完成的功能有：转速自动控制、MCS遥控控制方式、电超速等，在168h试运期间MEH的设备及功能均能正常投人，满足运行要求。
(7）BPS完成的功能有：高压旁路系统的压力、温度控制、低压旁路系统的压力、温度控制以及相应的高、低压旁路系统的保护，在168h期间，旁路系统的保护全部正常投入。
五、问题与建议
(1）接口问题
由于是国内首台全进口的超临界大容量的直流炉，锅炉岛、汽机岛的热控控制逻辑分别由德国ALSTOM公司和西门子公司提供。在前期工程准备过程中，中方人员通过资料消化，发现了许多锅炉岛与汽机岛之间以及锅炉岛、汽机岛与其本身分包设备的接口问题。另外，机组协调控制的设计方案虽由日立公司负责设计，但日立公司无法协调ALSTOM和西门子这2家公司，最后由业主和调试单位协调3家外方进行反复讨论修改，才明确了控制方案，确定了控制接口，最后实现了机组协调控制。
另外，旁路作为超临界机组启动的主要辅助系统，起着重要的控制作用。但此旁路采用非常规的控制方式。对此，我们通过资料消化，反复与ALSTOM和西门子的专家讨论提出修改方案，在调试过程中不断优化，才得以满足机组的各种控制方式要求。
(2）通信问题
在整个DCS岛的招标初期，就确立了将外围所有超过20个子系统需通过通信连入日立DCS岛的方案，实现机组完全集中控制，这是一个十分理想化的设想，但实际上每个 DCS 都有一定的容量限制。在调试过程中，将DCS与DEH的通信连接后，发现数据的传送速度最快为6s，无法达到操作控制要求。由于我们在调试初期就提出了将所有用于控制和保护的通信信号改为硬接线的方案，征得业主同意后，当机立断责成有关外方进行修改，才使得5号机组调试中少走弯路，并实现了提前并网发电。
另外，在DCS与其余子系统通信的连接过程中，出现了DCS工程师站和操作员站死机的现象，目前外围的大部分外围子系统的通信未能联入DCS，是否有必要联入是个值得商讨的问题。
(3）宏模块的设计问题
整个DCS由日立公司总承包，而锅炉岛、汽机岛的热控控制逻辑分别由德国ALSTOM公司和西门子公司提供，日立公司沿用的是美国的控制理念，与欧洲的设计思路有冲突，导致日立公司在软件设计子环控制宏模块（SLC模块）、子组切换宏模块（GCM模块）、模拟控制及手自动切换宏模块的过程中，虽经强拼硬凑，反复修改，仍未能完全实现ALSTOM公司和西门子公司的控制设计思想，值得在今后的设备设计及招标中注意。
