輔助車間集中控制系統(tǒng)方案

輔助車間集中控制系統(tǒng)方案作者：王杰

摘要：近年來，隨著現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展、應(yīng)用以及運行人員對電廠輔助系統(tǒng)工藝、控制理論認(rèn)識的不斷提高，借助計算機通訊網(wǎng)絡(luò)，從工藝設(shè)計的合理性、控制設(shè)備選型的正確性方面著手，實現(xiàn)對全廠輔助車間相對集中監(jiān)控及系統(tǒng)的自動運行已完全成為可能。本文主要介紹內(nèi)蒙古科右中熱電廠的輔助車間聯(lián)網(wǎng)控制方案，可供工程中參考和借鑒。

關(guān)鍵字：輔助車間

控制方案

前言

當(dāng)今大型火電機組爐、機、電的運行管理水平已經(jīng)日趨成熟，可以做到爐、機、電集中監(jiān)控，但是輔助車間仍有許多的電廠還在沿用水、煤、灰三個監(jiān)控點。這就與提高全廠運行、管理水平、減員增效的理念相違背。所以各投資方越來越重視輔助車間控制系統(tǒng)的規(guī)劃。所以設(shè)立輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為一種趨勢。

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輔助車間的監(jiān)控范圍水系統(tǒng)：包括鍋爐補給水、凝結(jié)水精處理、化學(xué)加藥和汽水取樣、工業(yè)廢水處理、煤水處理室、雨水泵房及生活污水處理站、綜合水泵房、工業(yè)回收水泵房、含油廢水處理室、復(fù)用水泵房。

輸煤系統(tǒng)：包括卸煤、儲煤場、碎煤機、煤倉間、皮帶運轉(zhuǎn)層設(shè)備等和燃油泵房。

灰渣系統(tǒng)：包括除灰渣、電袋除塵、煙氣脫硫、全廠配氣中心系統(tǒng)。

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輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃

京能盛樂是新建電廠，新建2臺350MW機組?？紤]到一臺機組投產(chǎn)以后的經(jīng)濟效益，所以設(shè)置輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)，以達到減員增效的目的。

2.1輔控網(wǎng)上層系統(tǒng)配置

3臺操作員站，

1臺工程師站，

1臺歷史數(shù)據(jù)站，

1臺SIS接口工作站，

2臺互為熱備的冗余服務(wù)器。

輔助車間監(jiān)控點的設(shè)置

輔助車間控制系統(tǒng)主要分水系統(tǒng)、輸煤、除灰渣（包含脫硫）三個子系統(tǒng)，整個系統(tǒng)設(shè)一個集中操作點，三個后備操作點。集中操作點、網(wǎng)絡(luò)及操作設(shè)備設(shè)在主廠房集控室，輔網(wǎng)工程師站布置在主廠房工程師室。三個后備操作點設(shè)在三個子系統(tǒng)主設(shè)備附近，分別為水系統(tǒng)后備操作點、輸煤后備操作點、除灰渣及脫硫后備操作點，作為前期系統(tǒng)調(diào)試、檢修和事故處理用。在輔助車間運行成熟后取消水、煤、灰的臨時監(jiān)控點。達到全廠輔助車間集中監(jiān)控。

2.2.1輔助車間控制系統(tǒng)方案

所有輔助車間設(shè)置1套獨立的冗余控制網(wǎng)絡(luò)，考慮輔助車間布置的分散性，輔助車間采用星形網(wǎng)絡(luò)。預(yù)留與SIS系統(tǒng)通訊接口，控制系統(tǒng)采用杭州和利時的DCS控制系統(tǒng)。整個輔網(wǎng)BOP-DCS的可利用率至少為99.9%。全廠輔助車間控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置詳見附圖。

2.2.2水、煤、灰臨時監(jiān)控點系統(tǒng)配置

（1）水系統(tǒng)

2臺操作員站，

2臺互為熱備的冗余服務(wù)器。

（2）煤系統(tǒng)

2臺操作員站，

2臺互為熱備的冗余服務(wù)器。

（3）灰系統(tǒng)

1臺操作員站，

2臺互為熱備的冗余服務(wù)器。

3臺操作員站（脫硫），

2臺互為熱備的冗余服務(wù)器（脫硫）。

2.2.3

灰系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計原則及技術(shù)要求：

灰系統(tǒng)（包含除灰、除渣、電袋除塵、全廠配氣中心、脫硫）的臨時監(jiān)控在除灰綜合控制樓4.10m控制室，電子設(shè)備間設(shè)在綜合控制樓4.10m層，脫硫系統(tǒng)在就地區(qū)域設(shè)電子設(shè)備間，除灰、除渣、全廠配氣中心的控制機柜統(tǒng)一布置在綜合控制樓內(nèi)電子設(shè)備間內(nèi)。

灰網(wǎng)控制系統(tǒng)能對除灰系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、電袋除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、全廠配氣中心進行集中監(jiān)視、管理、自動順序控制及閉環(huán)控制，并可實現(xiàn)全自動、遠(yuǎn)方軟手操作及就地操作三種控制方式。

LCD操作員站作為主要的人機接口方式，通過

LCD畫面、鍵盤和鼠標(biāo)對過程進行監(jiān)視和控制，不設(shè)置常規(guī)的儀表盤及模擬屏。所有運行參數(shù)及報警信息均通過打印機進行記錄并制表。

2.2.4

水系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計原則及技術(shù)要求：

水系統(tǒng)的臨時監(jiān)控在鍋爐補給水處理車間0m控制室，鍋爐補給水系統(tǒng)控制機柜布置在控制室單獨隔開的設(shè)備間內(nèi)。工業(yè)廢水處理（含復(fù)用水泵房）、含煤廢水、含油廢水、汽水取樣及化學(xué)加藥、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的控制采用遠(yuǎn)程控制站，機柜在本車間電子設(shè)備間內(nèi)。水系統(tǒng)其他輔助車間（包括工業(yè)回收水泵房、綜合水泵房、雨水及生活污水處理室）采用遠(yuǎn)程I/O機柜，在水系統(tǒng)操作員站上統(tǒng)一監(jiān)控。

水系統(tǒng)控制系統(tǒng)能對鍋爐補給水處理、工業(yè)廢水（包含復(fù)用水泵房）、凝結(jié)水精處理、汽水取樣及化學(xué)加藥、工業(yè)回收水泵房、含油廢水系統(tǒng)、含煤廢水處理、綜合水泵房(含生活消防水系統(tǒng))、雨水及生活污水處理系統(tǒng)進行集中監(jiān)視、管理、自動順序控制及閉環(huán)控制，并可實現(xiàn)全自動、遠(yuǎn)方軟手操作及就地操作三種控制方式。

LCD操作員站作為主要的人機接口方式，通過

LCD畫面、鍵盤和鼠標(biāo)對過程進行監(jiān)視和控制，不設(shè)置常規(guī)的儀表盤及模擬屏。所有運行參數(shù)及報警信息均能通過打印機進行記錄并制表。

2.2.5

電除塵系統(tǒng)控制

電袋除塵采用微機控制和本體清灰系統(tǒng)采用PLC控制+LCD畫面顯示，集中控制系統(tǒng)包括高、低壓設(shè)備的運行控制，振打控制，電加熱器的恒溫控制，電機振打最優(yōu)化控制，布袋除塵系統(tǒng)控制等。程控系統(tǒng)為一閉環(huán)控制系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)能在除塵控制室進行集中控制。高壓直流供電裝置和低壓供電裝置的自動控制采用微機控制，布袋裝置采用可編程序控制器（PLC）。程序控制系統(tǒng)符合常規(guī)程控系統(tǒng)配置要求。除塵工藝中的基本過程控制功能在PLC完成，優(yōu)化控制功能和過程管理功能在上位監(jiān)控機完成，具備停電后自恢復(fù)功能。

輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)與電袋除塵PLC控制系統(tǒng)進行冗余的通訊。使電袋除塵能夠在除灰綜合樓控制室和主廠房集中控制使內(nèi)對電袋除塵進行監(jiān)控。

2.2.6

輸煤系統(tǒng)控制

輸煤車間的環(huán)境較為惡劣，運行中過程量偏多。輸煤控制系統(tǒng)要完成以下操作：上煤程控、配煤程控、系統(tǒng)監(jiān)測管理、事故報警、事故自診斷、煤量統(tǒng)計、報表打印、供電系統(tǒng)監(jiān)控等。

2.2.6.1程控設(shè)備的布置與安裝

輸煤綜合樓設(shè)主控室,室內(nèi)布置監(jiān)控臺與調(diào)度臺,兩者合為一體，其上放置兩臺上位機及工業(yè)電視控制主機等?？刂婆_上另設(shè)緊急停機事故按鈕。打印機放在側(cè)面的專用臺上。

程控設(shè)備如發(fā)生故障，BOP-DCS通過語音報警裝置通知操作員。

5

軟件5.1采用圖形組態(tài)方式。

5.2

所有的算法和系統(tǒng)整定參數(shù)駐存在各處理器模件的非易失性存儲器內(nèi)，執(zhí)行時不需要重新裝載。

5.3

模擬量控制的處理器模件完成所有指定任務(wù)的最大執(zhí)行周期不超過250ms，開關(guān)量控制的處理器執(zhí)行周期不超過100ms，其中電氣開關(guān)量不超過20ms。

5.4

對需快速處理的模擬和順序控制回路，其處理能力分別為每125ms和50ms執(zhí)行一次。

5.5

模擬控制回路的組態(tài)，通過駐存在處理器模件中的各類邏輯塊聯(lián)接，直接采用SAMA圖方式進行，并用易于識別的工程名稱加以標(biāo)明。還可在工程師站上根據(jù)指令，以SAMA圖形式打印出已完成的所有系統(tǒng)組態(tài)。

5.6

在工程師工作站上能對系統(tǒng)組態(tài)進行在線修改。系統(tǒng)內(nèi)測點的增減或變換，不必重新編譯整個系統(tǒng)的程序。

5.7

在程序編輯或修改完成后，能通過數(shù)據(jù)高速公路將系統(tǒng)組態(tài)程序裝入各有關(guān)的處理器模件，而不影響系統(tǒng)的正常運行。

5.8

順序控制的所有控制、監(jiān)視、報警和故障判斷等功能，均由處理器模件提供。

5.9

順序邏輯的編程使順控的每一部份都能在LCD上顯示,并且各個狀態(tài)都能在操作員站上得到監(jiān)視。

5.10

所有順序控制邏輯的組態(tài)都在系統(tǒng)內(nèi)完成，而不采用外部硬接線、專用開關(guān)或其他替代物作為組態(tài)邏輯的輸入。

5.11

順序控制邏輯采用熟悉的，類似于繼電器型式的功能符號，以邏輯圖或梯形圖格式進行組態(tài)。并可在工程師站上按指令要求，以圖形方式打印出已組態(tài)的邏輯。

5.12

查找故障的系統(tǒng)自診斷功能能診斷至模件的通道級故障。報警功能使運行人員能方便地辨別和解決各種問題。

5.13

整個BOP-DCS系統(tǒng)保證統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，任何數(shù)據(jù)庫的維護和修改對BOP-DCS系統(tǒng)一次完成。

6

系統(tǒng)擴展

控制系統(tǒng)提供下列備用余量，以供系統(tǒng)以后擴展需要：

—每個機柜內(nèi)的每種類型I/O測點都有15%的余量。

—每個機柜內(nèi)有15%模件插槽余量。所有備用插槽配置必要的硬件，如：

背板、連接電纜、端子排等，保證今后插入模件就能投入運行。

—控制器站的處理器處理能力有40%余量，操作員站處理器處理能力有

60%余量。系統(tǒng)具有實時計算和顯示負(fù)荷率或余量的能力。

—控制站和工作站處理器有50%存儲余量，工作站有60%外存余量。

—40%電源余量。電源分配柜考慮20%的回路備用量。

—網(wǎng)絡(luò)通訊總線負(fù)荷率不大于40%（總線以太網(wǎng)通訊負(fù)荷率不大于

20%）。

—在機柜空間允許范圍內(nèi)提供適量的備用繼電器（不包括原備用DO點對應(yīng)

的繼電器）。

7

電源

在水系統(tǒng)、灰系統(tǒng)、煤系統(tǒng)設(shè)置DCS電源柜，用于給DCS機柜供電。電源柜能接受買方提供的二路交流220V±10%，50HZ±2.5HZ的單相電源。任一路電源故障都報警，二路冗余電源通過二極管切換回路耦合，在一路電源故障時自動切換到另一路，以保證任何一路電源的故障均不會導(dǎo)致系統(tǒng)的任一部分失電和影響控制系統(tǒng)正常工作。

輔網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程站的電源由于距以上三個臨時集中監(jiān)控點較遠(yuǎn)，所以遠(yuǎn)程站的電源由就近的電氣配電裝置提供。并在各個系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制站設(shè)置不停電電源裝置UPS裝置。UPS裝置要求如下：是有一線直接接地的單相兩線制系統(tǒng)，其技術(shù)指標(biāo)為：

—

電壓穩(wěn)定度：穩(wěn)態(tài)時不大于±2%，動態(tài)過程中不大于±10%。

—

頻率穩(wěn)定度：穩(wěn)態(tài)時不大于±1%，動態(tài)過程中不大于±2%。

—

波形失真度：不大于

5%。

—

備用電源切換時間：不大于

5ms。

—

廠用交流電源中斷情況下，UPS

能保證連續(xù)供電半小時。

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外圍設(shè)備

8.1灰系統(tǒng)和水系統(tǒng)打印機配置

（1）

灰系統(tǒng)臨時監(jiān)控點打印機

3臺黑白激光A3打印機（2臺用于脫硫系統(tǒng)）

（2）水網(wǎng)系統(tǒng)臨時監(jiān)控點打印機

1臺黑白激光A3打印機。

（3）輸煤系統(tǒng)監(jiān)控點打印機

1臺黑白激光A3打印機。

8.

2

主廠房集中控制室打印機配置

（1）1臺黑白激光A3打印機，布置在集中控制室。

（2）1臺彩色激光A3圖形打印機，布置在工程師室。

8.

3

數(shù)據(jù)存儲裝置：

為每臺操作員站提供可讀寫光盤驅(qū)動器用于系統(tǒng)程序和應(yīng)