第34卷第11期中國(guó)電力Vol. 34. No.12001年11月ELECTRIC POWERNov . 2001電力自動(dòng)化嵩嶼電廠2x300 MW機(jī)組循環(huán)水泵房少人值守控制方案Control Scheme with Fewer Persons Attended for the Circulating Water PumpRoomof 2x300 MW Generating Units in Songyu Power Plant陳霖忠(嵩嶼電廠福建廈門361026 )摘要:通過(guò)對(duì)嵩嶼電廠循環(huán)水泵房少人值守控制系統(tǒng)方案一 分散控制系統(tǒng)(DCS )方案和可編程控制器(PLC)方案的分析和比較,提出實(shí)施少人值守的具體方案,并詳細(xì)介紹控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能及實(shí)施效果。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了”減人增效”的目的,為研究DCS應(yīng)用于輔助系統(tǒng)提供了新途徑。關(guān)鍵詞:循環(huán)水系統(tǒng);少人值守;可編程控制器;控制系統(tǒng)Abstract : Through the analysis and comparisons of the control system schemes with Distributed Control System( DCS ) and Programmable Logic Controller ( PLC ) for the circulating water pump room with fewer persons attend-ed in Songyu Power Plant，the practical scheme was presented. This paper introduces the configuration , featuresand performance of new control system scheme. The effect of decreasing attendants and improving efficiency hasbeen obtained , providing reference for adopting DCS in the auxiliary systems of power plants.Key words : circulating water system ; attended with fewer persons ; PLC ; control system中圖分類號(hào): TK323文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B文章編號(hào): 1004-9649(2001)1 1-0058-03水泵房的運(yùn)行人員采用五班三制”,每班安排2名1現(xiàn)狀與存在問(wèn)題值班工共10名主要是對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作和定期巡視效率不高。(3)缺少必要的檢測(cè)和監(jiān)視手段。循廈門嵩嶼電廠共有2臺(tái)容量為300MW的燃煤環(huán)水泵房設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)沒(méi)有在操作臺(tái)反映,無(wú)法機(jī)組機(jī)組的DCS采用美國(guó)貝利INFI-90系統(tǒng)。循環(huán)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視,如循環(huán)水泵出口蝶閥開度指示等主水采用海水開式冷卻方式,供水系統(tǒng)采用母管制運(yùn)控制室無(wú)法監(jiān)視循環(huán)水泵運(yùn)行工況。行。循環(huán)水泵房設(shè)在海邊距離電廠主控室700 m。泵房設(shè)有監(jiān)控室監(jiān)控的設(shè)備有:循環(huán)水泵組(4臺(tái)2循環(huán)水泵房少人值守控制系統(tǒng)方案循環(huán)水泵及其出口蝶閥等)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。隨著電力企業(yè)廠網(wǎng)分開、2.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的實(shí)施依靠科技進(jìn)步實(shí)現(xiàn)減人增效”是針對(duì)循環(huán)水泵房運(yùn)行的實(shí)際情況,提出循環(huán)提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑,但實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵房少水泵房少人值守控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原則(1)改人值守主要存在以下問(wèn)題( 1循環(huán)水泵房值班工無(wú)造必須以滿足機(jī)組安全、可靠運(yùn)行為前提,以實(shí)現(xiàn)法與主控室值班員密切配合進(jìn)行快速協(xié)調(diào)控制。由減人增效”為目的(2)完全保留循環(huán)水系統(tǒng)監(jiān)控于循環(huán)水泵房與主控室之間距離較遠(yuǎn),沒(méi)有建立直室的操作、監(jiān)視等功能(3)在主控制室實(shí)現(xiàn)循環(huán)接、可靠的控制聯(lián)系主控值班員只能以電話傳令方水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)視、操作等功能(4)實(shí)式對(duì)循環(huán)水泵房值班工進(jìn)行循環(huán)水泵運(yùn)行的指揮，現(xiàn)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的異常報(bào)警控制及聯(lián)鎖等功控制響應(yīng)速度慢不能滿足事故處理的需要。同時(shí)循能。在此原則基礎(chǔ)上提出2種控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案:環(huán)水泵房值班工也不了解汽輪機(jī)的運(yùn)行情況，工作分散控制系統(tǒng)(DCS)方案和可編程控制器(PLC)處于被動(dòng)狀態(tài)。(2運(yùn)行值班人員的效率不高。循環(huán)方案。收稿日期: 2001-03-05;修回日期: 2001-09-07中國(guó)煤化工作者簡(jiǎn)介:陳霖忠(1966-)男福建平潭人高級(jí)工程師,從事火電廠自動(dòng)控制應(yīng)用與HCNMHG58第34卷嵩嶼電廠2x300 MW機(jī)組循環(huán)水泵房少人值守控制方案2001年第11期電力自動(dòng)化2.2分散控制系統(tǒng)方案SYSHAC LNKA光纖由于機(jī)組DCS采用美國(guó)貝利公司INFI-90系工作站充,因此循環(huán)水泵房少人值守控制系統(tǒng)方案也選用INFI-90系統(tǒng)配置。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示?？刂葡到y(tǒng)設(shè)一個(gè)過(guò)程控制單元(PCU )PCU由1個(gè)模件柜和1個(gè)端子柜組成模件柜配置電源模件、控制主模件(MFPO2 )I/O子模件、通信模件和環(huán)路接口模件1號(hào)機(jī)DCS ) ( 2號(hào)機(jī)DrS循環(huán)水系統(tǒng)T程師站(IIL02),具有對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)控制、聯(lián)鎖和數(shù)據(jù)采集等諸多功能。定義其所在環(huán)路為公共環(huán)路并將2圖2循環(huán)水泵房控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意臺(tái)機(jī)組互為獨(dú)立的子環(huán)路掛在公共環(huán)路上作為該環(huán)路的節(jié)點(diǎn)。此方案既可保證循環(huán)水控制系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)PC機(jī)之間共享,而不需另加PLC的CPU單元或PC行，又做到機(jī)組主值班員可在主控室操作員站(OIS)機(jī)內(nèi)的通信程序。這樣主控室就可通過(guò)上工作站.上控制循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行、監(jiān)視、操作等。(PLC對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制和操作等。2.4 2種方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。1號(hào)機(jī)LDCSC2號(hào)機(jī)pSINFI-90系統(tǒng)是美國(guó)貝利(Bailey)公司于1987年推出的以微處理機(jī)為基礎(chǔ)的DCS,已形成--個(gè)功11102光纖、[AN2]能強(qiáng)大、通信系統(tǒng)完善、具有決策管理性能的新型空寧DCS廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)過(guò)程控制。OMRONPLC是日本OMRON公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的以微處理器為基INILO2礎(chǔ),采用高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化結(jié)構(gòu),使用簡(jiǎn)單、易于理解的編程語(yǔ)言具有較強(qiáng)的控制功能和快公共環(huán)路l OLS(循環(huán)水系統(tǒng))PCI速處理能力的PLC產(chǎn)品,已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。由于泵房與主控室之間距離較遠(yuǎn),因此循環(huán)水泵房少人值守控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是要解決圖1循環(huán)水系 統(tǒng)DCS結(jié)構(gòu)好機(jī)組主控室與循環(huán)水泵房監(jiān)控室之間的通信問(wèn)2.3可編程控制器方案題，為此將2種方案的通信性能技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了比隨著PLC通信協(xié)議宏功能不斷增強(qiáng)采用PLC較(見表1)表2是控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性比較(含常規(guī)設(shè)作為現(xiàn)場(chǎng)控制器,以PC機(jī)作為操作員站的小型分備、電纜及輔材預(yù)算費(fèi)用一覽表。散控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程。由OMRON公綜合技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性比較可清楚看到(1 )司PLC構(gòu)成的循環(huán)水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。Bailey公司的INFI-90和OMRON公司的C200HW-控制系統(tǒng)由2臺(tái)PLC通過(guò)SYSMAC LINk方式SlK14均能滿足循環(huán)水泵房少人值守控制系統(tǒng)通信聯(lián)接，組成FA(工廠自動(dòng)化)的高速、大容量數(shù)據(jù)及的需求(2 )對(duì)于火電廠輔助系統(tǒng)DCS設(shè)計(jì)2者的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。其數(shù)據(jù)鏈接使公共數(shù)據(jù)能在PLC和技術(shù)性能均能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求(3)從投資分析,辰1INFI-90系統(tǒng)與OMRONPLC通信網(wǎng)絡(luò)主要參數(shù)項(xiàng)INFI-90系 統(tǒng)(INFI-NET )PLO SYSMAC LINK)通信協(xié)議存儲(chǔ)器插入式的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議廣播式通信協(xié)議(令牌環(huán))傳輸通道串行總線網(wǎng)絡(luò)Daisy鏈數(shù)據(jù)傳輸速率0M2M傳輸介質(zhì)同軸電纜/(光纖)節(jié)點(diǎn)容量250個(gè)節(jié)點(diǎn)62個(gè)LINK單元2 km max800 m max通信接口模件INIL02C200HW- SLK14具有RAS功能(可靠性、有效性、安全性)具有具有信息長(zhǎng)每一.信息可達(dá)1500字節(jié).每一信息最長(zhǎng)可達(dá)512字節(jié)電磁/無(wú)線電干擾機(jī)柜門必須關(guān)閉在機(jī)柜門2m之內(nèi)不能使用通信設(shè)備沒(méi) 有影響令牌節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)自節(jié)點(diǎn)故障時(shí)旁路自動(dòng)接通不影響網(wǎng)絡(luò)工作藝牌中點(diǎn)發(fā)生教院動(dòng)變成令牌節(jié)點(diǎn)構(gòu)成高度可靠系統(tǒng)環(huán)境溫度0-400(產(chǎn)品介紹為70C實(shí)際使用40C就達(dá)極點(diǎn)中國(guó)煤化工環(huán)境使用)相對(duì)濕度0%-95%( 30C時(shí))IYHCNMH G_59001年第11期中國(guó)電力第34卷電力自動(dòng)化INFI-90系統(tǒng)是PLC的2.64倍(4)從技術(shù)服務(wù)及備控制系統(tǒng)功能體系品備件比較2者都能提供方便、快捷、及時(shí)的服務(wù);(5 )從控制系統(tǒng)擴(kuò)展比較,由少人值守方式擴(kuò)展到無(wú)系統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng)控制系統(tǒng)操作人值守運(yùn)行時(shí)2者都只增加監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)的輸入輸出子模件即可無(wú)須增加主模件均很方便且易于實(shí)現(xiàn)。表2控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性比較(含常規(guī)設(shè)備、電纜及輔材)富預(yù)算費(fèi)用萬(wàn)元常規(guī)控制系統(tǒng) 電纜及設(shè)備(含軟件部分)輔 材總計(jì)型號(hào)圖3控制系統(tǒng)功能體系Bailey119(優(yōu)惠價(jià))140INFI-90序編制工具具有操作性能優(yōu)良的用戶接口、豐富的OMRON312 53 C200HW- SLK14編程功能及可對(duì)過(guò)程值進(jìn)行監(jiān)視、編輯、調(diào)整、檢索、綜上分析投資經(jīng)濟(jì)性決定了控制系統(tǒng)選型因置換等功能(2 )INFI-90系統(tǒng)軟件包括PCU的組態(tài)此決定選用OMRON可編程控制器(PLC)組成控制軟件CAD. OIs組態(tài)軟件WLDG軟件包。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵房少人值守。3.4循環(huán)水泵房就地設(shè)備改造部分在實(shí)施控制系統(tǒng)改造中,同時(shí)也對(duì)循環(huán)水泵房3循環(huán)水泵房少人值守控制系統(tǒng)就地設(shè)備進(jìn)行改造，主要有(1)循環(huán)水泵出口蝶閥開度指示。原開度僅提供行程開關(guān)指示,由于循環(huán)水3.1控制系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)泵出口蝶閥在15%、30%等位置都有重要的聯(lián)鎖作考慮到循環(huán)水系統(tǒng)作為2臺(tái)300 MW機(jī)組的用，因此少人值守就必須對(duì)其開度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。對(duì)公用系統(tǒng)其供水采用母管制運(yùn)行方式,因此要求開度指示采用小型控制編碼器進(jìn)行了改造,實(shí)現(xiàn)了在1.2號(hào)機(jī)組的OIS.上都能監(jiān)視和控制循環(huán)水系.蝶閥開度0%~100%的連續(xù)監(jiān)視(2 )循環(huán)水泵電動(dòng)統(tǒng)的運(yùn)行和異常處理。若在主控室增加2臺(tái)專供循機(jī)電流指示。將原1.5級(jí)動(dòng)圈電流表改造成0.25級(jí)環(huán)水系統(tǒng)操作使用的OIS,既浪費(fèi)投資又影響主控高精度的數(shù)字測(cè)量(3)增加每臺(tái)循環(huán)水泵出口管和制室OIS整體布置的美觀。因此決定充分利用機(jī)2個(gè)出口母管壓力監(jiān)測(cè)(4增加循環(huán)水泵跳閘保護(hù)組現(xiàn)有INFI-90硬件資源將上工作站PLC的信號(hào)和電氣邏輯屏電源掉失報(bào)警信號(hào)。分別進(jìn)入1、2號(hào)機(jī)組DCS中實(shí)現(xiàn)了2臺(tái)機(jī)組操作員站都能監(jiān)控循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的目的(見圖2)4實(shí)施效果和結(jié)論3.2控制系 統(tǒng)特點(diǎn)和功能控制系統(tǒng)的特點(diǎn)有(1 )臺(tái)PLC采用SYSMAC嵩嶼電廠循環(huán)水泵房少人值守工程于2000年LINK方式聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了Fa數(shù)據(jù)鏈設(shè)計(jì)的新網(wǎng)絡(luò)。4月至6月利用機(jī)組中修完成了整個(gè)工程的施工、它是新型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(PEERTOPEER)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),解調(diào)試和啟動(dòng)試驗(yàn)任務(wù),投 入試運(yùn)行。在2個(gè)月的試運(yùn)決了火電廠輔助系統(tǒng)長(zhǎng)距離間控制系統(tǒng)通信不可靠行中對(duì)運(yùn)行人員和維護(hù)人員進(jìn)行了技術(shù)培訓(xùn)編寫問(wèn)題(2SLK網(wǎng)絡(luò)可為大容量的數(shù)據(jù)建立靈活和有了運(yùn)行規(guī)程,2000年9 月工程通過(guò)了竣工驗(yàn)收。該效的數(shù)據(jù)鏈接,每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多可發(fā)送8000個(gè)通道控制系統(tǒng)的實(shí)施使循環(huán)水泵房與主控室之間建立了數(shù)，從而大大提高數(shù)據(jù)鏈接的效率[3)數(shù)據(jù)鏈接使快速協(xié)調(diào)關(guān)系,泵房運(yùn)行人員由10人減少到5人，公共數(shù)據(jù)能在PLC和PC機(jī)之間共享,而不需另加大大提高了運(yùn)行人員的效率。經(jīng)過(guò)1a的運(yùn)行證明,PLC的CPU單元或計(jì)算機(jī)內(nèi)的通信程序(4) 具有采用可編程控制器( PLC )來(lái)組構(gòu)循環(huán)水泵房少人值很高的抗干擾能力?？刂乒耖T打開,用大功率對(duì)講機(jī)守控制系統(tǒng)是完全可行的。該系統(tǒng)的成功實(shí)施提高進(jìn)行干擾試驗(yàn)系統(tǒng)仍保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀況，這是許了全廠綜合自動(dòng)化水平實(shí)現(xiàn)了企業(yè)減人增效”的多DCS所不及的(5)很好地解決了電廠公用系統(tǒng)目的,為開展火電廠輔助系統(tǒng)DCS和少人值守的應(yīng)少人值守的監(jiān)控和操作問(wèn)題。用和研究提供了新途徑?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水系統(tǒng)少人值守所需的系統(tǒng)監(jiān)視、控制、操作3大功能(見圖3)參考文獻(xiàn):.3 控制系統(tǒng)軟件部分控制系統(tǒng)在PLC的基礎(chǔ)上連接到INFI-90系統(tǒng)[1]許應(yīng)宏,李昌強(qiáng).電站輔助DCS及全功能控制系統(tǒng)發(fā)展展望中其軟件包括2部分(1可編程控制器SYSMAC-[J]中國(guó)電力2中國(guó)煤化工CPT軟件:它是在Windows9X下運(yùn)行操作的梯形程YHCNMHG呂玲)50