摘 要：火電廠鍋爐補(bǔ)給水處理控制系統(tǒng)采用PLC控制，自投產(chǎn)以來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、通訊故障、死機(jī)現(xiàn)象，并且無(wú)法查詢I/O點(diǎn)的歷史趨勢(shì)，給鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)很大隱患，給運(yùn)行人員操作帶來(lái)很大困難。針對(duì)這種情況，進(jìn)行了相應(yīng)的改造，拆除原有的PLC及操作面板，并敷設(shè)電纜，將原來(lái)接至PLC的I/O模塊的信號(hào)及輸出指令接線重新接入XDPS系統(tǒng)，重新編寫(xiě)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)相關(guān)邏輯及操作畫(huà)面。改造后，經(jīng)過(guò)一年多的考驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，徹底消除了原PLC控制存在的問(wèn)題，同時(shí)也減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)控制的集控室遠(yuǎn)方監(jiān)控操作，提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平，減少了設(shè)備維護(hù)量，達(dá)到公司減人增效的目的，并保證了鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使發(fā)電公司的安全生產(chǎn)得到有力保證，這種方法可應(yīng)用于同類型機(jī)組中。

關(guān)鍵詞：鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)；PLC控制；XDPS系統(tǒng)

1 前言

原鍋爐補(bǔ)給水控制系統(tǒng)分一系列、二系列，采用PLC控制（采用三全公司PLC+就地控制面板），自投產(chǎn)以來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，PLC控制功能不完善，設(shè)備故障率較高，經(jīng)常無(wú)故出現(xiàn)通訊故障、程序運(yùn)行故障、死機(jī)現(xiàn)象等狀況，而且無(wú)法對(duì)熱控信號(hào)進(jìn)行歷史記錄，給鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)很大隱患，給運(yùn)行人員操作帶來(lái)很大困難。

2 系統(tǒng)改造

隨著計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的PLC控制已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，由于電機(jī)過(guò)載、電機(jī)負(fù)荷、制水流量、酸堿流量等反饋信號(hào)無(wú)法進(jìn)行歷史記錄追憶，造成制水中斷時(shí)無(wú)法判斷中斷的原因，給鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的日常運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)很大困難；而且鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)PLC系統(tǒng)無(wú)法與其他水處理控制DCS系統(tǒng)（中水、廢水、氨區(qū)）實(shí)現(xiàn)資源共享，不利于鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)的整體運(yùn)行；PLC程序從頭到尾執(zhí)行一次后又從頭開(kāi)始執(zhí)行，多任務(wù)處理能力差，而DCS系統(tǒng)任務(wù)周期可以隨意設(shè)定；PLC如果想改邏輯，軟件編程工作量非常大，控制方案修改復(fù)雜，調(diào)試時(shí)間較長(zhǎng)，不利于日常維護(hù)，而DCS系統(tǒng)修改邏輯可以實(shí)現(xiàn)在線修改，模塊化編程及友好的人機(jī)界面更利于編程，所以PLC控制系統(tǒng)的改造是必然的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1XDPS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

XDPS系統(tǒng)即新華分散處理系統(tǒng)（ Xinhua Distributed Processing System），包括數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)控制、順序控制及聯(lián)鎖保護(hù)等系統(tǒng)?？赏瓿蓪?shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制、順序控制、高級(jí)控制、報(bào)警檢測(cè)、監(jiān)視、操作，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、顯示、打印等處理，并提供組態(tài)和調(diào)試工具。

2.2系統(tǒng)工作原理

XDPS系統(tǒng)共分為網(wǎng)絡(luò)級(jí)、DPU過(guò)程控制級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)I/O執(zhí)行級(jí)三部分。由于DPU控制及現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行級(jí)組成每套子系統(tǒng)的過(guò)程控制，其中DPU為核心，實(shí)現(xiàn)I/O驅(qū)動(dòng)、施數(shù)據(jù)處理、計(jì)算控制和網(wǎng)絡(luò)管理四大功能，各I/O站完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)（模擬量、關(guān)量、脈沖量等）采集和控制，通過(guò)BITTBUS通信實(shí)現(xiàn)與主DPU之間的數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)控制過(guò)程的分布式控制和管理。

2.3系統(tǒng)特征

控制系統(tǒng)的硬件配置功能分散，系統(tǒng)的單一故障，不應(yīng)導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)的失效，也不會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行和保護(hù)功能。控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上保證通信、電源和處理器模件的冗余配置。整套系統(tǒng)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。

3 方案實(shí)施

3.1實(shí)施細(xì)則

水處理控制室原為PLC系統(tǒng)，機(jī)柜數(shù)量為8面，1面電源柜，本次改造將原機(jī)柜全部拆除，由改造新增的DCS設(shè)備完全替代原PLC系統(tǒng)功能，配置新的電源分配柜，配置新的操作員站，由DCS系統(tǒng)完成原有功能，控制器數(shù)量不得少于5對(duì)。水處理陰陽(yáng)床部分，機(jī)柜布置在中央電子間，配置2臺(tái)操作員站。

3.2系統(tǒng)實(shí)施要點(diǎn)

DCS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用合適的冗余配置和診斷至通道級(jí)的自診斷功能，使其具有高度的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障，均不影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。新增系統(tǒng)的參數(shù)、報(bào)警和自診斷功能高度集中在LCD上顯示，系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合工藝設(shè)備的特點(diǎn)，并遵循功能分散和物理分散的原則?？刂葡到y(tǒng)包括各種可行的自診斷手段，以便內(nèi)部故障能在對(duì)過(guò)程造成影響之前被檢測(cè)出來(lái)。此外，保護(hù)和安全系統(tǒng)具備通道冗余或測(cè)量多重化以及自檢和在線的試驗(yàn)手段。

3.3硬件實(shí)施要點(diǎn)

系統(tǒng)內(nèi)所有模件均是低散熱量的固態(tài)電路，并為標(biāo)準(zhǔn)化、模件化和插入式結(jié)構(gòu)。各元件有識(shí)別及LED診斷指示。系統(tǒng)中所有模件能在線插拔和更換而不損壞，且不影響其它模件正常工作。模件的插拔有導(dǎo)軌和聯(lián)鎖，以免造成損壞或引起故障。模件的編址不受在機(jī)柜內(nèi)的插槽位置所影響，而是在機(jī)柜內(nèi)的任何插槽位置上都能執(zhí)行其功能。安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的DCS模件、設(shè)備具有足夠的防護(hù)等級(jí)和有效的保護(hù)措施，以保證在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下正常地工作。

3.4 過(guò)程輸入/輸出（I/O）實(shí)施要點(diǎn)

I/O處理系統(tǒng)“智能化”，以減輕控制系統(tǒng)的處理負(fù)荷。I/O處理系統(tǒng)能完成量程歸一、數(shù)據(jù)整定、數(shù)字化輸入和輸出、線型化、過(guò)程點(diǎn)質(zhì)量判斷、工程單位換算等功能。所有的輸入、輸出信號(hào)有自己獨(dú)立的裝置處理。所有的I/O模件都有標(biāo)明I/O狀態(tài)的LED指示和其它診斷顯示，如模件電源指示等。所有模擬量輸入每秒至少掃描和更新4次，所有數(shù)字量輸入每秒至少掃描和更新10次。為滿足某些需要快速處理的控制回路要求，其模擬量輸入信號(hào)達(dá)到每秒掃描8次，數(shù)字量輸入信號(hào)達(dá)到每秒掃描20次。事故順序（SOE）輸入信號(hào)的分辨率不大于1毫秒。電氣模擬量輸入采樣周期不大于200ms；開(kāi)關(guān)量輸入采樣周期不大于20ms；脈沖量輸入寬度：80ms～120ms。

3.5 電源實(shí)施要點(diǎn)

新增DCS設(shè)備配置新的電源分配柜，向DCS機(jī)柜、操作員站以及現(xiàn)場(chǎng)儀表提供電源（電源回路數(shù)量、容量與原來(lái)相同）。接受變送器輸入信號(hào)的模擬量輸入通道，能承受輸入端子完全的短路，并不影響其它輸入通道，否則，有單獨(dú)的熔斷器進(jìn)行保護(hù)。每一路變送器的供電回路中有單獨(dú)的斷路器，斷路器開(kāi)斷時(shí)報(bào)警。在機(jī)柜內(nèi)，斷路器的更換很方便，不需先拆下或拔出任何其它組件。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)取消鍋爐補(bǔ)給水處理PLC控制系統(tǒng)，改為XDPS系統(tǒng)控制，加上就地設(shè)備的性能改進(jìn)，將全面提高鍋爐補(bǔ)給水處理運(yùn)行的可靠性、準(zhǔn)確性及快速性，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能夠在優(yōu)良的狀態(tài)下運(yùn)行，降低了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用，而發(fā)電公司的經(jīng)濟(jì)效益也將因此而獲益。實(shí)踐證明，改進(jìn)后的系統(tǒng)能夠滿足鍋爐補(bǔ)給水處理不同工況的運(yùn)行，徹底消除了原PLC控制存在的問(wèn)題，同時(shí)也減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)控制的集控室遠(yuǎn)方監(jiān)控操作，提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平，減少了設(shè)備維護(hù)量，達(dá)到公司減人增效的目的，并保證了鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使發(fā)電公司的安全生產(chǎn)得到有力保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]《最新火電廠發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行與分散控制系統(tǒng)DCS檢修維護(hù)技術(shù)規(guī)程》.北京：中國(guó)科技文化出版社，2009.

[2]何衍慶.《xdps分散控制系統(tǒng)》[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

作者簡(jiǎn)介：

呂馥丞，男，19684年出生，2013年畢業(yè)于長(zhǎng)沙理工大學(xué)電氣工程專業(yè)，現(xiàn)就任華電青島發(fā)電有限公司化水車間endprint