胡建强，柏元华

（华能长兴电厂，浙江 长兴313100）

1 概述

华能玉环电厂4×1000MW超超临界燃煤机组2010年发电量超过234亿千瓦时，卸煤量与上仓量均超过950万吨.对电厂输煤系统的安全稳定运行提出了更高的要求，使输煤系统承受了巨大压力，控制系统布局的不合理性也逐渐暴露.

输煤系统由卸煤与储煤系统，上仓及配煤系统等组成.主要包括的设备有：输煤皮带33条（其中C33皮带为一期、二期上仓连通皮带）、斗轮机4台、卸船机4台及其他附属设备.其中斗轮机为卸煤线、上仓线的结合点，是卸煤线的尾部与上仓线的头部，同时用于卸煤和上仓，在输煤系统中占核心位置.输煤控制系统由以下4种主要运行方式组成：

（2）码头来煤通过煤场设备直接经上仓系统进煤仓（限制卸船机出力，此时码头卸船机出力应与上仓系统胶带输送机出力相匹配）.

（3）码头来煤通过设置在斗轮机上的分流装置分流一部分进入煤场，同时另一部分经上仓系统进入煤仓.

（4）斗轮机从煤场取煤经上仓系统进煤仓.

以上4种方式构成输煤系统的主要运行方式.通过皮带机及设备的A、B路切换可得到更多派生运煤、加仓的路径［1］.

2 输煤控制系统介绍

输煤控制系统控制主机采用可编程控制器（Modicon Quantum），控制模式为上位机＋双机热备PLC（含光纤冗余通讯总线）.设三台上位机，其中一台为工程师站兼操作员站，两台为操作员站，可以双机操作，两机操作之间实现闭锁.同时配置SIS服务器，为整个电厂范围内提供信息共享与全厂生产过程的实时信息监控.

程控主机控制输煤系统设备启、停，现场信息采集与处理，与上位机监控系统、斗轮机、卸船机的通讯，并监控煤场喷淋及含煤废水处理系统.上位机通过冗余的工业以太网交换机和PLC连接.PLC编程软件选用 Unity Pro V2.2，上位机软件选用Ifix3.5.

改造前在下列地点设置本地和远程I／O站（2套本地站＋10套远程分站）：

输煤脱硫综合楼＃1／2机组本地I／O柜、输煤脱硫综合楼＃3／4机组本地I／O柜；碎煤机室远程I／O柜、煤仓间46.5米层＃1／2机远程I／O柜、煤仓间55米层远程I／O柜、煤仓间46.5米层＃3／4机远程I／O柜、TO5转运站远程I／O柜（一期斗轮机）、T24转运站远程I／O柜（二期斗轮机）、T21转运站远程I／O柜、远端输煤配电间远程I／O柜、T02转运站远程I／O柜、码头变电所远程I／O柜.

3 原系统存在的弊端

（2）目前上仓分为一、二期两条上仓线路，在紧急情况下（比如一期上仓线路瘫痪），可通过煤仓间一、二期连通皮带（C33）实现4台机组的上仓.但现有的上仓控制系统，无论一二期都统归于上仓子系统.除煤仓间46.5米层＃3／4机远程I／O柜外，任意一个上仓转运站I／O柜发生故障或者通讯故障，都将导致整个上仓子系统瘫痪，并使得上仓无法进行.

4 改造主要内容

为解决上述问题，将上仓线路拆分成独立的＃1／2机上仓子系统和＃3／4机上仓子系统.其中，CPU＿1控制＃1／2机上仓子系统，新增的CPU控制＃3／4机上仓子系统.同时，将主管煤场设备（主要为斗轮机及其传送皮带）的两个转运站T05、T24从原卸煤线分别划入这两个子系统.本次改造将斗轮机的控制权改至上仓线，使得上仓线的优先地位得到保障.同时，将上仓分为＃1／2机、＃3／4机两条上仓线路，在紧急情况下，若＃3／4机上仓线路瘫痪，可通过＃1／2机上仓线路，配合煤仓间一、二期连通皮带保障4台机组的上仓.反之亦然.

以上方案，通过重新规划光缆布局，使＃1／2机上仓线路、＃3／4机上仓线路、卸煤线路并列成为3大子系统.采用该改造方案，无需改接控制系统信号，无需另外敷设控制电缆，无需修改逻辑，只需要修改I／O地址的映射，有利于缩短工期并减少调试时间，对生产的影响降到了最低限度

5 改造过程

5.1 改造工作的难点

由于改造工作的时间节点正值盛夏，用电负荷较高，白天基本满负荷发电，机组耗煤量大而且煤船来港班期密集，卸煤任务非常繁重.为了尽量减少对生产工作的影响，我们将整个改造工作的时间限制在三小时内，并将时间选择在机组负荷最低的凌晨.

考虑到一旦网络切换失败，必须留出的系统复原时间至少为1小时，实际可供工作的时间仅2个小时.对于执行此任务的工程师而言，2个小时的时间内，要在7个不同的工作地点（输煤脱硫控制楼、T21转运站、T05转运站、T24转运站、碎煤机室、煤仓间46.5米层＃1／2机I／O站、煤仓间55米层I／O站）实施20项以上较为复杂的技术操作，其压力不言而喻.为保障工作能够顺利完成，细致充分的准备工作是最为重要的，同时还要求工程师能够迅速灵活的应对各种突发情况.

5.2 改造前准备工作

（1）旧系统网络接线标识.“欲求进，先谋退”.一旦由于各种不可知因素导致切换失败，我们必须在预定时间内完成系统的准确恢复.除了原CPU、CPU中的程序需要备份外，原系统网络的各根接线都必须一一对应，明确标识.这项工作需要花费大量的时间，但绝不可少.

（2）新系统光路测试.由于整个切换工作的实施阶段（去除留下的复原时间）只有两个小时，我们需要尽可能地减少切换过程中的意外因素.输煤控制系统中的通讯基本是以光缆为主，而本次改造新放置了大量的光缆，为了确保切换过程中光缆的可靠性，我们对每根光缆的每一芯都做了衰减率测试并做了明确的标识.

（4）制定详细的工作计划.在网络切换正式实施前，需要制定详细的工作计划.我们将切换工作的步序和工作地点制成表格，并在讨论后进行了优化.随后根据此计划，进行人员组织，以及工具和备件准备.

5.3 网络切换工作过程

（1）为了在切换过程中，能够实时观察系统状态，我们首先在工程师站上将CPU、CPU、CPU的程序进行下装.通过对Unity软件Station＞Configuration下远程站通讯状况的观察，位于输煤控制楼的工程师就可以及时向在各远程站中执行网络切换任务的现场工程师发布即时讯息了.

（5）在碎煤机室内，我们将原先一路的上仓通讯线路按照一期、二期机组分成2条通讯线路，分别与T05、T24相联，并通向煤仓间46.5米层＃1／2机I／O站和煤仓间46.5米层＃3／4机I／O站.

（6）在煤仓间46.5米层＃3／4机I／O站我们将从碎煤机室来的通讯线路接至煤仓间55米层I／O站的二期机组部分.至此，整个输煤通讯网络实现了物理上重新的架构.

5.4 切换后的系统检测与修正

首先进行的是通讯监测，更新了原工程师站的通讯状况监测图.我们发现二期上仓线路中，从煤仓间46.5米层＃3／4机I／O站至煤仓间55米层I／O站A路通讯显示故障.通过光路测试确定无问题后，我们更换了煤仓间46.5米层＃3／4机I／O站的A路光中继器，随后A路通讯得到恢复.

接着又对上仓线路的单体设备进行了操作，发现二期犁煤器经常报超时故障.经过对程序的分析，我们认为，原系统中所有犁煤器信号都属于CPU的远程I／O站管辖，其传输速度只有一个PLC扫描周期.现二期犁煤器信号改为CPU的远程I／O站管辖，需要通过TCP／IP通讯，才能将信号状态传送到CPU上，这个延时可能为2～3秒.原程序中，设置的犁煤器动作延时为3秒，现在在此基础上需要增加一定的延时.经修正后，犁煤器的工作状况也恢复了正常.

在消除了几个局部问题后，我们完成了系统的检测，并交由运行人员使用.

6 结束语

大型火力发电厂输煤控制系统存在站点多、网络分布广、I／O点数多等特点，在布局时需充分考虑系统结构的可靠性，不给将来的运行留下安全隐患.

本次改造的范围涉及大半个输煤控制系统，在紧张有序的工作后，终于准时恢复了系统运行.运行人员对本次改造的直观感受就是“没有感觉”，这意味着本次改造对于正常生产工作只形成了极小的扰动.这些都和充分的前期准备工作是分不开的.本次改造提升了系统结构的合理性和可靠性，为今后长期的安全生产工作打下了坚实的基础.