电厂输煤程控系统改造

2021-06-01

中国科技纵横 2021年4期

关键词：煤流程控分站

（元宝山发电有限责任公司燃料运行分公司，内蒙古赤峰 024070）

元宝山电厂三期工程的输煤程控系统于1998年初投入使用，已运行使用20余年，为改进控制工艺，2019年对元宝山电厂三期工程的原输煤程控系统进行技术改造。

1.输煤系统PLC系统硬件配置

本次程控系统改造，控制系统采用OMRON 公司高性能产品CS1D-CPU67H 系列，双CPU双电源冗余配置。

通过与CPU单元可通用使用的各种I/O单元、高功能单元等进行组合，构建出高性能的系统。CS1D-CPU67H系列CPU的UM大小为250K步，完全满足对该大型输煤系统程序的结构化或模块化进行灵活且充分的编程，并支持后续系统的扩容改造。

CPU单元内的程序或内部数据在活动/备用CPU之间完全进行自动传送并进行同步。无需选择要同步的数据或单独进行传送。因此在工作CPU单元发生错误时，控制会立即切换给备用CPU。（1周期时间以内）。

在CPU装置、扩展装置、长距离扩展装置中安装2个电源单元，构建供电双系统。防止因电源单元错误而导致系统停机。另外，可利用CPU单元的内部继电器判定已发生故障的电源单元[1]。

该套系统还能做到通电期间与运行期间，可更换CPU单元、电源单元、DPL单元、基本I/O单元、高功能单元。此外，可监控电缆断线，从而轻松定位故障。因偶发原因(干扰等)而发生CPU单元的切换时，无需操作人员的操作，即可对停止侧的CPU单元进行重启，自动恢复为双系统状态。可缩短1台CPU的工作状态，尽可能维持旨在防备发生错误的双系统状态。

2.输煤系统上位机监控系统

本次输煤系统改造，上位组态软件采用功能强大的IFIX软件。集控楼共设置3台上位机，其中一台工程师站，两台操作站。

IFIX运用了直观的图形工具，为生产过程创建高性能的过程窗口。同时利用过程数据库中的多种功能块，包括：模拟量、数字量输入输出块、计算块、报警块、累计块、计时器块、连续控制块、统计块等实现实时动态画面、趋势、报表、批次控制等功能。

两台操作站采用主从控制模式，当一台为主机控制时，另一台为从机，只具备“监控”功能，当主机出现故障时，从机切换为主机进行设备的控制。控制画面设置有主操作画面及多个子画面，主界面分为控制菜单栏，设备状态画面和实时报警画面。控制菜单栏包括各种操作及功能按钮，如控制模式选择、程控方式号选择、程控启动停止、追忆、报表、故障复位、连锁解除、急停等；设备状态画面包括设备状态监控，设备操作子画面及电流及料位等显示；实时报警画面里不仅包括报警信息，还包括操作信息及状态信息，画面实时更新，状态为“1”代表信号到来，状态为“0”代表信号离开。

本次输煤系统改造，在尽量保持原有操作习惯的基础上，修订了原监控系统的部分缺陷，增加了故障声光报警，及各设备运行报表，包括班报表、日报表、月报表及年报表。

3.输煤系统网络构成

本次输煤系统改造，PLC系统共设置集控室主站、10段分站、J7分站、J10分站4套PLC，每个PLC站柜内安装一台工业以太网交换机，10段分站、J7分站、J10分站光纤连接到主站交换机上，再与操作站连接，构成输煤控制网络。输煤程控系统网络图如图1所示。

图1 输煤程控系统网络图

4.输煤系统控制功能

改造后的输煤系统具有“单机”“集控”“程控”“监控”（从机）4种模式。

（1）单机模式。设备不含任何连锁，操作人员可通过单机启停调试设备。

（2）集控模式。设备启停必须符合逆起顺停的连锁条件，按煤流方向，上级设备运行信号作为相邻下级设备运行的必要条件，同时下级设备的停止运行，作为相邻上级设备的停止运行条件，在下级设备出现故障时，所有上级设备立即停止运行。

（3）程控模式。程控启动输煤系统时，将输煤运行方式编成若干运行方式号，操作人员可以自行选择满足条件的方式号。其中任何一条皮带出现故障时或者挡板位置没有到位时，相关的程控运行方式号都不能启动或者不完全启动。这里的不完全启动指的是故障皮带的来煤方向皮带均不能启动，而逆煤流方向皮带均能正常启动。程控方式正常停机时，首先切断煤源，然后按照顺煤流方向根据皮带的长度不同依次延时停止皮带，以保证输煤皮带及碎煤机里没有剩余的煤；故障停机时，按煤流方向同时连跳故障皮带及下级有关设备，故障设备之后的皮带按顺煤流方向延时停机[2]。

由于原程控系统投入使用后，电厂又经过几次设备改造，增加了部分设备，如15B的犁煤器，30A、30B、31A、31B皮带等设备，方式号成几何倍数增加，本次改造对原方式号进行了完善，实现3号机组与4号机组均能通过程控模式一键启停整条输煤线路设备。

（4）监控模式。当操作站被选为从机时，操作画面只具备监控功能，无法操作，防止两台操作站同时操作造成设备误动作。