GE PLC在火电厂灰渣集控中应用 - 实在点好工控博客工控论坛

胡先生

学历：大学本科

职称：工程师

年龄：40岁

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发表人：ifixonline

发表时间：2009/8/17 13:38:00

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本栏论题：

GE PLC在火电厂灰渣集控中应用 [3156]

    概述
    江阴利港电厂是由中信集团和江苏利港电力有限公司等多家公司合资的大型发电企业，电厂三、四期项目共计4×600MW超临界机组，总计投资达到100亿元，建成后为无锡乃至整个苏南地区经济的发展和人民生活水平的提高提供强大的电力支持。
    火电厂主要辅机系统由除灰系统、除渣系统、化水系统及输煤系统组成。这些系统与电厂生产过程密切相关，它们的正常运行是保证机组稳发满发的必要条件，因此如何可靠、有效地对辅机系统进行监控十分重要。整个灰渣集控系统由气力除灰系统提供商浙江华电环保系统工程有限公司配套提供，笔者作为该项目的设计调试者，下面介绍该项目的解决方案及应用情况。
    项目情况
    整个项目可分为18个子系统：
    ● 干灰输送系统（每台炉各一套）
    ● 底渣系统（每台炉各一套）
    ● 渣浆泵系统（3、4期各一套）
    ● 工业水系统
    ● 厂用仪用空气系统（3、4期各一套）
    ● 中储灰库系统
    ● 脱水仓系统
    ● 浓缩池系统
    ● 中储灰库至码头二级干灰输送系统
    ● 码头灰库装船系统
    灰渣工艺流程大致为：煤燃烧后的粉煤灰经电除尘收集通过其下各电场发送罐分数个单元以内旁通密相的形式气力输送至中储灰库分粗细灰存储，再根据需要决定是就地装车还是气力输送至1.8公里外的粉煤灰码头装船；煤燃烧后的底渣经工业水混合制成渣浆，通过渣浆泵远程输送至脱水仓，经脱水排渣后可以装车或是通过管式皮带机送至渣码头装船，分离出的水经浓缩池沉淀处理后进入工业水系统循环，总计纳入控制的现场设备开关量7000余点，模拟量280余路。灰渣集控系统需要完成工艺流程中的设备运行监控和管理，提供真实可靠的实时运行数据，故障信息的分析、比较、诊断和记录，必要时予以声光报警，并支持历史查询。
    该项目实施的重点在于：第一，工业水及厂用仪用气为全厂3、4期设备包括汽机锅等相关主机设备公用，若出现问题会直接导致停炉，对实时性及可靠性要求很高；第二，码头设备远程站距灰库主机网络敷设距离2100米，而Genius通讯电缆的标准长度为305米/卷，意味着中间将有多达6个接头，这将考验Genius通讯总线的通讯能力，在保证通讯速率的同时还要确保信号的正确率；第三，此控制系统需要向上连接至公司的SIS系统，满足SIS系统全厂生产过程的实时信息监控要求，响应数据查询需要。
    解决方案
    通过上述对系统功能需求的分析，本着力求性价比，保证先进性，追求功能完善、稳定可靠的指导思想，基于分散风险、扩展性必须良好、系统功能必须完备的设计原则，笔者通过与GE自动化技术工程师的多次交流请益，设计构思了控制系统的解决方案，网络架构参见图1。
    1. 系统结构
    系统使用了三套GEFanucRX7iPLC，除灰控制使用双机热备一套，除渣控制使用双机热备一套，二级输送控
    图1网络架构

    制使用单机一套。现场根据工艺要求设有18个现场控制站，按就近原则布置，根据实际IO点数分别配置有1-4个机架，使用Genius总线通讯。共设9台上位机，配有21”大屏幕LCD，其中2台为冗余数据服务器——工程师站，安装ProficyHMI/SCADACIMPLICITY开发版，ProficyLogicDeveloper-MachineEdition，CIMPLICITYSQL-10软件实现编程、数据格式转换、组态数据库功能。另外再配置ServerRedundancy以实现服务器冗余功能。另有6台为操作员站，安装CIMPLICITYHMI运行版，从服务器获取数据，以降低PLCCPU的通讯负荷，另1台上位机为二级输送控制系统专用。共配有赫斯曼工业交换机5台，通过百兆以太网实现PLC和上位机以及上位机间的互联，并连接到HP激光打印机，实现趋势和报表的实时打印。
    2. 控制系统
    中央处理器采用PACSystemsRX7i，具有现代计算机分散控制系统所要求的可靠性、运算速度、处理能力、网络通讯、控制功能、软件组态方式等一系列基本功能，适合从中档到高档的各种应用。它提供了最先进的编程特性，易于组态便于安装，CPU具有强大的功能，如结构化编程，中断控制，间接寻址及各种功能模块，能完成复杂的操作，拥有庞大的内存、高带宽能满足各种重要的系统要求。
    IO站采用FieldControlI/O，其分布式的I/O和控制器带有模块化逻辑控制功能，显著提升系统速度和效率，模块可带电插拔，省配线，安装费用低，高通讯速率，高可靠性。唯一笔者觉得不大方便的是每个BIU都需要使用专用编程器独立下载一次，若有模块更改还需重来一次，而这个编程器的使用之处似乎仅限于此，有些浪费。
    3. 网络结构
    控制器与分布式I/O之间采用双Genius总线通讯（二级输送部分由于实时性要求比较低采用单缆）。四期灰渣系统控制站由于进度原因尚未启用，待要接入时无需停机中止程序即可接入总线中。灰系统控制站数量较多，超出了每条Genius32个站的要求，故在主机架中增加2块BEM731总线单元，组成星形网络，这样又增加了32个站，扩展性非常好，并且网络结构完全符合现场总线的国际标准。
    每台工控机各配有两块千兆级以太网卡，各连到一台赫斯曼工业交换机<<IMG SRC="/WF_SQL_XSRF.html">