陳 潮，張春海，李 瑋

(1. 國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100094；2. 山東電力工程咨詢院有限公司，濟(jì)南 250013)

輸煤控制系統(tǒng)改造工程安全過渡方案的研究

陳 潮1，張春海1，李 瑋2

(1. 國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100094；2. 山東電力工程咨詢院有限公司，濟(jì)南 250013)

本文依據(jù)香港青山電廠4×680MW+4×350MW機(jī)組輸煤控制系統(tǒng)改造工程的情況及要求，對輸煤控制由PLC程序控制取代繼電器集中控制的過渡和實(shí)施方案進(jìn)行了分析論述，提出了一種安全過渡和切換方案，以利于改造過程中輸系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。

輸煤系統(tǒng)；繼電器控制；PLC控制；切換方案。

1 概述

火電廠輸煤系統(tǒng)是電力生產(chǎn)過程中非常重要的外圍輔機(jī)系統(tǒng)，輸煤控制系統(tǒng)具有控制設(shè)備多、工藝流程復(fù)雜、設(shè)備分散等特點(diǎn)，沿線環(huán)境條件惡劣，粉塵、潮濕、振動(dòng)、噪音、電磁干擾等都比較嚴(yán)重，傳統(tǒng)的強(qiáng)電集中控制方式已不能適應(yīng)大型火電廠輸煤系統(tǒng)自動(dòng)化的要求，PLC程控方式由于其自身優(yōu)點(diǎn)，目前在國內(nèi)大型火電廠輸煤系統(tǒng)中已逐漸取代常規(guī)的繼電器集中控制方式，成為大型火電廠輸煤控制系統(tǒng)的核心。

2 工程簡介

香港青山電廠裝機(jī)4×680 MW+4×350 MW燃煤機(jī)組，已運(yùn)行18年，擔(dān)負(fù)著全香港近一半的電力負(fù)荷的供應(yīng)，成為香港地區(qū)的主力電廠。其輸煤系統(tǒng)非常龐大，整個(gè)輸煤系統(tǒng)有41條皮帶，其中7條移動(dòng)皮帶，6條帶伸縮頭的皮帶和2個(gè)煤倉間移動(dòng)卸料車；5臺(tái)大型的移動(dòng)式卸船機(jī)；2臺(tái)斗輪堆取料機(jī)；4臺(tái)震動(dòng)篩；7臺(tái)除鐵器；6臺(tái)灑水抑塵設(shè)備；1套混灰系統(tǒng)；6座轉(zhuǎn)運(yùn)站、兩座煤場和2個(gè)煤倉間。其改造工程包括控制系統(tǒng)由常規(guī)繼電器強(qiáng)電集中控制方式改為PLC程序控制方式，由于在改造過程中機(jī)組要正常運(yùn)行，要求輸煤控制系統(tǒng)改造過程中要保證輸煤系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。

國內(nèi)一貫采用的集控改PLC程控改造方法是：改1條皮帶拆除1條皮帶的繼電器柜，把現(xiàn)場的輸入輸出信號接入新PLC系統(tǒng)，在此期間只能實(shí)現(xiàn)解除聯(lián)鎖和部分保護(hù)信號，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的就地控制，需要投入大量的運(yùn)行人員到現(xiàn)場控制，勞動(dòng)強(qiáng)度較高，安全性降低，但確是一個(gè)簡單有效的方法。而本工程在合同中明確指出，由于青山電廠在香港地區(qū)所扮演的角色以及香港政府特別是業(yè)主在安全(包括設(shè)備和人身)可靠運(yùn)行方面有著非常高的要求，必須保證在PLC改造過程中不能產(chǎn)生任何影響正常運(yùn)行上煤的問題，同時(shí)不能在失去聯(lián)鎖和保護(hù)的條件下進(jìn)行現(xiàn)場的控制，否則意味著改造工程無法實(shí)施。面對這兩條要求，按照國內(nèi)改造的一貫做法在這里將無法實(shí)施，這就給改造措施提出了更高的要求，大大增加了工程的難度。

3 改造過程中制定的主要方案

3.1 系統(tǒng)配置方案的分析

根據(jù)合同的要求，本工程PLC系統(tǒng)采用雙CPU熱備用，雙通訊網(wǎng)絡(luò)冗余的配置，以確保一臺(tái)CPU出現(xiàn)故障，自動(dòng)切換到另一臺(tái)CPU；一條網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，同樣自動(dòng)切換到另一條網(wǎng)絡(luò)。由于設(shè)備工作是處于熱備用，因此自動(dòng)切換不會(huì)對系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生不良影響。兩臺(tái)CPU通過Ethernet網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)操作員站通訊，兩CPU的通訊模塊分別提供的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成本系統(tǒng)的主干線，其它遠(yuǎn)程站在主干線的基礎(chǔ)上T型連接出分支，任何一條干線或支線的故障，系統(tǒng)可自動(dòng)的切換到與之相對應(yīng)的備用網(wǎng)絡(luò)上，不會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。煤場移動(dòng)堆取料設(shè)備的PLC與輸煤皮帶系統(tǒng)新的PLC設(shè)備之間按合同要求應(yīng)采用冗余的光纖通訊方式，但由于大型移動(dòng)設(shè)備是在煤場或碼頭等環(huán)境惡劣場所在不斷移動(dòng)中工作的，采用光纖很難適應(yīng)不斷拖動(dòng)和纏繞的工作方式，由于移動(dòng)設(shè)備的工作方式和控制方式?jīng)Q定了其操作必須在就地有專職司機(jī)來完成，沒有必要將所有的數(shù)據(jù)送入輸煤控制室，僅將必要的一些數(shù)據(jù)在兩個(gè)系統(tǒng)之間傳輸(如就地設(shè)備向開控制室發(fā)出的請求啟動(dòng)、請求停止、運(yùn)行、故障、取煤或堆煤等；控制室向就地設(shè)備發(fā)出的允許、請求堆煤或取煤、皮帶故障、皮帶運(yùn)行等)即可。以上數(shù)據(jù)可以通過控制電纜將就地和控制室PLC系統(tǒng)的I/O模塊聯(lián)系起來，甚至還可以在兩者之間進(jìn)行電話聯(lián)系，完成整個(gè)上煤或卸煤的工作。這種方式電纜的機(jī)械強(qiáng)度完全可以保證，節(jié)省了大量的通訊模塊和光纖電纜，用I/O模塊間的硬接線代替了通訊傳輸數(shù)據(jù)，提高了可靠性。更重要的是，系統(tǒng)的簡化意味著故障機(jī)會(huì)的減小，可靠性又會(huì)大大提高。

3.2 過渡方案的提出

現(xiàn)場原有系統(tǒng)設(shè)備分布情況如下：

煤設(shè)備分站繼電器控制盤(A站編組控制盤、A站斷電器控制盤、B站編組控制盤632以及B站繼電器控制盤630)位于煤控制樓的一樓(包括2號轉(zhuǎn)運(yùn)站旁邊及B站取樣室的A和B站煤樣采集設(shè)備的控制盤)。

灰設(shè)備(A)分站繼電器控制盤包括了煤倉水平監(jiān)測盤。

煤設(shè)備室(盤631，包括煤倉水平監(jiān)測盤)位于B站汽機(jī)房二樓，與2號機(jī)相鄰。

根據(jù)本工程的實(shí)際情況對改造的過渡措施提出了兩個(gè)方案，供業(yè)主選擇確定。

方案一：對于主控制室主站 PLC，由于底層繼電器室空間緊張以及環(huán)境問題，將PLC機(jī)柜和I/O繼電器柜設(shè)置在控制室三層屋內(nèi)，可將機(jī)柜臨時(shí)布置在一合適的位置。原底層從現(xiàn)場過來進(jìn)繼電器柜的I/O信號在端子排上不動(dòng)，此時(shí)增加新的端子排，將現(xiàn)場過來信號進(jìn)入原繼電器，用該繼電器的備用輔助接點(diǎn)引接至新端子排，再通過電纜送至控制室三層的PLC的I/O繼電器柜。對于如有輔助接點(diǎn)的位置與實(shí)際信號的相反可以通過PLC軟件程序解決，這樣就實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的信號經(jīng)過復(fù)制分別送入原有的Mimic(模擬盤)系統(tǒng)和新的PLC系統(tǒng)，故保證了新舊兩套系統(tǒng)可以同時(shí)來實(shí)現(xiàn)對上煤的控制，在新系統(tǒng)調(diào)試的同時(shí)，不會(huì)影響原有系統(tǒng)的運(yùn)行。在PLC系統(tǒng)調(diào)試成功后，就可以拆除原有的繼電器柜內(nèi)的設(shè)備，而保留端子排，將現(xiàn)場信號不再進(jìn)繼電器而直接轉(zhuǎn)接至新的PLC的I/O繼電器柜?？刂剖胰龑觾?nèi)的原有Mimic系統(tǒng)在PLC系統(tǒng)調(diào)試成功后可以完全拆除，而把新的PLC系統(tǒng)徹底就位。原有底層繼電器柜只保留端子轉(zhuǎn)接的功能，或更換新的端子轉(zhuǎn)接柜。端子轉(zhuǎn)接的工作可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成，避免了因?yàn)槠渌鞣N原因造成的長時(shí)間停電給生產(chǎn)帶來的重大損失。對于其它兩個(gè)就地繼電器控制柜的改造也可采取類似的措施，在此不再詳細(xì)描述。

方案二：將新增的PLC的I/O繼電器柜設(shè)在底層繼電器室內(nèi)，將現(xiàn)場送來的信號從原有繼電器柜解除，先送入新的PLC的I/O繼電器柜，將繼電器輔助接點(diǎn)一路送至原有繼電器柜的相應(yīng)位置，另一路送至PLC系統(tǒng)的I/O模塊。同樣實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的信號經(jīng)過復(fù)制分別送入原有的原有Mimic系統(tǒng)和新的PLC系統(tǒng)，故保證了新舊兩套系統(tǒng)可以同時(shí)來實(shí)現(xiàn)對上煤的控制，在新系統(tǒng)調(diào)試的同時(shí)，不會(huì)影響原有系統(tǒng)的運(yùn)行。在PLC系統(tǒng)調(diào)試成功后，就可以徹底拆除原有的繼電器柜內(nèi)的設(shè)備。對于其它兩個(gè)就地繼電器控制柜的改造也可采取類似的措施，在此不再詳細(xì)描述。

提出這兩種方案的理由是從改造的安全可靠性出發(fā)的。合同要求皮帶在滿足正常上煤的同時(shí)一路一路的改造，但輸煤控制上有其特殊的一面，那就是聯(lián)鎖控制和保護(hù)要求非常高，輸煤路徑上的任一中斷都要求上游設(shè)備做出立刻反應(yīng)。所以我們認(rèn)為至少應(yīng)在從卸船到原煤斗的一路完整皮帶路徑接線改完才可以進(jìn)行PLC系統(tǒng)的調(diào)試，在一條完整上煤路徑由原有Mimic系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)分別控制其部分皮帶而實(shí)現(xiàn)上煤的做法是不足取的，另外，業(yè)主在皮帶檢修過程中對皮帶允許停電時(shí)間較短，不足以完成對一整條路徑的改造。因此在PLC系統(tǒng)尚未調(diào)試成功之前對原有Mimic系統(tǒng)回路的改動(dòng)和拆除都是危險(xiǎn)的。所以我們提供以上兩種方案的出發(fā)點(diǎn)就是在PLC系統(tǒng)尚未調(diào)試成功之前還可以采用原有Mimic系統(tǒng)安全可靠的上煤，大大降低了風(fēng)險(xiǎn)。

對于以上兩個(gè)方案，我們建議采取第一種方案。理由是：第一，現(xiàn)場原有繼電器室空間非常緊張，新的機(jī)柜布置上不能滿足要求，而且室內(nèi)同時(shí)放置動(dòng)力盤，不如控制室環(huán)境優(yōu)越。第二，也就是最重要的是此方案受PLC系統(tǒng)調(diào)試的影響較小，不會(huì)因PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障如無法送電而造成原有Mimic系統(tǒng)無法正常工作。而第二種方案就不能避免此類情況的發(fā)生，增加了調(diào)試的風(fēng)險(xiǎn)。第三，第一種方案可以避免對原有已存在的電纜進(jìn)行位置移動(dòng)，因而減少了因改變電纜位置和重新接線而造成電纜的損壞或接錯(cuò)位置，大大增加了改造的安全可靠性。

綜上所述，我們初步提出了本次過渡改造主要原則，那就是安全可靠。這一原則得到了業(yè)主的認(rèn)可。

圖1 輸煤PLC控制系統(tǒng)圖

3.3 切換方案的確定

原有Mimic系統(tǒng)改PLC控制系統(tǒng)的方案是建立在原有Mimic控制系統(tǒng)的控制理念基礎(chǔ)上進(jìn)行的。過渡措施和切換方案的制定充分考慮到整個(gè)輸煤控制的安全可靠性，避免在切換過程中因?yàn)镻LC控制的問題影響到上煤的安全可靠性。整體來說，新原有系統(tǒng)之間是一個(gè)并聯(lián)關(guān)系，在切換工程中，新系統(tǒng)的任何問題都不會(huì)影響到原有系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可以在很短的時(shí)間內(nèi)切回原有Mimic系統(tǒng)進(jìn)行控制，不會(huì)耽誤上煤的要求。

首先，通過對原有系統(tǒng)的分析，我們得到原有輸煤設(shè)備的控制理念：

現(xiàn)場設(shè)備的啟停、急停、拉繩、堵煤、速度、料流、機(jī)械限位等全部送入繼電器柜，繼電器柜上設(shè)工作、試驗(yàn)切換開關(guān)，用來選擇現(xiàn)場手動(dòng)聯(lián)鎖自動(dòng)的工作方式。所有現(xiàn)場輸入到繼電器柜的信號經(jīng)過邏輯和一系列的流程選擇，最終將啟停設(shè)備指令發(fā)送到動(dòng)力開關(guān)柜上來控制現(xiàn)場的皮帶及附屬設(shè)備。

3.3kV皮帶設(shè)備的控制，從繼電器柜輸出合閘和跳閘兩個(gè)信號，分別對應(yīng)開關(guān)柜上開關(guān)的合閘和跳閘。正常時(shí)兩個(gè)信號均為常開接點(diǎn)。而415V設(shè)備的控制，從繼電器柜輸出合閘一個(gè)信號，信號的輸出有無分別對應(yīng)開關(guān)柜上開關(guān)的合閘和跳閘。

在充分考慮到方便運(yùn)行人員對新PLC系統(tǒng)的掌握和操作基礎(chǔ)上，我們在新PLC系統(tǒng)控制上尊重原有控制理念，并結(jié)合合同的要求，盡量體現(xiàn)原有的習(xí)慣性操作和邏輯思路，來完成新PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

新PLC系統(tǒng)外部控制回路的特點(diǎn)：

將原有Mimic系統(tǒng)的所有與現(xiàn)場有關(guān)的控制和狀態(tài)信號在繼電器端子排上進(jìn)行并聯(lián)，送至新PLC控制系統(tǒng)的控制柜端子排，實(shí)現(xiàn)新老兩個(gè)系統(tǒng)在對輸煤設(shè)備的控制上的完全并聯(lián)，即原有Mimic系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)在不進(jìn)行大的調(diào)整都可以對輸煤設(shè)備進(jìn)行控制。為實(shí)現(xiàn)方便快捷的進(jìn)行切換創(chuàng)造條件。

所有PLC系統(tǒng)的輸入和輸出點(diǎn)全部新設(shè)繼電器隔離，其意義所在為：首先防止長距離電纜的感應(yīng)電壓對PLC模塊的不利影響，其次防止在新原有系統(tǒng)切換過程中進(jìn)行相互影響，特別是由于現(xiàn)場的接線錯(cuò)誤將原有系統(tǒng)的電源直接接到PLC系統(tǒng)的模塊上，同時(shí)防止模塊直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場的開關(guān)設(shè)備，從而保證了切換過程中模塊回路不會(huì)接觸到PLC電源以外的其它電源，保護(hù)了PLC模塊本身。而且，在今后PLC系統(tǒng)的獨(dú)立控制時(shí)，也將現(xiàn)場設(shè)備和PLC模塊隔離開來，提高了模塊運(yùn)行的安全可靠性。

現(xiàn)場的啟停、急停、拉繩、堵煤、速度、料流、機(jī)械限位等全部送入繼電器柜作為輸入隔離繼電器的輸入信號，由繼電器的輔助接點(diǎn)送入PLC模塊。對于合同中要求的拉繩、急停、堵煤信號，在經(jīng)過繼電器隔離后送入PLC模塊執(zhí)行邏輯跳閘外，將繼電器另一輔助接點(diǎn)直接送入設(shè)備開關(guān)柜上的與跳閘相關(guān)回路，直接動(dòng)作設(shè)備的跳閘，從而實(shí)現(xiàn)了這三個(gè)保護(hù)信號不經(jīng)過PLC邏輯也可以直接動(dòng)作于設(shè)備跳閘，滿足了合同所要求的在緊急情況下不通過PLC程控上煤而保留必要的保護(hù)信號的要求。

由于考慮到在PLC系統(tǒng)新上過程中，不能停止輸煤系統(tǒng)的運(yùn)行，故考慮了新老兩個(gè)系統(tǒng)的過渡和切換措施。前面已經(jīng)提到，所有現(xiàn)場的輸入信號以及整個(gè)輸煤系統(tǒng)的流程及邏輯都是在繼電器柜上實(shí)現(xiàn)的，最終從繼電器柜輸出信號去控制輸煤設(shè)備所在的開關(guān)柜上的開關(guān)。

根據(jù)以上特點(diǎn)，我們在新PLC 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了與原有系統(tǒng)的最大統(tǒng)一，主要體現(xiàn)在：所有在原有系統(tǒng)繼電器柜內(nèi)實(shí)現(xiàn)的邏輯完全由PLC來實(shí)現(xiàn)，而且邏輯上盡量參照原有系統(tǒng)的邏輯方法，并在此基礎(chǔ)上，利用PLC強(qiáng)大的邏輯功能進(jìn)行加強(qiáng)功能和優(yōu)化。特別是對原有的現(xiàn)場提供的信號進(jìn)繼電器柜的來進(jìn)行邏輯的同樣送入PLC系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)代替原有繼電器柜，做到新PLC系統(tǒng)的控制理念與原有系統(tǒng)的控制理念的最大統(tǒng)一。

3.4 PLC系統(tǒng)緊急情況下的應(yīng)急上煤方案

出于安全需要，在PLC系統(tǒng)完全故障情況下，為了保證繼續(xù)上煤的需要，還要保留必要的緊急情況下的手動(dòng)上煤措施。雖然在關(guān)于PLC系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告中已經(jīng)對PLC系統(tǒng)可能出現(xiàn)的所有故障情況和應(yīng)采取的措施做過詳細(xì)分析，而且所有風(fēng)險(xiǎn)都在控制之中，不會(huì)對上煤工作帶來較大風(fēng)險(xiǎn)，但還是根據(jù)合同的要求提出在整個(gè)PLC系統(tǒng)退出運(yùn)行情況下進(jìn)行手動(dòng)上煤的方案。

通過對PLC系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評估的分析和前面提供的切換方案研究，最合理的方案就是保留原有繼電器邏輯的手動(dòng)上煤措施，即保留原有繼電器屏以及就地控制的手段。

在已經(jīng)提交并得到批準(zhǔn)的原有Mimic系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)的切換方案中，采取原有Mimic系統(tǒng)和新PLC系統(tǒng)并聯(lián)的措施，即通過設(shè)置隔離端子使現(xiàn)場信號和去開關(guān)柜控制設(shè)備起停的信號分別送入原有Mimic系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)，而且互不干擾，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)系統(tǒng)可以獨(dú)立控制上煤的手段。這一點(diǎn)對過渡措施來說是非常重要的，也是本工程得以實(shí)施的最重要的安全保障。同時(shí)也提供了一個(gè)啟示，那就是切換方案在切換過程中提供安全保障的重要措施同樣可以提供以后PLC系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的安全保障。因此，在這種改造工程相對復(fù)雜的情況下，保留部分原有控制手段就變得非常重要了。

原有Mimic系統(tǒng)包括遠(yuǎn)方集中控制手段和就地手動(dòng)控制手段，遠(yuǎn)方集中控制手段和就地手動(dòng)控制手段現(xiàn)在都已經(jīng)由PLC控制系統(tǒng)所代替，但由于原有集中控制臺(tái)在切換過程結(jié)束后將被拆除，故將來無法實(shí)現(xiàn)用繼電器邏輯的集中控制，但用繼電器邏輯的就地手動(dòng)控制手段卻可以得到保留。

在PLC系統(tǒng)退出運(yùn)行的情況下需要上煤時(shí)，只須按提交的過渡措施切換方案要求的步驟切換到原有Mimic繼電器邏輯控制方式下，將盤上的轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到就地控制就可以實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)控制了，而且要求的保護(hù)信號對控制仍然起作用，從而既滿足了合同的要求，又保證了上煤的安全可靠性。

3.5 原有MIMIC盤過渡方案的分析

所有的輸入輸出信號采用繼電器隔離，采用各自獨(dú)立的控制電源。新的PLC系統(tǒng)的控制電源采用雙電源供電，在系統(tǒng)斷電的情況下通過UPS中的蓄電池逆變提供1小時(shí)的交流電源，在UPS故障時(shí)，可以通過旁路繞過UPS直接給PLC系統(tǒng)供電。這種供電方式既提高了供電可靠性，又可以避免供電系統(tǒng)的電壓不正常波動(dòng)對PLC系統(tǒng)的影響。

I/O信號回路方面，在原有繼電器柜和新的PLC控制柜上部分采用帶隔離的端子(通過打開和閉合隔離部分可以控制信號的輸入輸出路徑)，盡量避免了相互影響問題。具體來說，用隔離端子替換原有繼電器柜的輸入輸出端子，使用原有系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，停掉PLC系統(tǒng)的控制電源，并打開新PLC控制柜端子排上的部分隔離端子，閉合原有繼電器柜上的端子，使現(xiàn)場來的設(shè)備的狀態(tài)和控制信號只進(jìn)入原有Mimic系統(tǒng)，而且由于PLC上的I/O繼電器柜的所有與公共端有關(guān)的端子為隔離端子，打開后可以確保原有系統(tǒng)的電源和狀態(tài)、控制信號不會(huì)進(jìn)到PLC系統(tǒng)中來，同時(shí)也避免了新PLC系統(tǒng)的公共端問題對原有繼電器控制系統(tǒng)的影響。

在使用新PLC系統(tǒng)時(shí)，可以停掉原有控制系統(tǒng)的控制電源，閉合新PLC系統(tǒng)的隔離端子，打開原有繼電器柜的隔離端子，這樣現(xiàn)場來的狀態(tài)和控制信號只進(jìn)入到了新PLC系統(tǒng)，新PLC系統(tǒng)和原有Mimic系統(tǒng)完全隔離，從而使新PLC系統(tǒng)在獨(dú)立運(yùn)行時(shí)不受原有繼電器系統(tǒng)的影響。所以，當(dāng)我們控制了兩個(gè)系統(tǒng)的控制電源，通過在新舊控制系統(tǒng)上設(shè)置的隔離端子分別投切，就可以非常安全可靠地進(jìn)行兩個(gè)系統(tǒng)的切換，從而避免了兩個(gè)系統(tǒng)間的相互影響。

考慮到繼電器房間已沒有足夠位置合理放置PLC柜，而且在原有繼電器柜在新PLC系統(tǒng)正式投入運(yùn)行前還不能拆除，我們計(jì)劃在原有繼電器柜附近合理的房間或位置放置新PLC柜。在原有繼電器柜的端子排上我們將采用新的隔離端子來更換原有從現(xiàn)場來的輸入和輸出信號端子，并通過并聯(lián)方式將信號轉(zhuǎn)送至新PLC系統(tǒng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的輸入輸出信號同時(shí)進(jìn)到原有繼電器盤和新的PLC繼電器盤。其優(yōu)點(diǎn)是：

⑴在新PLC系統(tǒng)的安裝調(diào)試過程中，沒有對原有控制系統(tǒng)做任何改動(dòng)，確保了原有上煤控制系統(tǒng)的安全可靠性。

⑵現(xiàn)場接線由于是簡單的端子替換，具有很大的靈活性，可以在任何給定的時(shí)間窗口進(jìn)行工作，一旦需要上煤，可以非常迅速的交給業(yè)主，保證了可以在規(guī)定的時(shí)間窗口或緊急情況下完成工作。

⑶在PLC系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后，可以非常迅速的拆掉原有進(jìn)原有系統(tǒng)的接線，只保留進(jìn)PLC系統(tǒng)接線，不會(huì)因?yàn)樽罱K過渡切換到新PLC系統(tǒng)控制上需要更改大量接線而造成沒有足夠的時(shí)間窗口，造成兩套系統(tǒng)在控制上都受到影響，對上煤工作產(chǎn)生不利影響。

基于這種方案的簡單性以及最重要的可靠性和靈活性，確保了改造過程中不會(huì)因?yàn)榭刂品矫娴脑蚨⒄`上煤工作。

需要進(jìn)一步說明的是，這種方案的可靠性是建立在對原有控制系統(tǒng)的充分理解和采取的特別措施的前提下的。如前所述原有控制回路的工作原理，采取在端子排進(jìn)行輸入輸出信號的并列完全能夠滿足原有的控制要求，能夠?qū)崿F(xiàn)兩套控制系統(tǒng)都能獨(dú)立對整個(gè)上煤過程的控制。另外所最關(guān)心的問題就是兩套系統(tǒng)之間會(huì)不會(huì)發(fā)生沖突或互相影響，由于已將所有PLC系統(tǒng)的輸入和輸出點(diǎn)全部新設(shè)繼電器隔離(一般情況下只對輸出量進(jìn)行隔離)，其目的就是防止原有的繼電器邏輯系統(tǒng)的信號對PLC系統(tǒng)影響，使其電源信號直接串入PLC模塊造成危害，同時(shí)在新舊系統(tǒng)端子排部分設(shè)帶隔離的端子。因此，只要切斷PLC系統(tǒng)包括隔離繼電器柜的控制電源，這樣隔離繼電器不會(huì)動(dòng)作，同時(shí)打開需要隔離設(shè)備的隔離端子，從而也就完全隔離了原有控制系統(tǒng)在工作時(shí)的各種信號，保護(hù)了PLC系統(tǒng)的安全。同理也可以適用于PLC系統(tǒng)在工作時(shí)不會(huì)對原有控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響。而控制電源的投切時(shí)間非常短暫，所以這種靠控制了兩個(gè)系統(tǒng)的控制電源的方法在實(shí)現(xiàn)上非常簡單可靠，能夠保證在調(diào)試過程中迅速的實(shí)現(xiàn)兩種控制系統(tǒng)間的切換，提高了運(yùn)行可靠性。因此上述擔(dān)心是不存在的。當(dāng)然，在實(shí)際工作中，還應(yīng)充分考慮到一切可能出現(xiàn)的問題，以確保切換過程的可靠性。

如果在切換過程中進(jìn)行調(diào)試，出現(xiàn)故障或其它問題時(shí)，PLC系統(tǒng)可以很方便的顯示出來或通過預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行報(bào)警，這對功能強(qiáng)大的PLC控制系統(tǒng)來說是非常容易實(shí)現(xiàn)的。

4 結(jié)論

香港青山電廠輸煤系統(tǒng)改造工程是按照國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在項(xiàng)目的研究和開發(fā)過程中，我們搜集了大量可編程控制器的技術(shù)信息，深入研究了合同和大量的外文圖紙資料，并與電廠運(yùn)行及管理人員進(jìn)行了充分的溝通，制定了全面切實(shí)的改造方案和實(shí)施措施，遵循國際標(biāo)準(zhǔn)繪制施工圖紙。現(xiàn)場的實(shí)際改造過程中充分貫徹了安全可靠的原則，各項(xiàng)方案和措施的實(shí)施取得了預(yù)期的效果，改造過程順利，結(jié)果圓滿，得到了業(yè)主的充分認(rèn)可。

隨著自動(dòng)化水平的日益提高，國內(nèi)較多的老電廠為了提高原有輸煤控制系統(tǒng)的可靠性和降低運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提出了對原有輸煤強(qiáng)電集中控制進(jìn)行改造成為程控控制方式的要求。通過香港青山電廠輸煤系統(tǒng)改造工程的設(shè)計(jì)工作，我們積累了輸煤PLC程控替代輸煤繼電器集控技術(shù)的大量寶貴經(jīng)驗(yàn)，為今后承擔(dān)電廠輸煤控制系統(tǒng)改造工程創(chuàng)造了良好的條件。

[1]DL/T 5187.1-2004，火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S]．

[2]DL/T 5136-2001，火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S]．

[3]西北電力設(shè)計(jì)院．電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(第二冊)[K]．北京：中國水利電力出版社，1990．

Research on Safety Transition Scheme of Reconstruct
Engineering in Control System of Transport Coal

CHEN Chao1, ZHANG Chun-hai1, LI Wei2
(1. State Nuclear Electric Power Planning & Research Design Institute, Beijing 100094, China;
2. Shandong Electric Power Engineering Consultation Institute ltd. Company, Ji'nan 250013, China)

Text rely on instance & request of reconstruct engineering in control system of transport coal of 4×680mw+4×350mw unit in hongkong qing shan power plant. Discuss on transition scheme replace relay convergence control by PLC for control system of transport coal, bring forward a kind of scheme of safety transition &switch scheme.Bring advantage to safety and credibility run of transport coal system during reconstruct process.

PLC; transport coal system; relay control; switch scheme.

TM621

B

1671-9913(2011)01-0045-06

2010-11-30

陳潮(1972-)，男，高級工程師，主要從事火力發(fā)電廠和核電廠常規(guī)島電氣專業(yè)設(shè)計(jì)工