李定青

摘 要：文章針對(duì)廣東粵電湛江生物質(zhì)電廠工業(yè)水系統(tǒng)程控多次出現(xiàn)通訊故障導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控狀態(tài)丟失的現(xiàn)象，提出增加獨(dú)立的PLC節(jié)點(diǎn)對(duì)工業(yè)水系統(tǒng)程控進(jìn)行改造。改造縮短了工業(yè)水系統(tǒng)與集控室監(jiān)控站之間的通訊線路，提高了設(shè)備通訊速率和可靠性，同時(shí)增加工業(yè)水系統(tǒng)PLC節(jié)點(diǎn)分散了全廠BOP輔助設(shè)備控制，降低了設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)電廠；程控系統(tǒng)；通訊；GE PLC

1 概述

廣東粵電湛江生物質(zhì)電廠的2×50MW發(fā)電機(jī)組屬于純?nèi)忌镔|(zhì)項(xiàng)目，是目前全國單機(jī)容量及總裝機(jī)容量最大的生物質(zhì)發(fā)電廠，屬于國家鼓勵(lì)和支持的環(huán)保可再生能源產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是國家和省重點(diǎn)發(fā)展節(jié)能減排的陽光產(chǎn)業(yè)。電廠在籌建期采用GE Fanuc可編程控制器和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)建立了一套自動(dòng)化水平較高的輔助車間控制系統(tǒng)，對(duì)提高生產(chǎn)效率和降低發(fā)電成本起到了重要作用。

2 目前狀況

廣東粵電湛江生物質(zhì)電廠2×50MW機(jī)組全廠輔助設(shè)備在控制區(qū)域分別按化水、除塵輸灰兩個(gè)大模塊控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用GE Fanuc可編程控制器及工業(yè)以太網(wǎng)控制技術(shù)建立全廠BOP輔機(jī)集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中，化水網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)包括化學(xué)補(bǔ)給水和工業(yè)水，采用RX 7i 雙機(jī)熱備冗余系統(tǒng)，模塊采用 VERSAMAX 系列遠(yuǎn)程I/O，I/O 模塊和 CPU 之間的通訊采用 GENIUS 總線控制方式。工業(yè)水監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)配置如圖1：

3 存在問題

3.1 通訊線路長，通訊設(shè)備性能不穩(wěn)定

工業(yè)水程控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為化水PLC的遠(yuǎn)程I/O站，由于采用的GENIUS總線控制器通訊，鏈路較長，加上通訊設(shè)備GENIUS總線控制器老化，性能不穩(wěn)定，通訊速率低，影響化水PLC控制器與工業(yè)水遠(yuǎn)程I/O站之間數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定性，容易造成工業(yè)水系統(tǒng)監(jiān)控失靈。已多次發(fā)生GENTUS總線控制器通訊故障造成工業(yè)水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控丟失，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行造成很大隱患。

3.2 工作環(huán)境惡劣，可靠性降低

工業(yè)水系統(tǒng)程控屬于化水控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程VERSAMAX I/O站，位于工業(yè)水配電室，采用的是緊湊型本地盒式底座，可熱插拔I/O模塊，由于I/O模塊安裝在現(xiàn)場配電柜，柜內(nèi)工作環(huán)境惡劣，通風(fēng)散熱差，模塊溫度較難控制，加上模塊投入運(yùn)行時(shí)間已有六七年，部分設(shè)備老化，可靠性降低。

3.3 涉及區(qū)域及設(shè)備范圍廣，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)高

化水控制系統(tǒng)PLC控制范圍包括化學(xué)補(bǔ)給水和工業(yè)水兩大區(qū)域，涉及到的設(shè)備I/O點(diǎn)數(shù)較多，一旦化水PLC控制系統(tǒng)崩潰，容易造成涉及化學(xué)補(bǔ)給水和工業(yè)水系統(tǒng)設(shè)備故障，設(shè)備影響范圍廣，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)高。

4 改造方案

4.1 設(shè)置獨(dú)立控制器

本次工業(yè)水控制系統(tǒng)技術(shù)改造將工業(yè)水遠(yuǎn)程I/O站改造成獨(dú)立的PLC節(jié)點(diǎn)，增加RX 3i控制器為工業(yè)水獨(dú)立控制器，設(shè)計(jì)為雙機(jī)冗余備用，控制器型號(hào)選用IC695CPE310，主頻1.1Ghz Atom。該控制器布爾執(zhí)行時(shí)間0.074毫秒/1K邏輯，相比IC695CPU310的0.25毫秒/1K邏輯，性能提升30%。選用該控制器可以減少設(shè)備維護(hù)、提高性能，并確保向下兼容。

4.2 縮短通訊線路

工業(yè)水控制系統(tǒng)從化水控制系統(tǒng)中分離出來，設(shè)置獨(dú)立PLC節(jié)點(diǎn)，通過RX 3i控制器上的集成式工業(yè)以太網(wǎng)接口，工業(yè)水控制系統(tǒng)可以直接與化水程控交換機(jī)建立通訊交換數(shù)據(jù)，取消了原有GENIUS總線通訊，縮短了通訊線路，提高設(shè)備可靠性及通訊速率，保證了工業(yè)水設(shè)備通訊穩(wěn)定，分散設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 分散設(shè)備控制點(diǎn)

原有化水控制系統(tǒng)設(shè)備控制點(diǎn)包含化學(xué)補(bǔ)給水系統(tǒng)和工業(yè)水系統(tǒng)，共有316個(gè)，現(xiàn)化水控制系統(tǒng)設(shè)備控制點(diǎn)只包含化學(xué)補(bǔ)給水系統(tǒng)，有208個(gè)，工業(yè)水控制系統(tǒng)設(shè)備控制點(diǎn)有108個(gè)。改造將原有設(shè)備控制點(diǎn)分成化水控制系統(tǒng)和工業(yè)水控制系統(tǒng)，分別受控于各自控制器，分散了設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 改善控制系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

改造將PLC現(xiàn)場安裝配電柜重新規(guī)劃配置，預(yù)留合適的安裝空間，保證PLC模塊的通風(fēng)散熱，降低PLC因過熱發(fā)生故障。

5 結(jié)束語

本次工業(yè)水系統(tǒng)程控改造最大限度地節(jié)約了成本、縮短改造工期、控制改造費(fèi)用，同時(shí)顯著提升工業(yè)水程控系統(tǒng)改造后的整體效益。改造后PLC現(xiàn)場安裝配電柜整體布局合理，通風(fēng)良好。工業(yè)水程控系統(tǒng)PLC通訊穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸正常，監(jiān)控畫面顯示無延遲，監(jiān)控站工業(yè)水系統(tǒng)所有設(shè)備操作功能正常。本次改造分散了設(shè)備運(yùn)行的危險(xiǎn)點(diǎn)，同時(shí)提高了工業(yè)水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，為機(jī)組的安全運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。