朱瑞　王春雨

摘 要：我公司電廠熱工自動化十多年的發(fā)展，遵循著行業(yè)內(nèi)的相關發(fā)展規(guī)律。根據(jù)自身的特點，走出一條穩(wěn)健的路。本文從新建項目DCS一體化與RS485接口組合設計的方案，提出了一些看法。

關鍵詞：DCS；主輔一體化；PLC；RS485；MODBUS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.261

1 引言

對于我公司早先建設的火力發(fā)電廠，全廠自動化系統(tǒng)一般采用的是分散控制系統(tǒng)（DCS）和可編程邏輯控制器（PLC）的組合方案。機、爐、電等重要設備、系統(tǒng)通過DCS來實現(xiàn)功能控制，而水、煤、灰等輔網(wǎng)設備和系統(tǒng)則納入到了PLC系統(tǒng)控制范圍內(nèi)。普遍采用此種方案究其原因主要是以往分散控制系統(tǒng)（DCS）的價格要遠高于可編程邏輯控制器（PLC）所組控制系統(tǒng)的價格，且在環(huán)境較惡劣的現(xiàn)場，DCS的模塊可靠性較差，安全生產(chǎn)不能保證。近年來隨著國產(chǎn)DCS廠家的進入以及利用較低的價格戰(zhàn)成功搶占到了市場份額等因素，國外的DCS廠家也參與到了分散控制系統(tǒng)激烈的市場競爭當中，導致DCS整體價格持續(xù)走低。所以，現(xiàn)如今DCS替代PLC參與輔網(wǎng)的控制功能的實現(xiàn)，已經(jīng)達到比較適宜的時期。

2 工程概況

我公司8×660MW超超臨界高效環(huán)保節(jié)能機組廠區(qū)由南向北分別布置#1、#2、#3，#4、#5、#6機組，西面布置#7、#8機組。對于#7、#8機組，按兩臺機組為一個單元設計，同步建設煙氣脫硫、脫硝裝置、濕式除塵。計劃于2017年全部建成發(fā)電。本期工程三大主機分別采用了東汽、東電、東鍋，哈汽、哈電、哈鍋產(chǎn)品，自動化控制系統(tǒng)采用的是艾默生過程控制有限公司OVATION產(chǎn)品，鑒于我公司其他電廠已投運現(xiàn)場總線系統(tǒng)安全和經(jīng)濟性考慮，此次不采用現(xiàn)場總線技術。

3 全廠主輔DCS實際布置

#1、#2、#3機組及其公用系統(tǒng)、輔網(wǎng)系統(tǒng)，#4、#5、#6機組及其公用系統(tǒng)、輔網(wǎng)系統(tǒng)，#7、#8機組及其公用系統(tǒng)、輔網(wǎng)系統(tǒng)。模塊分組以#7、#8機組及其公用系統(tǒng)、輔網(wǎng)系統(tǒng)為例，其他組別與之相似?？刂品桨赴纯刂颇K一、二、三組建主網(wǎng)，控制模塊四、五、六、七組建輔網(wǎng)，按主輔網(wǎng)連接的方案進行網(wǎng)絡拓撲圖設計。

控制模塊一：#7機組范圍內(nèi)的汽機、鍋爐、電氣系統(tǒng)，包含汽機循泵房（遠程IO）、鍋爐脫硝反應區(qū)、干除渣、氣力輸灰（遠程IO）、靜電除塵、低溫省煤器?？刂颇K二：#8機組范圍內(nèi)的汽機、鍋爐、電氣系統(tǒng)，包含汽機循泵房（遠程IO）、鍋爐脫硝反應區(qū)、干除渣、氣力輸灰（遠程IO）、靜電除塵、低溫省煤器?？刂颇K三：兩機公用系統(tǒng)，包含兩機電氣公用系統(tǒng)、空壓機房（遠程IO）、采暖站系統(tǒng)、集控樓中央空調(diào)群控系統(tǒng)（與中央空調(diào)PLC通訊采集數(shù)據(jù)，DCS內(nèi)做總控組態(tài)，32個通訊口）?？刂颇K四：脫硫系統(tǒng)，包含單元機組脫硫、濕式靜電除塵器及脫硫公用（制漿系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、事故漿液處理系統(tǒng)）?？刂颇K五：化學補給水系統(tǒng)，包含除鹽水制備、生活污水、氨區(qū)（遠程IO站）、供氫站（PLC通訊采集數(shù)據(jù)與DCS通訊）、雨水泵房、消防泵房、循環(huán)水加藥（遠程IO站）、原水預處理、原水加藥、工業(yè)廢水（遠程IO站）、綜合水泵房（遠程IO站）?？刂颇K六：凝結水精處理系統(tǒng)，包含汽水取樣加藥、機組排水槽?？刂颇K七：輸煤系統(tǒng)，包含輸煤轉(zhuǎn)運站遠程IO（2處）。

4 與以往設計的不同之處

除灰系統(tǒng)相關網(wǎng)絡和操作納入到了單元機組集中控制，空壓機系統(tǒng)和油泵房納入公用系統(tǒng)，將化學補給水、反滲透、凈水和廢水處理等系統(tǒng)與凝結水精處理及化學加藥、汽水取樣系統(tǒng)的控制設備聯(lián)網(wǎng)組成一個“水系統(tǒng)控制網(wǎng)”。各系統(tǒng)的就地監(jiān)控點保留上位機作為現(xiàn)場調(diào)試、檢修手段。凝結水精處理及汽水取樣加藥不設置控制室，留有工程師站。機組部分脫硫系統(tǒng)納入輔網(wǎng)DCS控制，可在集控室的機組DCS操作員站上對脫硫系統(tǒng)進行監(jiān)控。脫硫電子設備間及脫硫控制室仍然設置在脫硫控制樓內(nèi)滿足脫硫系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試及日常運行、檢修要求，濕式靜電除塵器控制列入脫硫DCS。SIS及MIS留用系統(tǒng)接口，布置接口機，布置于電子設備間。

另外，此次工程ETS也采用與DCS相同的軟、硬件的一體化設計，與以往有較大的不同。傳統(tǒng)的ETS系統(tǒng)大多采用繼電器和PLC組合控制，與DCS相互獨立，具有動作可靠、結構簡單的優(yōu)點。但是沒有歷史趨勢記錄，也沒有比較完整的事故跳閘記錄，不便于機組跳閘后進行事故分析。采用與DCS相同的軟、硬件，所有的邏輯編程和組態(tài)都在DCS內(nèi)完成，界面友好，方便維護；還可利用DCS內(nèi)軟邏輯直接做保護投切開關，不需增加設備性故障點，方便檢修人員現(xiàn)場維護；對每一路跳閘信號都具有首出記憶，還可根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整輸出信號，使得ETS系統(tǒng)功能更加完善等優(yōu)勢。

本期工程對于串口通訊RS485接口進行了推廣性試用，旨在提高設備利用率和性價比，由于建設地地形限制，供氫站設計在了狹長的偏遠角落，距離任何控制站都比較遠，經(jīng)過考量，最終方案通過PLC采集數(shù)據(jù)和實現(xiàn)簡單邏輯控制，采用光纖轉(zhuǎn)RS485接口、MODBUS協(xié)議，將現(xiàn)場信息傳遞到水網(wǎng)DCS。中央空調(diào)系統(tǒng)分為三個子組，每個子組由PLC控制，通過RS485接口進入DCS內(nèi)實現(xiàn)總控。汽輪發(fā)電機組振動監(jiān)測分析故障診斷系統(tǒng)TDM、鍋爐爐管泄漏、電氣電度表同樣是通過RS485接口實現(xiàn)了與主機DCS的數(shù)據(jù)對接，方便可靠，并通過了調(diào)試階段的實際驗證。我們開創(chuàng)性的將火災檢測報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)通過RS485接口也實現(xiàn)了與DCS系統(tǒng)報警信號互通，通過DCS的圖形組態(tài)，將各個區(qū)域的報警點及位置示意圖進行了優(yōu)化，形象立體，便于使運行人員快速找到事發(fā)地點并及時消除威脅。

5 結論

綜上，采用DCS全廠主輔一體化的設計，首先能避免存在與其他設備、系統(tǒng)的不兼容性。軟、硬件選型的統(tǒng)一，能提高控制系統(tǒng)的可靠性，并能減少備品備件的數(shù)量，進一步降低呆滯設備庫存以及積極響應公司的發(fā)展戰(zhàn)略。同時也能降低控制系統(tǒng)的維護工作量，降低維護成本。

參考文獻：

[1]分散控制系統(tǒng)技術協(xié)議[Z].

[2]DL/T 5227-2005，火力發(fā)電廠輔助系統(tǒng)（車間）熱工自動化設計技術規(guī)定[S].