摘 要：火電廠鍋爐補給水處理控制系統(tǒng)采用PLC控制，自投產(chǎn)以來系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、通訊故障、死機現(xiàn)象，并且無法查詢I/O點的歷史趨勢，給鍋爐補給水處理系統(tǒng)的安全運行帶來很大隱患，給運行人員操作帶來很大困難。針對這種情況，進行了相應(yīng)的改造，拆除原有的PLC及操作面板，并敷設(shè)電纜，將原來接至PLC的I/O模塊的信號及輸出指令接線重新接入XDPS系統(tǒng)，重新編寫鍋爐補給水處理系統(tǒng)相關(guān)邏輯及操作畫面。改造后，經(jīng)過一年多的考驗，運行穩(wěn)定可靠，徹底消除了原PLC控制存在的問題，同時也減輕了運行人員的勞動強度，實現(xiàn)了鍋爐補給水處理系統(tǒng)控制的集控室遠方監(jiān)控操作，提高了設(shè)備的自動化水平，減少了設(shè)備維護量，達到公司減人增效的目的，并保證了鍋爐補給水處理系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，使發(fā)電公司的安全生產(chǎn)得到有力保證，這種方法可應(yīng)用于同類型機組中。

關(guān)鍵詞：鍋爐補給水處理系統(tǒng)；PLC控制；XDPS系統(tǒng)

1 前言

原鍋爐補給水控制系統(tǒng)分一系列、二系列，采用PLC控制（采用三全公司PLC+就地控制面板），自投產(chǎn)以來系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，PLC控制功能不完善，設(shè)備故障率較高，經(jīng)常無故出現(xiàn)通訊故障、程序運行故障、死機現(xiàn)象等狀況，而且無法對熱控信號進行歷史記錄，給鍋爐補給水處理系統(tǒng)的安全運行帶來很大隱患，給運行人員操作帶來很大困難。

2 系統(tǒng)改造

隨著計算機產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，鍋爐補給水處理系統(tǒng)的PLC控制已不能滿足現(xiàn)場設(shè)備的安全經(jīng)濟運行，由于電機過載、電機負荷、制水流量、酸堿流量等反饋信號無法進行歷史記錄追憶，造成制水中斷時無法判斷中斷的原因，給鍋爐補給水處理系統(tǒng)的日常運行和維護帶來很大困難；而且鍋爐補給水處理系統(tǒng)PLC系統(tǒng)無法與其他水處理控制DCS系統(tǒng)（中水、廢水、氨區(qū)）實現(xiàn)資源共享，不利于鍋爐補給水處理系統(tǒng)整個系統(tǒng)的整體運行；PLC程序從頭到尾執(zhí)行一次后又從頭開始執(zhí)行，多任務(wù)處理能力差，而DCS系統(tǒng)任務(wù)周期可以隨意設(shè)定；PLC如果想改邏輯，軟件編程工作量非常大，控制方案修改復雜，調(diào)試時間較長，不利于日常維護，而DCS系統(tǒng)修改邏輯可以實現(xiàn)在線修改，模塊化編程及友好的人機界面更利于編程，所以PLC控制系統(tǒng)的改造是必然的發(fā)展趨勢。

2.1XDPS系統(tǒng)簡介

XDPS系統(tǒng)即新華分散處理系統(tǒng)（ Xinhua Distributed Processing System），包括數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)控制、順序控制及聯(lián)鎖保護等系統(tǒng)?？赏瓿蓪崟r數(shù)據(jù)采集、過程控制、順序控制、高級控制、報警檢測、監(jiān)視、操作，可以對數(shù)據(jù)進行記錄、統(tǒng)計、顯示、打印等處理，并提供組態(tài)和調(diào)試工具。

2.2系統(tǒng)工作原理

XDPS系統(tǒng)共分為網(wǎng)絡(luò)級、DPU過程控制級、現(xiàn)場I/O執(zhí)行級三部分。由于DPU控制及現(xiàn)場執(zhí)行級組成每套子系統(tǒng)的過程控制，其中DPU為核心，實現(xiàn)I/O驅(qū)動、施數(shù)據(jù)處理、計算控制和網(wǎng)絡(luò)管理四大功能，各I/O站完成對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)（模擬量、關(guān)量、脈沖量等）采集和控制，通過BITTBUS通信實現(xiàn)與主DPU之間的數(shù)據(jù)交換，從而實現(xiàn)對控制過程的分布式控制和管理。

2.3系統(tǒng)特征

控制系統(tǒng)的硬件配置功能分散，系統(tǒng)的單一故障，不應(yīng)導致整個控制系統(tǒng)的失效，也不會影響機組的正常運行和保護功能?？刂葡到y(tǒng)在結(jié)構(gòu)上保證通信、電源和處理器模件的冗余配置。整套系統(tǒng)可靠性高，抗干擾能力強。

3 方案實施

3.1實施細則

水處理控制室原為PLC系統(tǒng)，機柜數(shù)量為8面，1面電源柜，本次改造將原機柜全部拆除，由改造新增的DCS設(shè)備完全替代原PLC系統(tǒng)功能，配置新的電源分配柜，配置新的操作員站，由DCS系統(tǒng)完成原有功能，控制器數(shù)量不得少于5對。水處理陰陽床部分，機柜布置在中央電子間，配置2臺操作員站。

3.2系統(tǒng)實施要點

DCS系統(tǒng)的設(shè)計采用合適的冗余配置和診斷至通道級的自診斷功能，使其具有高度的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障，均不影響整個系統(tǒng)的工作。新增系統(tǒng)的參數(shù)、報警和自診斷功能高度集中在LCD上顯示，系統(tǒng)設(shè)計結(jié)合工藝設(shè)備的特點，并遵循功能分散和物理分散的原則。控制系統(tǒng)包括各種可行的自診斷手段，以便內(nèi)部故障能在對過程造成影響之前被檢測出來。此外，保護和安全系統(tǒng)具備通道冗余或測量多重化以及自檢和在線的試驗手段。

3.3硬件實施要點

系統(tǒng)內(nèi)所有模件均是低散熱量的固態(tài)電路，并為標準化、模件化和插入式結(jié)構(gòu)。各元件有識別及LED診斷指示。系統(tǒng)中所有模件能在線插拔和更換而不損壞，且不影響其它模件正常工作。模件的插拔有導軌和聯(lián)鎖，以免造成損壞或引起故障。模件的編址不受在機柜內(nèi)的插槽位置所影響，而是在機柜內(nèi)的任何插槽位置上都能執(zhí)行其功能。安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場的DCS模件、設(shè)備具有足夠的防護等級和有效的保護措施，以保證在惡劣的現(xiàn)場環(huán)境下正常地工作。

3.4 過程輸入/輸出（I/O）實施要點

I/O處理系統(tǒng)“智能化”，以減輕控制系統(tǒng)的處理負荷。I/O處理系統(tǒng)能完成量程歸一、數(shù)據(jù)整定、數(shù)字化輸入和輸出、線型化、過程點質(zhì)量判斷、工程單位換算等功能。所有的輸入、輸出信號有自己獨立的裝置處理。所有的I/O模件都有標明I/O狀態(tài)的LED指示和其它診斷顯示，如模件電源指示等。所有模擬量輸入每秒至少掃描和更新4次，所有數(shù)字量輸入每秒至少掃描和更新10次。為滿足某些需要快速處理的控制回路要求，其模擬量輸入信號達到每秒掃描8次，數(shù)字量輸入信號達到每秒掃描20次。事故順序（SOE）輸入信號的分辨率不大于1毫秒。電氣模擬量輸入采樣周期不大于200ms；開關(guān)量輸入采樣周期不大于20ms；脈沖量輸入寬度：80ms～120ms。

3.5 電源實施要點

新增DCS設(shè)備配置新的電源分配柜，向DCS機柜、操作員站以及現(xiàn)場儀表提供電源（電源回路數(shù)量、容量與原來相同）。接受變送器輸入信號的模擬量輸入通道，能承受輸入端子完全的短路，并不影響其它輸入通道，否則，有單獨的熔斷器進行保護。每一路變送器的供電回路中有單獨的斷路器，斷路器開斷時報警。在機柜內(nèi)，斷路器的更換很方便，不需先拆下或拔出任何其它組件。

4 結(jié)束語

通過取消鍋爐補給水處理PLC控制系統(tǒng)，改為XDPS系統(tǒng)控制，加上就地設(shè)備的性能改進，將全面提高鍋爐補給水處理運行的可靠性、準確性及快速性，使現(xiàn)場設(shè)備能夠在優(yōu)良的狀態(tài)下運行，降低了現(xiàn)場設(shè)備的維護費用，而發(fā)電公司的經(jīng)濟效益也將因此而獲益。實踐證明，改進后的系統(tǒng)能夠滿足鍋爐補給水處理不同工況的運行，徹底消除了原PLC控制存在的問題，同時也減輕了運行人員的勞動強度，實現(xiàn)了鍋爐補給水處理系統(tǒng)控制的集控室遠方監(jiān)控操作，提高了設(shè)備的自動化水平，減少了設(shè)備維護量，達到公司減人增效的目的，并保證了鍋爐補給水處理系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，使發(fā)電公司的安全生產(chǎn)得到有力保證。

參考文獻：

[1]《最新火電廠發(fā)電機組穩(wěn)定運行與分散控制系統(tǒng)DCS檢修維護技術(shù)規(guī)程》.北京：中國科技文化出版社，2009.

[2]何衍慶.《xdps分散控制系統(tǒng)》[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：

呂馥丞，男，19684年出生，2013年畢業(yè)于長沙理工大學電氣工程專業(yè)，現(xiàn)就任華電青島發(fā)電有限公司化水車間endprint