張水欣

摘要：隨著中國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電廠的裝機(jī)容量和單機(jī)容量都日益增大，熱工保護(hù)系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度上升，對熱工保護(hù)系統(tǒng)的控制方式、運行水平的要求也越來越高。由于微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，PLC已發(fā)展成為新一代工業(yè)控制機(jī)。它具有編程組態(tài)方便、硬件配置靈活、高可靠性和適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境等優(yōu)點，已經(jīng)越來越多的被應(yīng)用于各個工業(yè)控制領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù);熱工保護(hù);系統(tǒng)改遣

熱工保護(hù)的主要作用是當(dāng)機(jī)組在啟停和運行過程中發(fā)生危及設(shè)備和人身安全的故障時，自動采取保護(hù)或聯(lián)鎖措施，防止事故產(chǎn)生和避免事故擴(kuò)大，從而保證機(jī)組的正常啟停和安全運行。熱工保護(hù)是通過對設(shè)備工作狀態(tài)和機(jī)組運行參數(shù)的嚴(yán)密監(jiān)視，發(fā)生異常情況時，及時發(fā)出報警信號，必要時自動啟動或切除某些設(shè)備或系統(tǒng)，使機(jī)組維持原負(fù)荷運行或減負(fù)荷運行。當(dāng)發(fā)生重大故障而危及機(jī)組設(shè)備時，停止機(jī)組（或某一部分）運行，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。發(fā)電機(jī)組的安全可靠性對本機(jī)、對電網(wǎng)乃至對國民經(jīng)濟(jì)來說都極為重要，因此，保護(hù)控制系統(tǒng)的安全可靠性，對保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運行顯得十分關(guān)鍵。

1原有熱工保護(hù)系統(tǒng)改造的必要性

保護(hù)裝置在機(jī)組正常運行時是長期不動作的，而一旦出現(xiàn)異常情況卻要求必須可靠的立即動作，因此對于熱工保護(hù)裝置應(yīng)有必要的監(jiān)視和試驗手段，以確保熱工保護(hù)裝置本身動作的正確和可靠。

機(jī)組運行的安全可靠，不僅依賴于各設(shè)備的安全可靠性能，而且同各類保護(hù)控制裝置的準(zhǔn)確性和可靠性密切相關(guān)。電廠原有熱工保護(hù)裝置較落后且投運時間較長，保護(hù)系統(tǒng)由繼電器組成控制回路，回路硬接線多，加上繼電器長期帶電工作，繼電器觸點易老化，導(dǎo)致接觸不良，易產(chǎn)生拒動或誤動的情況。大修期間需對繼電器進(jìn)行測試，以確保繼電器工作正常，大大增加了熱工人員的維護(hù)工作量。而且隨著運行時間的越來越長，故障點相應(yīng)增多，維護(hù)工作量越來越大，嚴(yán)重影響著機(jī)組的安全運行，因此亟待進(jìn)行改造。

2改造的原則和設(shè)計思想

2.1設(shè)計系統(tǒng)的出發(fā)點是提供高效可靠的產(chǎn)品，提供保障給發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全運行，使熱工保護(hù)系統(tǒng)的控制水平有效的得以提高，使減員增效得以實現(xiàn)。作為新一代工業(yè)控制機(jī)PLC是隨著通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子科技的發(fā)展而誕生的，它具有的優(yōu)點包括適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境、高可靠性、硬件配置靈活、編程組態(tài)方便等，在工業(yè)控制領(lǐng)域被應(yīng)用的越來越多?！吧衔粰C(jī)+PLC”方式是系統(tǒng)所采用的新方式，采用PLC和計算機(jī)通訊方面的技術(shù)，進(jìn)行動態(tài)實時監(jiān)控很多個輸出輸入信號，其功能有保護(hù)聯(lián)鎖試驗、保護(hù)動作記錄、報表打印、輸出輸入信號狀態(tài)顯示等。

2.2不必改動熱工保護(hù)系統(tǒng)的控制邏輯，因為目前它完善而且正確，在機(jī)柜、電纜、電磁閥、現(xiàn)場測點原則上不作變動的情況下，采用取代現(xiàn)有的繼電器式控制裝置也就是先進(jìn)的計算機(jī)控制裝置。在這個原則的基礎(chǔ)上實現(xiàn)以下功能：無論在邏輯系統(tǒng)里面任何部件出現(xiàn)故障，都不妨礙強制性的鍋爐或汽輪機(jī)跳閘;為了實現(xiàn)在線監(jiān)視，與DCS的通信接口增加到系統(tǒng)中;自檢功能在系統(tǒng)中的實現(xiàn);在線實驗功能增加到系統(tǒng)中。

3 淺析PLC的特點

3.1作為取代繼電器控制邏輯設(shè)計的控制技術(shù)，PLC延續(xù)并應(yīng)用的編程方法是繼電器梯形圖或原理圖的，包括有線圈、連線、觸點等方面的概念，常見的是圖形梯形編程應(yīng)用于PLC中，在使用現(xiàn)場非計算機(jī)人員就能完成，在線可以修改程序。這顯示了PLC編程方便。

3.2在大同小異的通訊、編程語言、形式、結(jié)構(gòu)等方面，熱工保護(hù)系統(tǒng)中有應(yīng)用在不同控制要求的PLC系列產(chǎn)品，具有經(jīng)濟(jì)合理性。

3.3功能豐富，擁有豐富的存儲信息和處理信息的指令系統(tǒng)以及內(nèi)部件，能夠進(jìn)行不同數(shù)據(jù)運算和邏輯問題處理。它能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制、模擬控制，而且能完成復(fù)雜的控制邏輯;能在上位機(jī)、計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程通訊進(jìn)行監(jiān)控。

4 基于PLC的熱工保護(hù)系統(tǒng)

4.1經(jīng)過改造之后，熱工保護(hù)系統(tǒng)的主要組成部分包括上位計算機(jī)和PLC控制器，其中的通訊是由RS232電纜來實現(xiàn)的。擴(kuò)展架和CPU機(jī)架是C200 hG PLC控制配置的主要組成部分，其中CPU包括I/O單元、電源單元、C200 hG CPU、CPU底板四項。

4.2上位機(jī)和PLC的串行通訊上位機(jī)發(fā)送來的停止和開啟信號有PLC來接收，對相應(yīng)輸出點的控制是由梯形圖編輯的邏輯回路來實現(xiàn)的，最后達(dá)到控制外部裝置和設(shè)備的目的。兩者之間的信號傳遞使用的是串行通訊格式。

5 基于PLC熱工保護(hù)系統(tǒng)具有的優(yōu)勢

5.1用雙電源供電的保護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)定的工作得到了保障。（5）使熱工保護(hù)裝置的技術(shù)水平得以提高，熱工人員的維護(hù)量大大減少。易擴(kuò)展、可靠性高、結(jié)構(gòu)合理的系統(tǒng)能夠很好的滿足熱工保護(hù)的需要。

5.2可靠簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于安裝和維修的組件式插接，能夠方便靈活進(jìn)行擴(kuò)充的I/O模件卡件式設(shè)計。

5.3 PLC的組態(tài)編程方式應(yīng)用的是梯形圖，對修改、監(jiān)視、組態(tài)的進(jìn)行提供了便利。并且相應(yīng)的在線編輯和保護(hù)聯(lián)鎖功能能夠得以實現(xiàn)，提供了系統(tǒng)工作的可靠安全性。

5.4記錄輸入信號狀態(tài)，對其恢復(fù)時間或動作進(jìn)行確認(rèn)，從而提供準(zhǔn)確、客觀、可靠的依據(jù)給事故分析。

5.5監(jiān)控中采用上位機(jī)，使保護(hù)聯(lián)鎖實驗記錄、狀態(tài)監(jiān)視、報警查詢、報表打印等功能得

6 結(jié)語

熱工保護(hù)系統(tǒng)肩負(fù)著保護(hù)主、輔設(shè)備，保證機(jī)組安全運行和防止事故擴(kuò)大的重任，它是機(jī)組自動化控制的重要組成部分。隨著機(jī)組容量的增大，熱工保護(hù)的重要性已日益為人們所認(rèn)識。因此，合理地設(shè)計熱工保護(hù)系統(tǒng)，對提高機(jī)組自動控制水平，減輕運行人員的負(fù)擔(dān)，增加機(jī)組運行的可靠性具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1] OMRON公司《C200HX /C2OOHG /C200HE可編程序控制器編程手冊》，2004. 1修訂.

[2] 王志祥.《熱工保護(hù)與順序控制》[M].北京水利電力出版社，2003.

（作者單位：保定市紅鵬電力工程有限公司）