（元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司燃料運(yùn)行分公司，內(nèi)蒙古赤峰 024070）

元寶山電廠三期工程的輸煤程控系統(tǒng)于1998年初投入使用，已運(yùn)行使用20余年，為改進(jìn)控制工藝，2019年對元寶山電廠三期工程的原輸煤程控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。

1.輸煤系統(tǒng)PLC系統(tǒng)硬件配置

本次程控系統(tǒng)改造，控制系統(tǒng)采用OMRON 公司高性能產(chǎn)品CS1D-CPU67H 系列，雙CPU雙電源冗余配置。

通過與CPU單元可通用使用的各種I/O單元、高功能單元等進(jìn)行組合，構(gòu)建出高性能的系統(tǒng)。CS1D-CPU67H系列CPU的UM大小為250K步，完全滿足對該大型輸煤系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu)化或模塊化進(jìn)行靈活且充分的編程，并支持后續(xù)系統(tǒng)的擴(kuò)容改造。

CPU單元內(nèi)的程序或內(nèi)部數(shù)據(jù)在活動(dòng)/備用CPU之間完全進(jìn)行自動(dòng)傳送并進(jìn)行同步。無需選擇要同步的數(shù)據(jù)或單獨(dú)進(jìn)行傳送。因此在工作CPU單元發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，控制會(huì)立即切換給備用CPU。（1周期時(shí)間以內(nèi)）。

在CPU裝置、擴(kuò)展裝置、長距離擴(kuò)展裝置中安裝2個(gè)電源單元，構(gòu)建供電雙系統(tǒng)。防止因電源單元錯(cuò)誤而導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。另外，可利用CPU單元的內(nèi)部繼電器判定已發(fā)生故障的電源單元[1]。

該套系統(tǒng)還能做到通電期間與運(yùn)行期間，可更換CPU單元、電源單元、DPL單元、基本I/O單元、高功能單元。此外，可監(jiān)控電纜斷線，從而輕松定位故障。因偶發(fā)原因(干擾等)而發(fā)生CPU單元的切換時(shí)，無需操作人員的操作，即可對停止側(cè)的CPU單元進(jìn)行重啟，自動(dòng)恢復(fù)為雙系統(tǒng)狀態(tài)?？煽s短1臺(tái)CPU的工作狀態(tài)，盡可能維持旨在防備發(fā)生錯(cuò)誤的雙系統(tǒng)狀態(tài)。

2.輸煤系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

本次輸煤系統(tǒng)改造，上位組態(tài)軟件采用功能強(qiáng)大的IFIX軟件。集控樓共設(shè)置3臺(tái)上位機(jī)，其中一臺(tái)工程師站，兩臺(tái)操作站。

IFIX運(yùn)用了直觀的圖形工具，為生產(chǎn)過程創(chuàng)建高性能的過程窗口。同時(shí)利用過程數(shù)據(jù)庫中的多種功能塊，包括：模擬量、數(shù)字量輸入輸出塊、計(jì)算塊、報(bào)警塊、累計(jì)塊、計(jì)時(shí)器塊、連續(xù)控制塊、統(tǒng)計(jì)塊等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)畫面、趨勢、報(bào)表、批次控制等功能。

兩臺(tái)操作站采用主從控制模式，當(dāng)一臺(tái)為主機(jī)控制時(shí)，另一臺(tái)為從機(jī)，只具備“監(jiān)控”功能，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，從機(jī)切換為主機(jī)進(jìn)行設(shè)備的控制?？刂飘嬅嬖O(shè)置有主操作畫面及多個(gè)子畫面，主界面分為控制菜單欄，設(shè)備狀態(tài)畫面和實(shí)時(shí)報(bào)警畫面?？刂撇藛螜诎ǜ鞣N操作及功能按鈕，如控制模式選擇、程控方式號選擇、程控啟動(dòng)停止、追憶、報(bào)表、故障復(fù)位、連鎖解除、急停等；設(shè)備狀態(tài)畫面包括設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，設(shè)備操作子畫面及電流及料位等顯示；實(shí)時(shí)報(bào)警畫面里不僅包括報(bào)警信息，還包括操作信息及狀態(tài)信息，畫面實(shí)時(shí)更新，狀態(tài)為“1”代表信號到來，狀態(tài)為“0”代表信號離開。

本次輸煤系統(tǒng)改造，在盡量保持原有操作習(xí)慣的基礎(chǔ)上，修訂了原監(jiān)控系統(tǒng)的部分缺陷，增加了故障聲光報(bào)警，及各設(shè)備運(yùn)行報(bào)表，包括班報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表及年報(bào)表。

3.輸煤系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

本次輸煤系統(tǒng)改造，PLC系統(tǒng)共設(shè)置集控室主站、10段分站、J7分站、J10分站4套PLC，每個(gè)PLC站柜內(nèi)安裝一臺(tái)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，10段分站、J7分站、J10分站光纖連接到主站交換機(jī)上，再與操作站連接，構(gòu)成輸煤控制網(wǎng)絡(luò)。輸煤程控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。

圖1 輸煤程控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

4.輸煤系統(tǒng)控制功能

改造后的輸煤系統(tǒng)具有“單機(jī)”“集控”“程控”“監(jiān)控”（從機(jī)）4種模式。

（1）單機(jī)模式。設(shè)備不含任何連鎖，操作人員可通過單機(jī)啟停調(diào)試設(shè)備。

（2）集控模式。設(shè)備啟停必須符合逆起順停的連鎖條件，按煤流方向，上級設(shè)備運(yùn)行信號作為相鄰下級設(shè)備運(yùn)行的必要條件，同時(shí)下級設(shè)備的停止運(yùn)行，作為相鄰上級設(shè)備的停止運(yùn)行條件，在下級設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，所有上級設(shè)備立即停止運(yùn)行。

（3）程控模式。程控啟動(dòng)輸煤系統(tǒng)時(shí)，將輸煤運(yùn)行方式編成若干運(yùn)行方式號，操作人員可以自行選擇滿足條件的方式號。其中任何一條皮帶出現(xiàn)故障時(shí)或者擋板位置沒有到位時(shí)，相關(guān)的程控運(yùn)行方式號都不能啟動(dòng)或者不完全啟動(dòng)。這里的不完全啟動(dòng)指的是故障皮帶的來煤方向皮帶均不能啟動(dòng)，而逆煤流方向皮帶均能正常啟動(dòng)。程控方式正常停機(jī)時(shí)，首先切斷煤源，然后按照順煤流方向根據(jù)皮帶的長度不同依次延時(shí)停止皮帶，以保證輸煤皮帶及碎煤機(jī)里沒有剩余的煤；故障停機(jī)時(shí)，按煤流方向同時(shí)連跳故障皮帶及下級有關(guān)設(shè)備，故障設(shè)備之后的皮帶按順煤流方向延時(shí)停機(jī)[2]。

由于原程控系統(tǒng)投入使用后，電廠又經(jīng)過幾次設(shè)備改造，增加了部分設(shè)備，如15B的犁煤器，30A、30B、31A、31B皮帶等設(shè)備，方式號成幾何倍數(shù)增加，本次改造對原方式號進(jìn)行了完善，實(shí)現(xiàn)3號機(jī)組與4號機(jī)組均能通過程控模式一鍵啟停整條輸煤線路設(shè)備。

（4）監(jiān)控模式。當(dāng)操作站被選為從機(jī)時(shí)，操作畫面只具備監(jiān)控功能，無法操作，防止兩臺(tái)操作站同時(shí)操作造成設(shè)備誤動(dòng)作。

5.結(jié)語

輸煤系統(tǒng)在火電廠作用重要，它的自動(dòng)化水平直接影響機(jī)組運(yùn)行的安全、可靠性。PLC是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低，在工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中應(yīng)用十分廣泛。

本次改造既保留了原系統(tǒng)的操作模式，符合操作人員的操作習(xí)慣，又對原系統(tǒng)進(jìn)行了硬件的升級和程序邏輯的修訂與完善，減少了系統(tǒng)維護(hù)人員的工作量、有效地保護(hù)了相關(guān)設(shè)備、最大程度地減少了設(shè)備的誤操作和誤動(dòng)作、大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。提高了輸煤系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性與靈活性。