賈汪電廠水工區(qū)域的DCS改造

　　一、改造目的
　　
　　1.1提高安全穩(wěn)定性
　　
　　賈汪電廠4135MW機(jī)組水工區(qū)域主要包括循環(huán)水及其冷卻系統(tǒng)、澄清加藥系統(tǒng)、綜合用水系統(tǒng)等，改造前共用同一個PLC控制，如此便產(chǎn)生了諸多弊端，比如：一旦PLC出現(xiàn)故障或者邏輯下載時，將失去對4臺機(jī)組的循環(huán)水及其冷卻系統(tǒng)的監(jiān)控，同時威脅4臺機(jī)組的安全運(yùn)行。目前，PLC的可靠性方面差強(qiáng)人意，PLC技術(shù)的自身缺陷使通訊冗余經(jīng)常無法實現(xiàn)，無法在線修改組態(tài)以及上位機(jī)數(shù)據(jù)采集遲緩且沒有歷史數(shù)據(jù)曲線功能都給機(jī)組的長期穩(wěn)定運(yùn)行帶來了隱患。
　　
　　案例：2005年1月3日，PLC通訊中斷，導(dǎo)致4臺機(jī)組同時無法監(jiān)控，將PLC斷電重啟后恢復(fù)正常，雖未對運(yùn)行中的設(shè)備產(chǎn)生影響，但是存在著嚴(yán)重的安全隱患。
　　
　　1.2提高生產(chǎn)效率
　　
　　近年的電力體制改革，使發(fā)電企業(yè)競爭逐漸激烈，要想在激烈的競爭中提高企業(yè)的效益，zui根本的途徑就是降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。因此，管理要求的提高以及技術(shù)上的成熟，要求實現(xiàn)全廠自動控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控。賈汪電廠的此次改造可以實現(xiàn)兩個好處，*，可以實現(xiàn)水工控制系統(tǒng)無人值班，大量減少運(yùn)行人員，達(dá)到減員增效的目的。第二，提高了控制水平，在集控室進(jìn)行監(jiān)控，解決了諸如運(yùn)行人員不及時、難于管理、備品備件種類繁多等缺點。
　　
　　案例：2004年12月21日，#1機(jī)組運(yùn)行泵跳閘，備用泵自啟動，而原運(yùn)行泵出口蝶閥因故障沒有自動關(guān)閉，導(dǎo)致循環(huán)水倒流。水工區(qū)域運(yùn)行人員對此沒有及時做出正確判斷，待集控室人員發(fā)現(xiàn)凝汽器真空由于循環(huán)水量減少而降低，已耽擱較長時間，影響了機(jī)組的穩(wěn)定安全運(yùn)行。
　　
　　因此，改造為DCS控制的目的，就是將水工區(qū)域的測點與設(shè)備按照4臺機(jī)組區(qū)分由其對應(yīng)的DCS在主機(jī)集控室來監(jiān)控，實現(xiàn)控制優(yōu)化，危險分散，提高生產(chǎn)效率的目的。
　　
　　二、改造方案
　　
　　2.1項目概況
　　
　　賈汪電廠4135MW機(jī)組使用了英國歐陸公司的NETWORK-6000DCS。
　　
　　此次改造項目中需要在DCS電子設(shè)備間增加控制六臺設(shè)備的卡件，按照分散原則分配在T940_22及T940_26控制器，這些設(shè)備為2臺循環(huán)水泵與4臺冷卻塔風(fēng)機(jī)。其他設(shè)備放在循環(huán)水原PLC控制室增加的一只I/O遠(yuǎn)程柜中，此遠(yuǎn)程柜掛在T940_26控制器。本次工作主要有l(wèi)intools策略組態(tài)、itools的IO配置組態(tài)、MMI界面組態(tài)，以及遠(yuǎn)程柜的安裝、電纜敷設(shè)與實驗調(diào)試等。
　　
　　2.2軟件配置
　　
　　MMI畫面監(jiān)控軟件為FIX7.0。邏輯組態(tài)軟件為LINTOOLS2000。I/O數(shù)量如下：
　　
　　軟件設(shè)計與原PLC相比，主要有如下改善：
　　
　?。?）監(jiān)視畫面符合人機(jī)界面的設(shè)計風(fēng)格，按照分級瀏覽、逐級細(xì)化的原則設(shè)計畫面，有數(shù)據(jù)歷史曲線功能，所有I/0點均可以曲線的形式顯示并記錄100天，為實現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行在線分析、事后診斷提供條件。
　　
　?。?）組態(tài)軟件為全圖形化組態(tài)方式，功能強(qiáng)大，工作效率高，允許在線修改。
　　
　?。?）增加循泵啟動60秒鐘蝶閥未開至15°循泵跳閘邏輯，以及防止循環(huán)水倒流的進(jìn)口閥連鎖邏輯。
　　
　　2.3硬件配置
　　
　　2.3.1電纜敷設(shè)
　　
　　本次改造除了增加一只遠(yuǎn)程I/O柜外，原電子設(shè)備間中#T2、#T4柜將增加部分卡件，其中主要用于水工區(qū)域的2臺循環(huán)水泵與4臺冷卻塔風(fēng)機(jī)的控制與反饋。另外，需將原6KV開關(guān)室至PLC電纜回收并重新敷設(shè)這些設(shè)備由6KV至DCS電子間的電纜。這樣做的目的是將循泵與冷卻塔風(fēng)機(jī)的監(jiān)控分散于2個控制器中，以防止一個控制器出現(xiàn)故障影響備用設(shè)備的啟停。6臺設(shè)備共42個I/O點，具體增加卡件如下所示：
　　
　　2.3.2遠(yuǎn)程I/O柜安裝
　　
　　遠(yuǎn)程柜安裝在原PLC機(jī)柜后1.5米處，在電子間#T1柜與I/O遠(yuǎn)程柜中各增加一只LD-64光電接口及熔接盒，遠(yuǎn)程柜內(nèi)安裝3個2500系列現(xiàn)場總線機(jī)架，機(jī)架之間使用RJ45電纜采用Profibus實現(xiàn)冗余，并通過光纜與#26T940控制器通訊。
　　
　　具體硬件配置與安裝如下表與圖1：


　　
　　2.4網(wǎng)絡(luò)配置
　　
　　Network6000的軟件和硬件設(shè)備支持完整的三級網(wǎng)絡(luò)體系。即系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Ethernet）、控制網(wǎng)絡(luò)（LIN）、I/O網(wǎng)（ALIN和MODBUS）。改造后DCS的網(wǎng)絡(luò)配置如圖2所示：

　　
　　三、調(diào)試情況與改造問題
　　
　　1、改造完成后即進(jìn)行了調(diào)試，包括各個設(shè)備的單獨(dú)啟停、故障打閘以及泵泵連鎖、泵閥連鎖和其他保護(hù)連鎖實驗，調(diào)試過程中各數(shù)據(jù)正確、穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行正常。
　　
　　2、循環(huán)水泵出口液壓蝶閥油泵380VAC電源，在原設(shè)計中由PLC熱控電源盤同一段電源接出。若熱控電源盤失電導(dǎo)將導(dǎo)致所有出口蝶閥全部關(guān)閉，循泵連鎖跳閘。較理想的方案為將2臺油泵的電源由電氣400V開關(guān)室分2路不同段電源分別供給。本次改造中因多種原因未能完成，有待日后解決。
　　
　　3、原水工區(qū)域中的澄清加藥系統(tǒng)、綜合用水系統(tǒng)屬于化學(xué)專業(yè)，此次改造未加入到DCS控制中，準(zhǔn)備在4臺機(jī)組全部改造完畢后將其作為化學(xué)除鹽水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程站點加入到化水控制系統(tǒng)中，以便明確專業(yè)分工。
　　
　　四、結(jié)束語
　　
　　賈汪電廠#2機(jī)組水工區(qū)域的DCS改造共計費(fèi)用15萬人民幣。改造后于2006年2月25日投入運(yùn)行，由集控室運(yùn)行人員對#2機(jī)組水工區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，目前運(yùn)行情況良好，有事故追憶與歷史曲線打印功能，便于分析設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。待剩余3臺機(jī)組改造完畢，即可撤消原水工區(qū)域控制室，實現(xiàn)減員增效的目的，提高企業(yè)管理和自動化水平。
　　
　　此次#2機(jī)組的改造為剩余3臺機(jī)組的水工區(qū)域控制系統(tǒng)改造積累了寶貴經(jīng)驗，也為日后除灰、除渣等輔助車間控制系統(tǒng)進(jìn)入DCS的遠(yuǎn)程I/O改造起到了很好的*作用。