嵩屿电厂2 300 MW机组循环水泵房少人值守控制方案

第34卷第11期中国电力Vol. 34. No.12001年11月ELECTRIC POWERNov . 2001电力自动化嵩屿电厂2x300 MW机组循环水泵房少人值守控制方案Control Scheme with Fewer Persons Attended for the Circulating Water PumpRoomof 2x300 MW Generating Units in Songyu Power Plant陈霖忠(嵩屿电厂福建厦门361026 )摘要:通过对嵩屿电厂循环水泵房少人值守控制系统方案一 分散控制系统(DCS )方案和可编程控制器(PLC)方案的分析和比较,提出实施少人值守的具体方案,并详细介绍控制系统结构、特点、性能及实施效果。该系统实现了”减人增效”的目的,为研究DCS应用于辅助系统提供了新途径。关键词:循环水系统;少人值守;可编程控制器;控制系统Abstract : Through the analysis and comparisons of the control system schemes with Distributed Control System( DCS ) and Programmable Logic Controller ( PLC ) for the circulating water pump room with fewer persons attend-ed in Songyu Power Plant，the practical scheme was presented. This paper introduces the configuration , featuresand performance of new control system scheme. The effect of decreasing attendants and improving efficiency hasbeen obtained , providing reference for adopting DCS in the auxiliary systems of power plants.Key words : circulating water system ; attended with fewer persons ; PLC ; control system中图分类号: TK323文献标识码: B文章编号: 1004-9649(2001)1 1-0058-03水泵房的运行人员采用五班三制”,每班安排2名1现状与存在问题值班工共10名主要是对设备进行操作和定期巡视效率不高。(3)缺少必要的检测和监视手段。循厦门嵩屿电厂共有2台容量为300MW的燃煤环水泵房设备的运行参数没有在操作台反映,无法机组机组的DCS采用美国贝利INFI-90系统。循环进行实时监视,如循环水泵出口蝶阀开度指示等主水采用海水开式冷却方式,供水系统采用母管制运控制室无法监视循环水泵运行工况。行。循环水泵房设在海边距离电厂主控室700 m。泵房设有监控室监控的设备有:循环水泵组(4台2循环水泵房少人值守控制系统方案循环水泵及其出口蝶阀等)旋转滤网、润滑油系统、冷却水系统等辅助系统。随着电力企业厂网分开、2.1控制系统设计原则竞价上网”的实施依靠科技进步实现减人增效”是针对循环水泵房运行的实际情况,提出循环提高企业竞争力的有效途径,但实现循环水泵房少水泵房少人值守控制系统的总体设计原则(1)改人值守主要存在以下问题( 1循环水泵房值班工无造必须以满足机组安全、可靠运行为前提,以实现法与主控室值班员密切配合进行快速协调控制。由减人增效”为目的(2)完全保留循环水系统监控于循环水泵房与主控室之间距离较远,没有建立直室的操作、监视等功能(3)在主控制室实现循环接、可靠的控制联系主控值班员只能以电话传令方水系统的数据采集、运行监视、操作等功能(4)实式对循环水泵房值班工进行循环水泵运行的指挥，现对循环水系统运行的异常报警控制及联锁等功控制响应速度慢不能满足事故处理的需要。同时循能。在此原则基础上提出2种控制系统设计方案:环水泵房值班工也不了解汽轮机的运行情况，工作分散控制系统(DCS)方案和可编程控制器(PLC)处于被动状态。(2运行值班人员的效率不高。循环方案。收稿日期: 2001-03-05;修回日期: 2001-09-07中国煤化工作者简介:陈霖忠(1966-)男福建平潭人高级工程师,从事火电厂自动控制应用与HCNMHG58第34卷嵩屿电厂2x300 MW机组循环水泵房少人值守控制方案2001年第11期电力自动化2.2分散控制系统方案SYSHAC LNKA光纤由于机组DCS采用美国贝利公司INFI-90系工作站充,因此循环水泵房少人值守控制系统方案也选用INFI-90系统配置。系统结构如图1所示。控制系统设一个过程控制单元(PCU )PCU由1个模件柜和1个端子柜组成模件柜配置电源模件、控制主模件(MFPO2 )I/O子模件、通信模件和环路接口模件1号机DCS ) ( 2号机DrS循环水系统T程师站(IIL02),具有对循环水系统控制、联锁和数据采集等诸多功能。定义其所在环路为公共环路并将2图2循环水泵房控制系统结构示意台机组互为独立的子环路挂在公共环路上作为该环路的节点。此方案既可保证循环水控制系统独立运PC机之间共享,而不需另加PLC的CPU单元或PC行，又做到机组主值班员可在主控室操作员站(OIS)机内的通信程序。这样主控室就可通过上工作站.上控制循环水系统的运行、监视、操作等。(PLC对循环水系统进行监视、控制和操作等。2.4 2种方案技术经济比较。1号机LDCSC2号机pSINFI-90系统是美国贝利(Bailey)公司于1987年推出的以微处理机为基础的DCS,已形成--个功11102光纤、[AN2]能强大、通信系统完善、具有决策管理性能的新型空宁DCS广泛应用于各种生产过程控制。OMRONPLC是日本OMRON公司设计生产的以微处理器为基INILO2础,采用高度标准化、系列化、模块化结构,使用简单、易于理解的编程语言具有较强的控制功能和快公共环路l OLS(循环水系统)PCI速处理能力的PLC产品,已广泛应用于各行各业。由于泵房与主控室之间距离较远,因此循环水泵房少人值守控制系统的关键技术之一就是要解决图1循环水系 统DCS结构好机组主控室与循环水泵房监控室之间的通信问2.3可编程控制器方案题，为此将2种方案的通信性能技术指标进行了比随着PLC通信协议宏功能不断增强采用PLC较(见表1)表2是控制系统经济性比较(含常规设作为现场控制器,以PC机作为操作员站的小型分备、电缆及辅材预算费用一览表。散控制系统已广泛应用于生产过程。由OMRON公综合技术指标和经济性比较可清楚看到(1 )司PLC构成的循环水控制系统结构如图2所示。Bailey公司的INFI-90和OMRON公司的C200HW-控制系统由2台PLC通过SYSMAC LINk方式SlK14均能满足循环水泵房少人值守控制系统通信联接，组成FA(工厂自动化)的高速、大容量数据及的需求(2 )对于火电厂辅助系统DCS设计2者的网络通信系统。其数据链接使公共数据能在PLC和技术性能均能满足设计规范要求(3)从投资分析,辰1INFI-90系统与OMRONPLC通信网络主要参数项INFI-90系 统(INFI-NET )PLO SYSMAC LINK)通信协议存储器插入式的存储转发协议广播式通信协议(令牌环)传输通道串行总线网络Daisy链数据传输速率0M2M传输介质同轴电缆/(光纤)节点容量250个节点62个LINK单元2 km max800 m max通信接口模件INIL02C200HW- SLK14具有RAS功能(可靠性、有效性、安全性)具有具有信息长每一.信息可达1500字节.每一信息最长可达512字节电磁/无线电干扰机柜门必须关闭在机柜门2m之内不能使用通信设备没 有影响令牌节点发生故障时,另外一个节点自节点故障时旁路自动接通不影响网络工作艺牌中点发生教院动变成令牌节点构成高度可靠系统环境温度0-400(产品介绍为70C实际使用40C就达极点中国煤化工环境使用)相对湿度0%-95%( 30C时)IYHCNMH G_59001年第11期中国电力第34卷电力自动化INFI-90系统是PLC的2.64倍(4)从技术服务及备控制系统功能体系品备件比较2者都能提供方便、快捷、及时的服务;(5 )从控制系统扩展比较,由少人值守方式扩展到无系统监视系统控制系统操作人值守运行时2者都只增加监测控制点的输入输出子模件即可无须增加主模件均很方便且易于实现。表2控制系统经济性比较(含常规设备、电缆及辅材)富预算费用万元常规控制系统 电缆及设备(含软件部分)辅 材总计型号图3控制系统功能体系Bailey119(优惠价)140INFI-90序编制工具具有操作性能优良的用户接口、丰富的OMRON312 53 C200HW- SLK14编程功能及可对过程值进行监视、编辑、调整、检索、综上分析投资经济性决定了控制系统选型因置换等功能(2 )INFI-90系统软件包括PCU的组态此决定选用OMRON可编程控制器(PLC)组成控制软件CAD. OIs组态软件WLDG软件包。系统实现循环水泵房少人值守。3.4循环水泵房就地设备改造部分在实施控制系统改造中,同时也对循环水泵房3循环水泵房少人值守控制系统就地设备进行改造，主要有(1)循环水泵出口蝶阀开度指示。原开度仅提供行程开关指示,由于循环水3.1控制系 统结构泵出口蝶阀在15%、30%等位置都有重要的联锁作考虑到循环水系统作为2台300 MW机组的用，因此少人值守就必须对其开度进行实时监视。对公用系统其供水采用母管制运行方式,因此要求开度指示采用小型控制编码器进行了改造,实现了在1.2号机组的OIS.上都能监视和控制循环水系.蝶阀开度0%~100%的连续监视(2 )循环水泵电动统的运行和异常处理。若在主控室增加2台专供循机电流指示。将原1.5级动圈电流表改造成0.25级环水系统操作使用的OIS,既浪费投资又影响主控高精度的数字测量(3)增加每台循环水泵出口管和制室OIS整体布置的美观。因此决定充分利用机2个出口母管压力监测(4增加循环水泵跳闸保护组现有INFI-90硬件资源将上工作站PLC的信号和电气逻辑屏电源掉失报警信号。分别进入1、2号机组DCS中实现了2台机组操作员站都能监控循环水系统运行的目的(见图2)4实施效果和结论3.2控制系 统特点和功能控制系统的特点有(1 )台PLC采用SYSMAC嵩屿电厂循环水泵房少人值守工程于2000年LINK方式联接，实现了Fa数据链设计的新网络。4月至6月利用机组中修完成了整个工程的施工、它是新型的点对点(PEERTOPEER)计算机网络,解调试和启动试验任务,投 入试运行。在2个月的试运决了火电厂辅助系统长距离间控制系统通信不可靠行中对运行人员和维护人员进行了技术培训编写问题(2SLK网络可为大容量的数据建立灵活和有了运行规程,2000年9 月工程通过了竣工验收。该效的数据链接,每个节点最多可发送8000个通道控制系统的实施使循环水泵房与主控室之间建立了数，从而大大提高数据链接的效率[3)数据链接使快速协调关系,泵房运行人员由10人减少到5人，公共数据能在PLC和PC机之间共享,而不需另加大大提高了运行人员的效率。经过1a的运行证明,PLC的CPU单元或计算机内的通信程序(4) 具有采用可编程控制器( PLC )来组构循环水泵房少人值很高的抗干扰能力。控制柜门打开,用大功率对讲机守控制系统是完全可行的。该系统的成功实施提高进行干扰试验系统仍保持稳定的运行状况，这是许了全厂综合自动化水平实现了企业减人增效”的多DCS所不及的(5)很好地解决了电厂公用系统目的,为开展火电厂辅助系统DCS和少人值守的应少人值守的监控和操作问题。用和研究提供了新途径。控制系统实现了循环水系统少人值守所需的系统监视、控制、操作3大功能(见图3)参考文献:.3 控制系统软件部分控制系统在PLC的基础上连接到INFI-90系统[1]许应宏,李昌强.电站辅助DCS及全功能控制系统发展展望中其软件包括2部分(1可编程控制器SYSMAC-[J]中国电力2中国煤化工CPT软件:它是在Windows9X下运行操作的梯形程YHCNMHG吕玲)50