化學補給水控制系統改造方案介紹

譚 劍

(湖南省電力勘測設計院，湖南 長沙 410007)

化學補給水控制系統改造方案介紹

譚 劍

(湖南省電力勘測設計院，湖南 長沙 410007)

文中介紹了湖南省三個不同時期建設的電廠化學補給水控制系統改造方案，雖然三個不同時期電廠的化學補給水系統原有的控制水平不同，但都成功實現了PLC以太網的最終改造，且運行良好。雖然改造時要投入一部分資金與人力，但改造后的效果顯著，大大提高了生產效率，因此這些改造方案比較適用于老電廠的擴建改造。

化學補給水；控制系統；PLC；改造方案。

隨著全國經濟水平的發展，很多電廠都進行了二期工程的擴建以滿足用電負荷的不斷增長。一般電廠在二期擴建工程中為了節約用地和節省投資，都會通過增加一些新的工藝設備和一期工程共用一套化學補給水系統來制水，因此化學補給水系統的控制也是一期和二期合二為一，需要將一期的老系統改造后與二期的新系統一起接入全廠統一的水網。下面介紹湖南省三個不同時期，各有特點的電廠化學補給水系統改造工程。1 石門電廠化學補給水系統改造方案

1.1 石門電廠化學補給水系統改造工程概述

石門電廠一期(2×300MW)是湖南省第一個300MW的電廠，化學補給水系統投產于1995年，因為當時化學補給水系統PLC控制的技術條件還不成熟，因此一期工程的化學補給水系統全部采用常規熱工儀表控制盤進行監視操作，自動化程度比較低。2004年石門電廠進行了2×300MW的二期擴建工程，需要在原有的化學補給水工藝設備上增加部分設備擴大制水量以滿足一期和二期生產同時用水的需要，控制系統采用PLC控制，一期原有的常規熱工儀表控制盤全部取消，改為接入二期PLC控制。

1.2 石門電廠化學補給水系統改造方式

一期和二期共用一套化學補給水處理PLC系統。PLC采用雙CPU熱備的方式進行冗余控制，將化學補給水處理控制室內原有的一期常規熱工儀表控制盤取消后，利用其原有的電纜溝布置新的PLC柜。一期化學補給水處理系統的就地熱工儀表大部分保留不變，直接接入新上的PLC系統控制。同時根據業主要求也更換了一期一些較陳舊的儀表以滿足新的PLC控制要求。全廠統一的水網值班室設在原一期化學補給水處理控制室內，配置有兩臺光纖交換機、兩臺互為備用的水網服務器和三臺上位機。一臺服務器是網絡數據庫服務器，另一臺服務器是備用服務器，為上位機和上級網絡提供服務。當網絡數據庫服務器出現故障時，備份服務器能自動轉換為網絡數據庫服務器，承擔起網絡數據庫服務器的全部工作。網絡是雙網冗余結構，在一根網絡線出現故障不能正常工作的情況下由另一根網絡線承擔所有工作，保證整個系統的可靠性，同時在此過程中不會造成數據的丟失和數據的變化。PLC還配置了容量足夠的

UPS電源，上位機、網絡服務器和交換機的電源設置獨立的UPS電源裝置，保證系統在正常供電失去的情況下仍能安全運行。因此將原來一期的常規熱工儀表控制盤控制取消后，改成的一期與二期合為一體的PLC控制系統大大提高了生產效率及系統運行的穩定性。

1.3 石門電廠化學補給水系統改造硬件配置說明

石門電廠化學補給水處理新上的PLC系統主要硬件配置有：2個互為備用的CPU模塊，8個DO模塊，15個DI模塊，2個AO模塊，6個AI模塊，2個以太網模塊，這些模塊及其接線端子排分別布置在四個PLC柜內。化學補給水PLC采用雙以太網模塊冗余的方式通過100M光纖接入新增的兩臺水網交換機，交換機采用雙電源供電。現場所有儀表通過電纜將信號接入這四個PLC柜內，機柜的防護等級均符合IP54標準。

1.4 石門電廠化學補給水系統改造軟件配置說明

化學補給水系統PLC主要軟件由上位機監控軟件和PLC組態軟件組成。它分別實現PLC網絡上位機人機接口的監視和控制及實現PLC邏輯控制功能。上位機監控軟件支持分布式結構，并支持冗余以太網。PLC組態采用CONCEPT組態軟件，具備數據采集處理、控制、監視畫面顯示、參數越限報警、系統故障診斷、報警、制表、打印等功能。同時軟件還能自動記錄運行人員在控制室進行的所有操作項目及每次操作的精確時間。通過對運行人員操作行為的準確記錄，可便于分析運行人員的操作意圖，分析事故原因。

2 湘潭電廠化學補給水系統改造方案

2.1 湘潭電廠化學補給水系統改造工程概述

湘潭電廠一期(2×300 MW)的化學補給水系統投產于1997年，當時化學補給水系統已采用PLC控制，但其他輔助車間仍采用常規熱工儀表控制盤進行監視操作，因此一期工程并沒有形成全廠統一的水網控制。2005年湘潭電廠進行了2×600 MW超臨界機組的二期擴建工程，增加了部分化學補給水工藝設備以滿足原有的2臺300 MW機組與新建2臺600 MW機組的共同除鹽水用量。因為增加了工藝設備，控制系統也需要相應的進行增加。

2.2 湘潭電廠化學補給水系統改造方式

這次改造需要將一期原有的化學補給水設備與二期新增的化學補給水設備的控制整合在同一組上位機上進行操作。一期化學補給水PLC系統雖然型號較老，但依然運行比較穩定，從節約投資的角度考慮，仍保留一期的化學補給水系統PLC(一期化學補給水系統PLC采用的是AB公司較早型號的CPU)。二期化學補給水系統PLC采用AB公司型號比較先進型號的CPU通過DH+網與一期化學補給水系統PLC相連。DH+ (Data Highway Plus)網是一種工業局域網技術，其設計目標是為工廠控制設備提供遠程編程和對等通訊能力，采用屏蔽雙絞線進行通訊，具有連接方便，通訊距離遠的特點，是PLC通訊應用很廣的工業網絡。上位機主要完成系統所覆蓋設備的操作，系統運行參數的顯示、計算、報警、打印以及PLC參數設置、控制邏輯的修改，系統的調試。PLC接收上位機的操作指令完成對被控設備的控制、被控對象的聯鎖保護，同時將采集到的信號經過處理后通過光纖交換機提供給網絡數據庫服務器和上位機，系統的畫面組態和邏輯組態均由上位機或服務器完成。

2.3 湘潭電廠化學補給水系統改造硬件配置說明

湘潭電廠化學補給水處理新上的PLC系統主要硬件配置有：2個互為備用的CPU模塊，6個DO模塊，8個DI模塊，1個AO模塊，3個AI模塊，2個以太網模塊，這些模塊及其接線端子排分別布置在三個PLC柜內。這三個新增的PLC柜就布置在一期PLC柜旁邊的預留位置上，這樣也節約了很多電纜。化學補給水PLC采用雙以太網模塊冗余的方式通過100M光纖接入二期新增的兩臺水網交換機。一期與二期合用的三臺上位機再通過水網交換機與PLC相連，實現了以太網通訊。二期化學補給水PLC通過DH+網與一期化學補給水PLC相連，實現了在同一臺上位機上既可控制一期化學補給水設備又可控制二期化學補給水設備。

2.4 湘潭電廠化學補給水系統改造軟件配置說明

化學補給水系統上位機圖形監控軟件采用RSVIEW32中文開發版產品。RSVIEW32是AB公司采用開放技術的人機監控軟件，提供了監視、控制及數據采集等全部功能，是一個使用方便、可擴展性強、監控性能高的監控組態軟件。PLC組態軟件采用RSLOGIX5000網絡版產品，在WINDOWS 2000環境下運行，能對PLC進行控制算法和邏輯組態的軟件。組態軟件可以采用多種方法編程，既可離線又可在線進行組態。畫面可以分別顯示各系統的工藝流程及測量參數、控制方式、順序運行狀況、控制對象狀態，也能顯示成組參數。

3 益陽電廠化學補給水系統改造方案

3.1 益陽電廠化學補給水系統改造工程概述

益陽電廠一期(2×300MW)的化學補給水系統投產于2000年，當時包括化學補給水系統在內的所有輔助車間已全部采用了PLC進行控制。這也是湖南第一個輔助車間全部采用PLC控制的電廠，在當時代表著比較先進的水平。2007年益陽電廠進行了2×600MW超臨界機組的二期擴建工程，在化學補給水車間也相應增加了一些化學補給水工藝設備以同時供水給2臺300MW機組與新建2臺600MW機組。PLC控制系統也相應的進行了改造。

3.2 益陽電廠化學補給水系統改造方式

益陽一期化學補給水控制系統的網絡通訊采用的是MB+網形式，MB+(MODBUS PLUS)網形式因為傳送速率較慢已不再是主流的通訊方式。二期化學補給水系統準備使用的是以太網通訊方式，為了將一、二期化學補給水PLC整合在一起，需要將一期的MB+網改造成以太網，以提高通訊傳送速率，增加系統的穩定性。因此在二期化學補給水系統以太網調試完成后，在一期化學補給水系統PLC柜內增加了以太網模塊通過交換機與二期以太網連接在了一起。

3.3 益陽電廠化學補給水系統改造硬件配置說明

益陽電廠化學補給水處理新上的PLC系統主要硬件配置有：2個互為備用的CPU模塊，17個DO模塊，11個DI模塊，4個AO模塊，9個AI模塊，2個以太網模塊，這些模塊及其接線端子排分別布置在四個PLC柜內。由于一期原來的控制室已沒有余地安放新的PLC柜，因此我們聯合土建專業將一期控制室邊上的一間空房改造成了電子設備間來布置這四個新增的PLC柜，并增加新的電纜溝來連接一期PLC與二期PLC的電纜。化學補給水PLC采用雙以太網模塊冗余的方式通過100M光纖接入新增的兩臺水網交換機。一期的化學補給水PLC在取消了MB+網結構后，通過增加的以太網模塊經交換機也將其信號接入了二期化學補給水PLC系統。

3.4 益陽電廠化學補給水系統改造軟件配置說明

化學補給水控制系統上位機配置了實時數據庫軟件和服務器版組態監控軟件，實時數據庫軟件采用Wonder Ware公司INSQL SERVER系列。組態監控軟件采用悉雅特最新開發運行版。PLC組態軟件同時能提供梯形圖、指令列表、功能塊圖、順序列表、結構化文本等編程語言。完成離線仿真，程序開發、調試、診斷等功能。PLC組態軟件能在線對系統的組態進行修改。系統內增加或變換一個測點，不必重新編譯整個系統的程序。

4 總結

通過以上湖南省三個不同時期的電廠化學補給水PLC改造比較，可以看出不管是老廠還是新廠的化學補給水PLC系統都向著高度自動化、以太網通訊化的方向發展。實踐也證明了改造后的一期與二期合二為一的水網能更好的為一、二期機組安全穩定運行服務，提高了生產效率。

[1]謝碧蓉．熱工過程自動控制技術[M]．北京：中國電力出版社，2007．

[2]王平．工業以太網技術[M]．北京：科學出版社，2007．

Reconstructed Scheme of Control System of Chemical Feed Water

TAN Jian
(Hunan Electric Power Design Institute, Changsha 410007, China)

This paper introduces the construction of three different periods in Hunan chemical supply plant water control system improvement program. Although the chemical plant in three different periods of water supply control system at different levels of the original, but all successfully achieved end-PLC Ethernet transformation, and running well. Although the transformation of part of the time to put in money and manpower, but the obvious effect after the modification has greatly enhanced the ef fi ciency of production, these reform programs more applicable to the expansion of old power plant transformation.

chemical feed water; control system; PLC; reconstructed program.

TM621

B

1671-9913(2011)01-0051-04

2010-10-20

譚劍(1979-)，男，湖南株洲人，工程師，從事發電廠熱工自動化專業設計工作。