利用DCS軟件對水膠球清洗裝置進行自動控制設計

潘宏遠

（徐州華潤電力有限公司，江蘇徐州 221000）

0 引言

現有膠球清洗系統可在就地控制柜進行操作，依靠控制柜內施耐德小型PLC 實現膠球清洗的程控和就地控制。運行人員在DCS 畫面無法監視膠球清洗系統的實時運行狀態。

利用DCS 軟件對膠球清洗裝置進行自動控制邏輯設計，解決了膠球裝置無法遠程控制的問題，降低了操作人員的勞動強度，提高了工作效率和設備的自動化水平。

1 膠球清洗裝置工作原理

膠球清洗裝置的基本工作原理是膠球借助循環水的流動在凝汽器冷卻水管內部通過，回到安裝在出口母管上的網板，在膠球泵的作用下不斷循環。在膠球的反復擦拭作用下，能有效地去除冷卻水管內壁的污垢，提升冷卻水管的傳熱性能，提高凝汽器真空度，以達到降低熱損耗的目的。膠球清洗裝置的簡易流程如圖1 所示。

2 膠球清洗裝置運行概述

改造后膠球清洗裝置主要由膠球泵、收球網、集球器和差壓測量單元組成。該設備的運行流程：開啟膠球泵→浸球（時間根據自身狀態選擇）→集球器打開膠球清洗裝置開始正常清洗→壓差達到設定值→集球器關閉→60 min 收球網板打開反洗→15 min 后，收球網關閉→集球器打開，膠球清洗裝置進行正常清洗。

基本位：膠球泵停，收球網關，集球閥關。每次投球前將系統處于基本位。

圖1 膠球清洗裝置的簡易流程

圖2 設備操作對話框

3 膠球清洗裝置手自動邏輯設計

根據設備運行情況及運行人員要求設計相關手自動邏輯。膠球清洗裝置在操作畫面設置手自動切換按鈕，運行人員根據實際需求選擇合適的操作方式。

手動控制模式可根據現場運行狀況隨時啟停。自動控制時，在收球網前后差壓>15 kPa 或者膠球清洗裝置已運行168 h信號來時，系統自動投入運行。在膠球清洗裝置走程控之前用此邏輯實現手自動狀態的確認，例如當膠球清洗裝置已運行168 h，則關閉集球閥，收球120 min，膠球泵停止，最后打開收球網。以上步驟完成則STEP 塊輸出自動狀態至程控邏輯。“手動狀態”指令會復位計數塊，則DSFT 塊選擇輸出1，由于在手動狀態，STEP 塊（塊號21）的啟動指令條件不滿足，即膠球清洗裝置投入手動運行。當自動狀態運行時，計數模塊會開始數，此時DSFT 塊選擇跟蹤STEP 塊（塊號38）的End 指令，自動運行結束指令來后，作為自動狀態的啟動指令，從而實現自動狀態的連續。

4 膠球清洗裝置自動控制邏輯

膠球泵，收球網執行器和集球閥采用的是短指令，在DEVICE塊發出2 s 的指令，反饋到達后操作隨之完成。開關量信號僅有一個單指令，即信號為1 時，泵或執行器啟動，信號為0 時停止。

膠球清洗裝置的自動控制邏輯采用程控設計思想。不論是手動還是自動都由DEVICE 操作塊發出指令，指令經過STEP塊輸出相應信號，通過頁間開關量輸出塊XPgDO 來實現順序啟停設備。自動投運發出1 s 脈沖或者運行結束自動投運，作為STEP 塊（塊號為1）的啟動信號指令。例如在差壓達到15 kPa，收球網執行器已關，且自動投運三個條件都滿足后，STEP 塊（塊號為1）輸出關集球閥指令。由手自動控制邏輯發出的信號作為膠球清洗裝置自動控制的啟動指令，指令經過STEP 塊（塊號為1）按照運行人員的要求自動進行。在膠球清洗裝置恢復到原來的狀態后，即完成一次自動反洗。在STEP 塊中設置報警點，且各開關量和模擬量的點增加歷史趨勢。便于運行人員對設備的監視和設備出故障時排查原因。自動停運的控制邏輯也是同樣的道理。

5 畫面設計

為設備設計單獨操作對話框，對話框如圖2 所示。根據運行操作需求，在循環水系統畫面中制作本裝置的操作框。畫面簡潔明了，又不影響循環水泵等主要設備的監視與操作。

6 改造效果

（1）運行人員可以直觀地在DCS 上監視和控制設備，方便檢修人員維護和檢修設備。

（2）增加報警點和歷史趨勢，便于運行人員對現場設備的監視和故障原因分析。

（3）膠球清洗裝置的自動運行，減少了操作人員的工作強度，保證了凝汽器真空度和汽輪機熱效率，機組可以安全穩定地運行。

7 結束語

利用DCS 軟件對膠球清洗裝置進行了自動控制邏輯設計，解決了膠球清洗裝置無法遠程控制的問題，保證了凝汽器的安全高效運行。控制系統維護方便，控制穩定，與主機設備類似，降低備件的庫存。整套清洗裝置邏輯設計完成后，確保了膠球清洗裝置可根據運行狀況自動運行，提高了凝汽器的換熱效率，保障機組的安全運行。