上海申弘閥門有限公司
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在自動化技術日益提高的今天，各行各業的自動控制應用也越來越多，尤其在技術比較密集的電力系統。在發電廠的化學水控制系統里，也正在經歷著自動控制技術的革新，DCS、PLC、現場總線等現代控制技術都紛紛應用到這一領域。根據這一情況，以我國*臺進口300MW的元寶山發電廠化學水的改造為例，介紹整個控制系統的改造方法。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥,電動球閥,氣動球閥,電動閘閥,氣動閘閥,電動調節閥,氣動調節閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
1 引言：
發電廠化學水系統大致由凝結水處理系統、補給水處理系統、汽水取樣監督系統及加藥系統構成。在化學水系統中要實現其自動化運行，一直是多少年來，一代又一代人的愿望。但在國內化學水投入自動運行的不多，原因主要有以下幾點：
（1）化學水工藝復雜，現實中會出現許多異常情況，實現自動化運行有很大困難。
（2）除新建電廠外，大部分廠只是改造控制系統，就地一次設備，比如電磁閥、閥門、反饋機構、變送器等，不能得到及時的改造，使得自動程序不能正常運行。
（3）化學分析儀表大部分不過關，不能長期提供一個較穩定的終點信號，制約了自動系統的投入。
（4）各廠對電廠化學水處理的重視程度不夠，不舍得在化學水處理系統投資。
（5）部分電廠搞化學水的人力資源配備不高，不能正常很好的領會控制系統的思想也不能很好的維護控制系統，或者根本就不相信控制系統，便得自動化運行人為地不能投入。
2 系統改造分析：
元寶山發電廠#1機組30萬千瓦，1976年投產發電，采用的是70年代流行的矩陣板配繼電器控制方式，經過25年的運行，接線、繼電器及執行元件都已經老化。必須進行控制系統的改造才能滿足系統的很好運行。如今，對控制系統改造進行改造比較成熟的有兩種方式：一種是采用PLC進行控制，另一種是采用DCS進行控制。我們對此進行了對比：
采用PLC控制：采用一些運算速度高，通信功能強的PLC能夠滿足化學水處理控制系統的應用；投資較少；對現場要求不高；組態及控制思想實現方便，便于檢修人員掌握和維護。
采用DCS控制：科技含量較高，能夠滿足化學水處理控制系統的應用；投資相對較大；對現場要求較高，要有專門的控制室安裝；組態及控制思想較深，不方便檢修人員掌握和維護。
為此，我們經常多方論證，決定采用MODICON公司的QUANTUM系列的PLC作為下位機控制，上位機采用工控機，在NT平臺上采用INLUTION公司的FIX7.0作為操作平臺。上位機與下位機之間構成MODBUS PLUS網絡，上位機通過網卡與局域網MIS系統之間實現10M以太網。
3 系統原理及設計：
3．1工藝系統及自動控制要求：
元寶山發電廠#1機補給水系統是由一臺混合器、兩臺過濾器和兩個系列及兩個混床構成，混合器及過濾器作為預處理系統主要是除去水中的懸浮物和膠態物，系列由C1、C2、除碳器、A1、A2構成，主要是除去水中的離子，混床在zui后做為二級除鹽，在出口形成高純水。整個系統分為三塊，即過濾器、系列、混床。三個系統以系列為主動系統，即系列啟動，過濾器及混床隨之啟動，系列停止，過濾器及混床相應停止。過濾器反洗有6步，系列再生程序共有12步，混床再生共有11步，以導電度、運行時間和制水量做為周期終點，其他各自有不同的參數進行相應的控制。
l 元寶山發電廠#1機補給水工藝系統圖：
元寶山發電廠凝結水系統無管式過濾器，由三臺凝結水混床構成，處理熱力系統中的水，進行除鹽后再利用。再生系統采用體外再生，當其中一個床子失效后，傳至體外再生罐中進行再生。凝結水運行程序共3步，傳脂程序共8步，再生程序共14步。凝結水系統運行周期以導電度、時間為終點。此次改造后系統已經實現氨化運行。
l 元寶山發電廠#1機凝結水工藝系統圖：
3．2自動控制系統構成及原理：
元寶山發電廠#1機組化學水處理自動控制系統是由遼寧電科院和元寶山發電廠共同開發的具有較高自動化程度的現代化水處理控制系統。
該系統由兩臺上位機操作站（CRT）、兩套MODICON公司的PLC組成的網絡式控制系統，對化學水各個部分進行程序控制、智能調節、及監控報警歷史等管理功能。
3．2．1 PLC控制系統：
本系統由MODICON公司的QUANTUM系列PLC作為核心，其I/O模件具有熱插拔功能。由于運行量大，CPU模件選用兩塊140CPU53414A，（凝結水和補給水各自形成一套相對獨立的系統），其處理器選用IN586MX133，內存2M，具有較高的模擬量處理、數字量識別和智能調節功能。由于主從站之間距離較遠，本系統在通訊上全部設計成冗余通信，即A、B兩個通訊通道。采用MB+網。MB＋是一個高性能的工業通訊網，它可以使計算機，PLC或其它數據源經雙絞線電纜在工業現場的環境下實現對等通訊，MB＋的數據傳送速率是1MBPS。MB＋采用的是令牌通信策略，具有高可靠性和大的吞吐率。MB＋支持網絡的狀態監測，可以由PLC監視網絡的運行狀況，在故障時可產生即時報警，此外，MB＋支持例外讀寫和非清求讀寫等通信功能。MB+采用的是Modbus協議。Modbus協議已成為事實上的工業標準，采用RS232C的串行通信方式。
補給水系統由一套電源柜、一個主控制站、一個從控制站、8個就地控制箱構成一個分布式網絡控制系統。分別對補給水過濾器、系列、混床進行自動控制。凝結水系統與補給水共用一個電源柜，由一個主控制站、一個從控制站、一個電磁閥柜、3個就地控制箱構成一個分布式網絡控制系統。對凝結水處理系統、體外再生系統、一二號機化驗站模擬量系統、自動加藥系統進行自動控制。
具體分布式網絡構成圖如下：
3．2．2 上位機管理系統：
本系統的上位機選用兩臺互為冗余的研華PIII866做為工控機，配置PHILIP 202P彩顯，通過SA85網卡與PLC構成1M的MB+網，以對等方式共享資源，網絡zui多可容納64個節點，上位機中以MICROSOFT公司的WINDOWS NT5.0SP6作為操作系統，以MODICON公司的CONCEPT2.2作為編程平臺，進行程序的編制、下載、在線監控，以INLUTION公司的FIX 7.0作為圖形操作平臺，由于FIX中集成了對MODICON公司的PLC的支持，可采用MMP或MBP驅動方式通過MB+網直接實現FIX數據庫對PLC資源的讀取和寫入，具有速度快，擴充性強，方便管理等特點。
上位機畫面采用了三維繪圖方式，使得整個畫面立體感*。由于在改造前我們進行了多方考查，參考了很多*控制畫面的制作，因而在操作畫面的設計上力求實用、簡單、美觀。主要操作功能如下：
（1）、自動方式：系統在自動方式下運行不需要任何人為參與，整個系統嚴格按照系統工藝要求和程序要求自動進行。
（2）、半自動方式：半自動方式是程序控制方式zui為靈活，包含內容zui多的一種方式，在半自動方式下設有：程序暫停、干預、跳步、強制啟動、緊急停止幾種功能
在半自動方式下運行時，只是在幾個大的步序設置中斷點，此時需要人工參與才能進行下一段程序。典型控制按鈕的說明：
暫停健：按暫停鍵時，在程序暫停時相應系統的所有閥門、轉機都將停止運行，程序計時停止，取消干預后，程序重新開始運行。
跳步鍵：只有按下暫停鍵后，跳步功能有效，按跳步鍵程序將在本斷程序內循環跳步。當取消暫停時，系統將從跳步后的程序開始運行。
干預鍵：按干預鍵時，相應的系統或程序仍然保持原有狀態，程序計時停止，但系統內的閥門和轉機可以進行手動開關、啟停等操作，當取消干預時系統恢復原始運行狀態。
強制啟動：當運行、反洗或再生等程序啟動時，系統要進行外部條件判斷，當條件不滿足時，不允許啟動，但有時外部信號會出現誤動或拒動的情況（這些條件會以醒目的紅色顯示在條件判斷對話框里），此時，運行人員經過檢查確認此條件已滿足時，可按下此按鈕啟動程序。
緊急停止：當運行、反洗或再生等程序進行中，系統出現緊急情況，此時按下此按鈕，系統停止所有轉機，關閉所有閥門，停止系統運行，轉入停止狀態。
通過這些特殊按鈕實現的功能，在處理一些緊急和異常情況時，大大方便了運行操作。
（3）數據統計報表功能：#1機所有的在線儀表數據在上位機畫面都能顯示，并且每點都有實時趨熱功能，能觀察十分鐘內的參數變化。部分數據（如系列入口流量、過濾器入口流量、陰床入口流量、反洗流量等）具有累積功能。所有數據通過處理進行統計報表。報表分為日報表、周報表、月報表，這些報表能在微機上長期保存，以便以后查找。
（4）報警功能：所有的轉機故障、水位低/高、濃度低/高、流量低/高、和一些重要的閥門的開關都設有報警。出現報警時彈出報警信息對話框，經運行復位報警消失。
（5）無擾切換：在任何運行或再生中，可以在全自動/半自動/手動之間切換，對運行結果沒有影響，有較高的穩定性和安全性。
具體硬件配置見下表：
5 結束語
本系統基本上是將原來控制系統全部廢除后重新構筑的。改造后的效果非常好，由于各個控制終點更了，使得整個系統的自動化水平有了較大的提高，人為的因素少了，使得我廠#1機組凝結水系統實現了氨化運行，大大降低了生產成本。在改造完成后控制系統的可靠率和自動投入率都有很大的提高，由于在微機中建立比較完善儀表的數據庫，因此，在今后的工作中，可以將#1機組的化學設備的運行參數和數據接入MIS系統，提高設備的管理水平。還需要查看其它閥門文章，請點擊截止閥查看！
