PLC在電廠氣力除灰系統(tǒng)中的應(yīng)用教學(xué)文稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PLC在電廠氣力除灰系統(tǒng)中的應(yīng)用-施耐德QUANTUMPLC在電廠氣力輸灰系統(tǒng)中的應(yīng)用前言氣力輸灰系統(tǒng)是火電廠的一個重要輔機(jī)系統(tǒng)，它有著保護(hù)環(huán)境的重要作用。而傳統(tǒng)的水力輸灰系統(tǒng)，不但對環(huán)境的污染很嚴(yán)重，而且非常浪費(fèi)水資源。近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，粉煤灰的利用率也越來越高。因此，目前絕大部分的火電廠輸灰系統(tǒng)都采用正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)。在正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)中，工況惡劣、控制點(diǎn)數(shù)多。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)由于抗干擾能力弱、可靠性差、效率低，達(dá)不到預(yù)期的控制目標(biāo)。而可編程邏輯控制器(PLC)的抗干擾能力強(qiáng)、可靠

2、性高，用于輸灰系統(tǒng)可以顯著提高工程的實(shí)用性。現(xiàn)以云南國電小龍?zhí)栋l(fā)電廠(2X300MW機(jī)組)#3、#4爐的正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)為例。系統(tǒng)概述1.系統(tǒng)配置：每臺爐一套正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)，采用五電場靜電除塵器，每個電場配備4臺倉泵，一、二電場每兩個倉泵一個輸送單元，三、四、五每四個倉泵一個輸送單元，共6個輸送單元，各個輸送單元進(jìn)行必要的聯(lián)鎖。每個倉泵配置一個就地控制箱,利用控制箱上的旋鈕開關(guān)，可以對現(xiàn)場閥門進(jìn)行手動操作和現(xiàn)場調(diào)試。正常工況為全自動運(yùn)行。2.工藝流程：如圖每個輸灰循環(huán)可分為三個階段：進(jìn)料階段：開透氣閥開進(jìn)料閥開蝶閥-系統(tǒng)開始進(jìn)料。氣化階段：倉泵高料位或“進(jìn)料時間到”關(guān)蝶閥關(guān)進(jìn)料閥關(guān)透

3、氣閥-開進(jìn)氣閥開輸送閥系統(tǒng)開始?xì)饣Ｈ?、輸送階段正常輸灰：倉泵壓力達(dá)到“壓力上限”值開出料閥系統(tǒng)開始出料倉泵壓力達(dá)到“關(guān)輸送”值關(guān)輸送閥倉泵壓力達(dá)到“壓力下限”值關(guān)進(jìn)氣閥。進(jìn)入下一循環(huán)的進(jìn)料階段。3控制要求(1)實(shí)現(xiàn)出灰的過程自動化，為便于操作調(diào)整及應(yīng)急處理，應(yīng)能隨時切換到手動控制狀態(tài);(2)當(dāng)操作室內(nèi)的“遠(yuǎn)程/就地”開關(guān)打到“就地”位置時，自動停止出灰;(3)倉泵的料位計(jì)和進(jìn)料時間雙重控制，料位計(jì)或進(jìn)料時間任意一個達(dá)到要求都作為倉泵料滿對待;(4)同一出灰管線上只能有一個倉泵出灰，一電場兩個單元各用一根出灰管，可同時出灰。二電場兩個單元共用一根出灰管，先滿足出灰條件的優(yōu)先出灰。三、四、五電場

4、共用一根出灰管，先滿足出灰條件的優(yōu)先出灰;(5)當(dāng)發(fā)生灰管堵塞后(灰管壓力大于400KPa)，報(bào)警指示燈發(fā)出聲光報(bào)警，系統(tǒng)發(fā)進(jìn)行自動排堵，直至灰管堵塞故障排除;(6)當(dāng)來氣母管壓力小于350KPa時，二、三、四、五電場自動停止運(yùn)行，保證一電場的用氣量。(7)設(shè)空壓機(jī)遠(yuǎn)程站、灰?guī)煸O(shè)備遠(yuǎn)程站兩個，對上述兩個站的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)控。監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成1.本系統(tǒng)選用施耐德公司的QUANTUM系列可編程控制器，每臺爐各一套冗余PLC。監(jiān)控系統(tǒng)分兩層，第一層即現(xiàn)場控制層，該層是生產(chǎn)控制的執(zhí)行層，包括QUANTUMPLC控制柜、遠(yuǎn)程I/O柜、現(xiàn)場控制箱、若干測量傳感器和輔助電器(壓力傳感器、電磁閥、料位計(jì)等由生產(chǎn)

5、廠家配套供給)等。第二層即控制室監(jiān)控層，是本監(jiān)控系統(tǒng)的核心層，采用光纖、光纖收發(fā)器、交換機(jī)及工控機(jī)，構(gòu)成上一層完整的控制室監(jiān)控層與現(xiàn)場控制層之間的連接，PLC主站與遠(yuǎn)程站采用ModiconRIO網(wǎng)絡(luò)連接，使得整個系統(tǒng)具有極高的可靠性。現(xiàn)場程控控制系統(tǒng)利用PLC對現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，控制主機(jī)型號為140CPU53414。CPU采用雙機(jī)熱備。在主站站與遠(yuǎn)程I/O分站均采用雙纜冗余結(jié)構(gòu)通訊，以提高整個系統(tǒng)的可靠性。上位機(jī)選用研華IPC610工業(yè)控制機(jī)，它與PLC間通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，并可方便的接入廠用MIS和DCS系統(tǒng)。因#4爐的PLC柜距兩臺爐共用的監(jiān)控室距離較遠(yuǎn)，采用光纖進(jìn)行通訊，配置

6、相應(yīng)的光纖轉(zhuǎn)換器等。整個監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：SKIPIF10現(xiàn)場設(shè)備開關(guān)量輸入信號采用DC24V開關(guān)電源，傳感器等模擬信號采用DC24V線形電源，所有使用AC220V控制的電器元件，均通過OMRON繼電器隔離后再與QUANTUMPLC的I/O模塊連接，確保柜內(nèi)模塊的安全性。2.QUANTUM系列PLC作為施耐德公司主力產(chǎn)品，具有以下特點(diǎn):(1)功能強(qiáng):極強(qiáng)的計(jì)算性能，完善的指令集，并且有三種靈活的組網(wǎng)方式：本地I/O、分布式I/O、遠(yuǎn)程I/O，可滿足用戶不同需求的配置。(2)快速:指令處理極其快速，只需1ms就可處理3K指令，在文字處理方面也同樣表現(xiàn)出色;(3)通用:高性能模板和多種CP

7、U適用任一場合，通過組網(wǎng)模塊最多可擴(kuò)至128個擴(kuò)展機(jī)架，用戶友好的CONCEPT編程軟件，能與當(dāng)今流行的絕大多數(shù)上位機(jī)監(jiān)控軟件互相通訊;(4)全集成:全部模塊化，運(yùn)行可靠，操作方便，特別適合于比較惡劣的工況。3.本系統(tǒng)PLC由電源模塊(PS)、模擬量輸入模塊(AI)、模擬量輸出模塊(AO)、數(shù)字量輸入模塊(DI)、數(shù)字量輸出模塊(DO)、熱備模塊(CHS)、以太網(wǎng)模塊(NOE)、接口模塊(CRP/CRA)和中央處理單元(CPU)組成，構(gòu)成完整的雙機(jī)熱備系統(tǒng)。QUANTUMPLC雙機(jī)熱備技術(shù)的主要特點(diǎn)雙機(jī)熱備系統(tǒng)具有非常高的可靠性，體現(xiàn)在以下幾個方面：控制系統(tǒng)為冗余的雙CPU設(shè)計(jì)，運(yùn)行時一主一備

8、，并通過高速光纜連接；控制系統(tǒng)為冗余的雙通訊通道，控制系統(tǒng)間通訊網(wǎng)絡(luò)采用ModbusPlus或TCP/IP協(xié)議,控制系統(tǒng)內(nèi)部采用RIO網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以上網(wǎng)絡(luò)均可以采用雙纜冗余方式；控制系統(tǒng)為冗余的雙電源供電。在雙機(jī)熱備系統(tǒng)中，互為熱備的控制器具有如下的工作特性：實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，確保雙CPU程序的完全一致；每個掃描周期均傳送數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息，確保雙CPU工作狀態(tài)的完全一致；兩個控制器之間采用光纜連接；切換完成的最長時間是兩個掃描周期；通訊速率為10M,熱備系統(tǒng)可放于3km之外；當(dāng)控制程序發(fā)生改變時，可以自動完成程序下裝功能；初次組態(tài)時，用戶快速、有效只需下裝一次程序；使用IEC方式的雙機(jī)熱備配置不HYPERLINK/word/77742.aspxo需要需要編程工作；使用ModSoft/Concept組態(tài)軟件均可進(jìn)行配置；用可裝載功能塊支持984/800系列用戶；CHS模塊熱更換-無需停機(jī)時間。應(yīng)用總結(jié)云南國電小龍?zhí)栋l(fā)電廠(2X300MW機(jī)組)已于2006年12月順利通過168驗(yàn)收，現(xiàn)已正式投產(chǎn)，經(jīng)過半年多的運(yùn)行