控制网

    摘  要：文章首先对长兴除灰PLC、脱硫DCS系统的控制组网作了介绍，根据系统的各自特点和维护情况提出了除灰、脱硫控制一体化构想。在一体化构想中，重点介绍了除灰脱硫的DCS一体化推荐方案。最后提出了除灰、脱硫DCS一体化的实施时机及意义。

    关键词：除灰；PLC；脱硫；DCS；一体化
 

    Abstract: the article introduces the PLC of Ash Handling System and the DCS of Flue Gas Desulfurization System in Changxing Power Plant ，according to the each of feature and the maintenance status ，the integrative control project of Ash Handling System and Flue Gas Desulfurization System in Changxing Power Plant has been presented.Under study ，the integrative DCS control project of Ash Handling System and Flue Gas Desulfurization System has been highly recommended . At last，the article locates the opportunity and significance of the integrative DCS control project.

    Keywords: Ash Handling System；PLC；Flue Gas Desulfurization System；DCS；integrative

 

    长兴发电有限公司装机总容量1200MW，分二期建设完成。一期2×300MW国产燃煤发电机组于2003年5月22日竣工投产，二期2×300MW国产燃煤发电机组并同步建设全厂石灰石－石膏湿法脱硫装置，于2006年5月31日建成投产。一期单元机组及主机公用DCS为ABB公司Symphony 5.0系统，二期单元机组及主机公用DCS为新华公司XDPS6.0系统。一期、二期气力除灰公用均为AB1756系列PLC产品，全厂脱硫采用一套新华公司XDPS6.0系统。

    2.1一期、二期除灰公用系统

    以二期#3、4炉除灰公用系统为例，两炉共用一套AB PLC系统，配置一对冗余CPU，根据生产区域地理位置不同分别设置了远程站。具体如图1所示。

            
                               图1  二期除灰公用网络示意图

    一期#1、2炉除灰公用系统生产区域布置与二期类似，故网络结构总体与二期相似。

    2.2 全厂脱硫系统

    由图2可知，#1FGD~#4FGD（Flue Gas Desulfurization）各使用两对DPU（Distributed Process Unit），使得每台机组的脱硫控制功能独立互不影响，通过A、B两个实时以太网又将脱硫公用系统与各FGD控制联网，在任一操作员站即可实现全厂脱硫控制。

    二期基建时，将一期、二期除灰及全厂脱硫操作员站全部集中于脱硫除灰集控室，包括一期、二期除灰各3个及脱硫4个操作站。随着二期及全厂脱硫系统投运，热工维护难度凸显，逐渐形成了一体化构想，主要原因有以下几个方面：

    3.1  脱硫DCS系统软件开放程度高，结构简单易维护。而除灰是PLC系统和iFIX监控软件的综合应用，具有RSLinx和OPC等接口软件，结构相对复杂，维护要求高。

    3.2  脱硫DCS系统在线加点、加卡件、组态方便。除灰系统加点涉及PLC和iFIX两个数据库。因两炉公用CPU，增加卡件后下载程序或规划网络时将使两炉除灰系统全部离线。PLC系统适于控制方式比较固定的场合，而随着运行要求的提高，除灰系统的控制方式变换或优化要求越来越多，系统适应性变差。

    3.3  脱硫DCS历史库容量大，操作员可方便地查看流程图上任一点数据的实时和历史趋势。而除灰iFIX监控软件通常只有少量的历史库点，趋势功能不如DCS开放和灵活。

    3.4  脱硫DCS具有强大的检索功能，包括过程报警历史、数据报表、系统自检故障历史和操作记录。而除灰iFIX监控软件一般未设计系统自检故障报警历史和操作记录，过程数据报警历史容量较小，未开发报表功能。

    3.5  脱硫DCS操作站恢复快、操作响应周期短。

    3.6  脱硫DCS提供完善的操作器模块，设备操作允许条件、跳闸条件、A/M状态、禁操一目了然，而除灰系统的设计水平则要低得多。

    除灰脱硫一体化，运行可在同一操作站完成全厂脱硫和除灰系统的控制，便于运行集中操作，减轻热工维护压力。

    4.1  一体化方案一

    继续保留整个PLC网络，增加脱硫DCS和PLC的通讯接口，即将iFIX的监控功能全部由DCS系统的虚拟DPU和画面完成。这样可以利用DCS实现iFIX和PLC较难实现的功能，如操作记录、操作器功能、趋势开放等，还可以撤消原除灰系统的4个操作员站，但原除灰工程师站作为PLC组态工具仍需保留。此方案虽然改造费用少，但仍存在一些问题，如PLC网络增加卡件时两炉除灰系统仍需离线、PLC和DCS的接口设计与通讯等。

    4.2  推荐的一体化方案二

    取消整个PLC网络及其6个操作站，每炉配置一对除灰专用DPU，一期、二期除灰公用各配置一对DPU，原PLC的I/O卡件全部改用DCS卡件，DPU通过脱硫DCS交换机备用口与之联网，实现DCS一体化。此方案的投资较大，但之后可降低维护成本，减轻热工工作压力，提高控制管理水平。根据现有PLC系统点数统计所需DCS卡件如表1所示。

    表1 PLC系统点数DCS卡件统计

           

    原脱硫系统I/O约为4800点，加上表1统计的一期、二期除灰约2900点，整个系统点数及节点数为完全在DCS系统允许容量之内。

    图3是除灰、脱硫DCS一体化的组网示意图。一期二期除灰DPU、炉仓泵及炉底渣控制机柜仍放置在除灰电控楼，因至原脱硫DCS交换机A-1、B-1、A-3、B-3距离较近，可通过网线直接并入原脱硫DCS的光缆环网，其它远程I/O的布置不变。

    PLC、iFIX功能虽然强大，但在已投产系统中进行二次功能开发和完善有一定难度。另外，热工设备型号繁多、更新换代频繁、技术要求高，在一定程度上影响着热工人员的技术熟练程度和接受程度。根据《火力发电厂辅助系统（车间）热工自动化设计技术规定》中“自动化水平”的规定及一些电厂外围辅助系统的DCS改造经验，在主机DCS改造期间可考虑推进除灰、脱硫DCS一体化工作，以提高全厂的运营管理和热工维护水平。