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镇海发电厂输煤系统程控改造工程介绍

chenwh78
chenwh78

2008-11-02

一、 概述: 
   浙江镇海发电有限责任公司现有二台125MW燃油机组和四台200MW燃煤机组,总装机容量1050MW。4×200MW 燃煤机组设计相配套的输煤设备及控制系统。1991年进行输煤皮带程控改造的输煤系统采用PLC+模拟盘的控制模式,模拟盘显示各种运行信号,运行人口通过操作设置在操作台上的硬按钮来控制各种设备的自动和手动运行。
   浙江镇海发电有限责任公司输煤系统主要控制对象有输煤皮带机(23条)、电动三通挡板(15个)、皮带水喷雾装置(21只)、碎煤机(2台)、犁煤器(18个)、盘式除铁器(1个)、带式除铁器(4台)、原煤仓(8个)、电子皮带秤(5台)、污水泵(12台)等设备。
其它附属装置的PLC系统包括皮带布袋除尘装置的MODICON NEZA PLC共计14套,真空吸尘装置和煤仓布袋除尘装置的TSX MICRO PLC 2套,OMRON公司的CQM1 PLC 1套。NEZA PLC分布位置为#2转运层4台,碎煤机室6台,#7皮带机4台。TSX MICRO PLC位置在#7皮带机。煤污水处理装置的OMRON CQM1 PLC位于#2转运层旁20米以内。
   这些附属装置的PLC系统以及输煤系统工业电视监控设备均要求与输煤主控PLC系统进行连网通讯和连网控制。
二、 控制系统工程方案:
1.输煤系统PLC程控设备:
   浙江镇海发电有限责任公司输煤系统的自动控制设备采用美国罗克韦尔公司A-B ControlLogix 系列PLC产品。就地信号的采集和设备控制采用高通讯速率的远程I/O结构,根据现场实际情况整个PLC系统设置两台冗余CPU(安装在主控站)和7个远程I/O站(分布在主控站以及#1~#4共四个转运站。)。
   浙江镇海发电有限责任公司输煤系统的采用的美国罗克韦尔公司A-B ControlLogix 系列PLC可编程控制器为双冗余控制设备,CPU模块为1756-L55M16(冗余);以太网通讯模块为1756-ENBT(冗余) ;ControlLnet网通讯模块为1756-CNBR(冗余);16通道的DI模块(型号为1756-IB16I);16通道的DO模块(型号为1756-OB16I);6通道的AI模块(型号为1756-IF6I);控制网络采用双总线ControlLnet网络结构。由于实际距离较远,所以ControlLnet网采用双光缆冗余通讯,(光缆通讯模块型号为1786-RPFRL和1786-RPA),连接7个远程I/O机 架。

  主控站两台冗余CPU和#1、#2两个远程I/O站位于输煤控制室,主要采集输煤配电室内各皮带机的运行信号、电流信号、配电屏刀闸位置信号以及5台皮带秤的煤量信号;输出各皮带机的启动、停机命令。
   #3远程I/O站位于#1转运站,主要采集#1甲乙丙皮带机、#2甲乙皮带机和#11皮带机的跑偏开关信号、拉线开关信号、煤流信号、速度信号、导料槽测温热电阻信号,#1落煤筒、#2甲乙落煤筒、#11落煤筒的挡板位置信号、堵煤信号,码头转运站、#1转运站的污水池液位信号、污水泵运行信号、#11落煤筒的防灰挡板位置信号、#2甲乙除铁器的常励、强励运行信号;输出各落煤筒挡板的转换命令、污水泵的启停命令、各皮带机水喷雾的开启命令、除铁器的启停命令。
#4远程I/O站位于#3转运站,主要采集#3甲乙皮带机、#8皮带机、9皮带机和10皮带机的跑偏开关信号、拉线开关信号、煤流信号、速度信号、导料槽测温热电阻信号,#3甲乙落煤筒、#9落煤筒的挡板位置信号、堵煤信号,#3转运站、#2转运站的污水池液位信号、污水泵运行信号,#9落煤筒的防灰挡板位置信号;输出各落煤筒挡板的转换命令、污水泵的启停命令,各皮带机的水喷雾开启命令。
   #5远程I/O站位于碎煤机室转运站,主要采集#4甲乙皮带机、#5甲乙皮带机、#12和13皮带机的跑偏开关信号、拉线开关信号、煤流信号、速度信号、导料槽测温热电阻信号,#4甲乙落煤筒、#5甲乙落煤筒的挡板位置信号、堵煤信号、碎煤机室转运站的污水池液位信号、污水泵运行信号,#4甲乙和#12除铁器的常励、强励运行信号;输出各落煤筒挡板的转换命令、污水泵的启停命令,各皮带机水喷雾开启命令、除铁器的启停命令。
   #6、#7远程I/O站位于煤仓间,主要采集#6甲乙皮带机、#7甲乙皮带机的跑偏开关信号、拉线开关信号、煤流信号、速度信号、导料槽测热电阻信号,#6甲乙落煤筒的挡板位置信号、堵煤信号,各犁煤器的位置信号,各煤仓的高料位信号、超高料位信号、连续料位信号;输出各落煤筒挡板的转换命令、各皮带机水喷雾的开启命令、各犁煤器的抬落命令、#6甲乙和#7甲乙皮带机的启停命令。
   附属装置的PLC和工业电视监控设备与整个输煤程控系统有着密切的联系,其中一部分系统和输煤主PLC存在联锁,因此本方案通过网络将附属装置PLC与输煤主控系统连成一体,以实现对整个输煤系统的所有信号和设备的监控。

2.控制系统网络结构
   整个系统网络分为主干网和子网两部分。主干网络为标准的10M光纤以太网络,以太网通讯模块为1756-ENBT(冗余)连接ControlLogix PLC的2台冗余CPU主机、3台采用iFIX界面软件的上位机、附属装置等设备,同时经过授权具有开放性,可以连接任何符合IEEE802.3标准的以太网设备入网。
   主干网络由光纤和工业级交换机构成一个环行的冗余网。
   在环型网络中,两台网络交换机冗余配置,位于集控室CPU控制柜中,采用2台8口(4光纤口、4个RJ45口)Hirschmann工业网络交换机, 2台均安装在集控室(2台网络交换机冗余配置),联接1台工程师站iFIX上位机、2台操作员站iFIX上位机和2台冗余ControlLogix PLC主机,余下的端口备用用于系统扩容或挂接其他以太网设备。
   在总线型子控网络中,采用10台光纤ControlNet通讯模块(冗余配置,模块型号为1786-RPFRL和1786-RPA),连接主控制室的主站和4个转运站的7个远程I/O机架。

  14台布袋除尘控制设备 NEZA PLC中的12台PLC启停信号及启停命令采用硬接线方式与输煤主控PLC系统进行联锁控制。
   另有2台布袋除尘控制设备 NEZA PLC采用串行通讯网卡,与输煤主控PLC系统进行联锁控制。
在#7远程I/O控制柜中,采用一个MODBUS网卡,其下面挂接两台TSX MICRO PLC设备,通过MODBUS网卡将其MODBUS协议转换为ControlNET协议实现TSX MICRO PLC设备与输煤主控PLC系统的通讯联网控制。
皮  带秤的连网通过通讯网卡1756-MVI连接到该输煤系统PLC系统中,而在以太网中的上位机上读取煤计量数据。
   在以太网交换机上留有连接斗轮机、桥抓通讯的无线收发器接口。
   上位机系统由3台上位机工作站及1台网络打印机组成。工作站是整个系统的监控和管理中心。采用DELL公司计算机作为上位机工作站。显示器采用19英寸彩色液晶显示器。
   2台运行工作站,其中一台作为生产过程中输煤设备的启停操作、运行工况显示、过程实时监控使用。另一台运行工作站则作为配煤系统用(原有)。两台运行工作站可相互替代、互为备用。
还有1台管理用工作站(即工程师站),作为编程及分炉计量和生产运行管理用。
上位机软件包括两部分即操作系统平台和监控系统应用软件。
操作系统选用MICROSOFT WINDOWS 2000操作系统。
   PLC编程软件选用RSLOGIX 5000编程软件(型号为9324-RLD300NEN),PLC系统网络连网驱动软件采用RSLinx驱动软件(型号为9355-WABENE)
监控软件选用工业界占有率高的INTELLUTION公司的iFIX3.0软件。


三、 镇海输煤程控系统实现的控制功能 :
1. 完成程控自动、联锁手动、解锁手动、试机手动四种操作控制方式。
各方式的区别如下表所示: 
操作方式  程选线路  启动设备  启动按钮  使用情况 
联锁手动  联锁  手动  起作用  用于手动启动联锁设备 
解锁手动  不联锁  手动  起作用  用于不联锁启动设备 
试机手动  联锁  手动  起作用  用于启动非联锁设备 
   

2. 设置程控配煤、联锁配煤和解锁配煤三种配煤控制方式。 
各方式的区别如下表所示: 
配煤方式  落犁  抬犁 
高煤位仓  超高煤位仓  检修仓 
程控配煤  自动  自动  自动  自动 
联锁配煤  手动  手动  自动  手动 
解锁配煤  手动  手动  手动  手动 

3. 实现上位机监控画面显示与操作控制功能。
(1)控制方式设置和流程选择菜单
(2)输煤工艺流程图(包括附属系统)
(3)实时输煤系统运行图(包括附属系统)
(4)设备状态显示菜单(包括附属系统)
(5)煤仓仓位、料位显示、犁煤器抬、落状态
(6)历史数据显示画面
(7)故障报警一览表画面
(8)皮带机的运行显示,包括皮带机的保护装置,电动三通的运行显示
(9)各转运站的工况显示(包括附属系统)
(10)煤场堆、取煤工况显示
(11)输煤系统电气接线显示
(12)控制系统状态显示
(13)入仓、入炉煤计量
(14)各种管理显示
4. 实现历史数据库报表查看、统计和打印功能。
5. 与辅助PLC系统通讯联网功能。
6. 与输煤工业电视监视系统上位机通讯连网功能。
7. 与皮带秤煤计量系统通讯连网功能。
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