火電廠凝結水精處理程控系統(tǒng)改造

摘 要：大唐陽城發(fā)電有限責任公司凝結水精處理控制系統(tǒng)原由一套冗余的S7-300 PLC實現(xiàn)，經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)通訊故障、程序變量的運算故障等問題，導致投切凝結水精處理系統(tǒng)異常，有時已嚴重影響到機組的正常運行，因此對其進行了改造以徹底解決這些問題，改造中通過使用DCS遠程站的方式，大大降低了改造費用、提高了系統(tǒng)的可靠性和可操作性。

關鍵詞：凝結水精處理；程控系統(tǒng)；改造

1 引言

大唐陽城發(fā)電有限責任公司的凝結水精處理控制系統(tǒng)原由一套冗余的S7-300 PLC實現(xiàn)，設有獨立的上位機和控制站。由于S7-300系統(tǒng)本身的處理能力較弱，經(jīng)常出現(xiàn)通訊故障導致上位機死機，已嚴重影響到機組的正常運行；且PLC系統(tǒng)的事故追憶能力較差、查找事故原因較為困難。對安全生產(chǎn)存在隱患。所以要對凝結水精處理的控制系統(tǒng)進行改造，以期解決上述問題。

2 現(xiàn)場設備情況及存在的問題

2.1 原現(xiàn)場設備的配置情況

凝結水精處理原控制系統(tǒng)由冗余的S7-300 PLC實現(xiàn)，CPU模件通過冗余的profibus總線與冗余的通訊模件（IM153-2）相連，實現(xiàn)對輸入/輸出模件的訪問及控制；另外，該控制系統(tǒng)利用雙絞線通過通訊模件（CP343-1）與交換機相連，上位機及輔控網(wǎng)也利用雙絞線與交換機相連，從而實現(xiàn)對凝結水精處理系統(tǒng)的操作監(jiān)控及軟件組態(tài)。原設備的配置簡圖如圖1：

2.2 原系統(tǒng)存在的問題

總的來說，該系統(tǒng)基本上也可以正常運行，但由于S7-300 PLC系統(tǒng)處理器的運算能力局限性，它也存在一些不可回避的問題：

2.2.1 CPU的冗余功能不完善：在主從CPU互相切換時會造成部分運行中的設備發(fā)生停運，給正常生產(chǎn)工作帶來不利影響。

2.2.2 現(xiàn)場S7-300系統(tǒng)的CPU是利用雙絞線通過通訊模件（CP343-1）與交換機建立通訊，輔控網(wǎng)、上位機也是利用雙絞線與交換機建立通訊，由于該控制系統(tǒng)本身的處理能力及通訊能力都較弱，受系統(tǒng)接入數(shù)量的限制，經(jīng)常造成CPU（主側、從側）、輔控網(wǎng)、上位機無法同時建立良好的通訊。

2.2.3 系統(tǒng)采用梯形圖實現(xiàn)軟件控制邏輯，操作監(jiān)控及軟件組態(tài)維護困難，增加或修改控制方案后的調試檢查工作量大，可能會由于考慮不周埋下安全隱患。

2.2.4 程序變量的選取及使用復雜，常由于程序變量的運算故障導致控制軟件工作不正常，從而影響現(xiàn)場設備的監(jiān)控。

2.2.5 輔控網(wǎng)是利用雙絞線與上位機通訊的，部分變量常因設計不規(guī)范而無法在輔控網(wǎng)正常顯示。

2.2.6 事故追憶能力較差、報警信號不能分級顯示，運行人員不易區(qū)分主要報警和次要報警，查找解決現(xiàn)場設備發(fā)生的問題較為困難。

2.2.7 輔控網(wǎng)負荷大、系統(tǒng)反應慢，目前已接入了兩臺機組的除灰、除渣、電除塵、空壓機、燃油泵房、化學加藥、凝結水精處理（粉末、混床）等系統(tǒng)，急需對其進行瘦身減肥、提高系統(tǒng)的可靠性。

3 問題的解決方案

從以上問題描述中可以看出，控制系統(tǒng)應進行適當?shù)母脑欤?jīng)過多方考慮，從盡量不動原有的I/O模件、不改動系統(tǒng)的原有配線角度出發(fā)，初步確定了以下方案：

4 改造后的情況

4.1 改造后現(xiàn)場設備的配置情況

4.2 改造后解決的相關問題

4.2.1 改造后，一舉解決了上面提到的各種問題。

4.2.2 優(yōu)化了控制邏輯：原先的鋪膜、爆膜程序中，個別步序不合理、有遺漏步序等問題，此次一并予以了修改解決。

4.3.3 處理了系統(tǒng)遺留的問題：原凝結水精處理系統(tǒng)已安裝的個別測點信號在程序中未使用，此次一并按照工藝要求對其進行了整理，確保各信號能及時、如實反映系統(tǒng)工況，確保程序邏輯的可靠執(zhí)行。

4.3.4 系統(tǒng)改造后，凝結水精處理系統(tǒng)可由集控室人員監(jiān)控，不需另外安排人員到汽機房0米的值班室進行監(jiān)控，并且集控室值班人員也可及時掌握該系統(tǒng)的運行情況。

5 改造過程的經(jīng)驗總結

針對此次改造工作，總結了以下經(jīng)驗：

5.1 降低成本：本次改造工作從降低改造成本的角度選擇了最經(jīng)濟的改造方案，通過使用DCS遠程站的方式，大大降低了改造費用、提高了系統(tǒng)的可靠性和易用性，同時節(jié)約了以后的運行及維護成本。

5.2 考慮授權：對DCS系統(tǒng)的改造工作，必須考慮到設備改動量大時所引起的軟硬件的授權問題，按照使用正版軟件、獲得相關廠家的合法授權來考慮，該部分費用將占到改造成本的很大比例。

5.3 預先準備：改造前要對原系統(tǒng)的邏輯進行仔細分析，發(fā)現(xiàn)其隱含的漏洞并及時進行修補；查清所有信號的來龍去脈，避免改造后發(fā)生系統(tǒng)功能丟失問題。

5.4 認真調試：所有的準備工作及認真施工只是盡最大可能來避免問題，只有通過嚴格的檢查調試、設備試運才能最終保證系統(tǒng)的可靠運行。

6 結束語

通過本次改造工作，以較小的代價徹底解決了原凝結水精處理控制系統(tǒng)存在的問題，確保了投切精處理及爆膜、鋪膜等日常工作的正常進行，為機組的正常運行提供了堅實的基礎。

參考文獻

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