iFIX在火電廠化學水處理中的工程應用研究

許國強，王 明，王 林（江蘇天方電力技術有限公司，南京 211102）

iFIX在火電廠化學水處理中的工程應用研究

許國強，王 明，王 林
（江蘇天方電力技術有限公司，南京 211102）

化學水處理系統是關系到火電廠機組正常運行的重要組成部分。而其監控系統更是其正常安全生產的重中之重。為保證生產效益安全，現利用iFIX靈活強大的冗余熱備及網絡組成功能。

化水監控；iFIX；冗余熱備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.018

1　概述

火電廠公用輔助系統是火電廠重要組成部分，是電廠運行的關鍵組成環節，它主要包括輸煤系統、化學水處理系統、除灰/除渣系統、以及鍋爐的吹灰/定排、電除塵系統等，更廣泛的還包括脫硫系統等。而其中化學水處理系統一般包括凝結水精處理系統、循環水中水處理系統、工業廢水集中處理系統、鍋爐補給水處理系統、生活污水處理系統、汽水取樣和化學加藥系統。化學水處理系統直接關系到機組正常運行，為保證生產效益安全，現國電諫壁發電廠對化學水處理系統進行集中監控操作，將各分系統匯集于化水集控室進行統一的監測、操作、運行管理和車間控制系統編程組態。

2　化學水處理系統特點及要求

火電廠化學水處理系統特點：

（1）化學水處理系統遍布全廠，各監控設施地點分散，相互距離遠；

（2）控制系統I/O點數龐大，可達12000～20000點，且大部分為非連續控制；

（3）化學水處理過程復雜，大量點位歷史數據需要長時間存檔，且需方便隨時查閱；

（4）主控室要求隨時對化學水處理系統的狀態進行掌握，以保證整個電廠的正常運行；

（5）各系統應處于健康狀態，出現問題應及時處理，否則將影響全廠的安全經濟運行；

（6）一個子系統設一個監控點，同時設立化水總網，集中監控，保證現地遠方均安全可控；

（7）化學水處理系統的重要信息需接入SIS 網（廠級公共輔網）。

針對火電化學水處理系統的特點， 對監控系統提出了很高的要求：

（1）可靠性要求。系統能夠長時間穩定運行，具有一定的冗余特性，避免關鍵部分的單點失效，主要系統通常采用雙機熱備控制器，并盡量采用冗余和容錯的網絡拓撲結構。

（2）維護性要求。一旦出現故障，系統能夠實時準確地提供故障信息，快速進行故障定位，并進行故障處理，且能夠實現報警歷史存儲，以便后期分析解決問題。

（3）性能要求。化學水處理系統I/O點數較多，控制對象復雜，要求控制器針對各種不同控制設備均具有強大的性能，保證控制程序能夠實時有效的運行。

3　iFIX的解決方案

針對火電廠化水集控網絡特點和需求，國電諫壁發電廠此次化水改造采用美國GE公司旗下的iFIX軟件作為上位機監控平臺。iFIX是全球最領先的HMI/SCADA自動化監控組態軟件，現已有超過400000套以上的軟件在全球運行。世界上許多最成功的制造商都依靠iFIX軟件來全面監控和分布管理全廠范圍的生產數據。在包括冶金、電力、石油化工、制藥、生物技術、包裝、食品飲料、石油天然氣等各種工業應用當中，iFIX獨樹一幟地集強大功能、安全性、通用性和易用性于一身，使之成為任何生產環境下全面的HMI/SCADA解決方案。無論是簡單的單機人機界面 （HMI），還是復雜的多節點、多現場的數據采集和控制系統（SCADA），iFIX都可以方便地滿足各種應用類型和應用規模的需要。

iFIX是一種多任務、多平臺、實時性好、開放性好的集成軟件包。iFIX含有大量功能強大的圖形化工具，允許用戶能夠快速直觀地建立面向過程的實時窗口，快速簡單地開啟系統，而且該軟件提供了工業界最為強大的功能，包括實時過程的監視和監督控制、報警和報警管理、歷史趨勢、統計過程控制、基于用戶的安全系統、方便的系統擴展及網絡等。它集成了COM/DCOM、OPC、VBA、ActiveX等最先進的現代軟件技術，使所有的應用組件都可以無縫集成到一個系統中，并且數據可以很方便地在網絡上共享。iFIX WorkSpace包括兩個全集成的環境：組態環境和運行環境。它還提供了開發和顯示的畫面、調度（scheduler）報表和VBA語言程序，并與實時數據交互工作。組態軟件提供了所有圖形、文本、數據、動態和趨勢圖形工具，通過這些工具生成易于操作和直觀的畫面，在運行和組態環境之間可快速完成對畫面的修改測試，同時保持實時報警和數據采集。

4　工程實際應用

國電諫壁電廠因近年來“上大壓小”政策的影響，機組建設、投入運行時間不一，使得各機組化學水處理系統獨立監控運行。各分系統監控站點分布零散，單人監控，安全風險較高。而增設人員又會大大增加人員成本。現進行化學水處理系統的整合優化，統一設立化水集控室，多人同時值守；優化系統網絡結構，使用冗余拓補網絡，提高監控系統的可靠性。

考慮現場實際情況，現場實際改造優化使用iFIX軟件作為上位機監控平臺，利用其廣泛的適應性和靈活性，將化學水處理系統現地的各種PLC等控制設備接入集控網絡。在集控室服務器機柜設置四臺服務器，將全廠化學水處理系統的I/O點位根據系統功能均勻分布在兩臺服務器上，而另兩臺則作為冗余服務器備用。在大幅減少服務器運行時處理數據壓力的同時又保有冗余服務器故障切換功能。

而iFIX同時支持冗余網絡功能，利用服務器的多網口和冗余交換機，與現地PLC的一級通訊網絡以及與操作員站的二級通訊網絡均可實現冗余網絡結構，大大提高通信安全的可靠性。而在實際監控環節，利用iFIX靈活的C/S結構可以設置足夠多個操作員站，以此實現多人實時同步監控，確保監控環節的高效可靠。綜上，從PLC到服務器，再到操作員站，甚至包括網絡，均實現了冗余配置，從根本上確保了安全生產的可靠性。

考慮到后期改造以及更多化水系統的接入，iFIX開放靈活的C/ S（服務器/客戶端）結構也為其提供了可能。而且方便靈活，功能完備的報警確認、報警記錄、歷史趨勢、歷史報表、用戶權限、操作記錄等等功能在為化水監控人員提供了種種便利的同時，也大大提高了化水監控系統的靈活性、高效性和可靠性。

5　后記

以iFIX為基礎的化水監控網絡在諫壁化水升級改造中已投入使用，極大程度上提高了化水監控系統的高效能和可靠性。目前因部分就地設備因自身PLC限制或其他原因無法實現冗余配置，讓化水監控網絡尚未全功。但iFIX其開放靈活的結構也為后期改造擴建提供了可能。更為重要的是，此次化水監控系統的整合也為未來水煤灰系統乃至整個廠級輔網的整合統一奠定了基礎。