火力發電廠輔助系統由PLC控制改造為DCS控制系統的應用研究

付志峰

摘 要：平頂山市瑞平煤電有限公司德平熱電廠在2005年建設時期，部分輔助系統如高壓靜電除塵設備、化學水處理設備、輸煤設備由PLC控制， PLC裝置只實現本單元所具備的功能，而 PLC因為基本上都為單個小系統工作，在與別的PLC或上位機進行通訊時，所采用的網絡形式基本都是單網結構，網絡協議也經常與國際標準不符；DCS網絡是整個系統的中樞神經，DCS系統通常采用的國際標準協議 TCP/IP。它是安全可靠雙冗余的高速通訊網絡，系統的拓展性與開放性更好，系統更改為安全可靠的新華DCS控制系統，實現遠程操作和數據監控，保證了火電廠系統的可靠穩定的運行及啟動機組的安全運行。

關鍵詞：火力發電廠；輔助系統PLC控制改造為DCS控制系統；應用研究

中圖分類號：TU341 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）13-0142-01

1 項目改造的必要性及可行性

DCS是分散控制系統（distributedcontrol systems）；PLC是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），兩者是“系統”與“裝置”的區別，系統可以實現任何裝置的功能與協調，PLC裝置只實現本單元所具備的功能。DCS網絡是整個系統的中樞神經，DCS系統通常采用的國際標準協議TCP/IP。它是安全可靠雙冗余的高速通訊網絡，系統的拓展性與開放性更好。而PLC因為基本上都為單個小系統工作，在與別的PLC或上位機進行通訊時，所采用的網絡形式基本都是單網結構，網絡協議也經常與國際標準不符；DCS系統所有I/O模塊都帶有CPU，可以實現對采集及輸出信號品質判斷與標量變換，故障帶電拔，隨機更換。而PLC模塊只是簡單電氣轉換元，沒有智能芯片，故障后相應單元全部癱瘓。

平頂山市瑞平煤電有限公司德平熱電廠高壓靜電除塵設備、化學水處理設備、輸煤設備改造前均采用PLC控制系統，存在修改不直觀，備件缺少已逐步停產或淘汰的現象，為了實現設備的安全經濟運行，需要將高壓靜電除塵設備、化學水處理設備、輸煤設備PLC控制系統更改為安全可靠的新華DCS控制系統，方便檢修人員對邏輯及組態畫面的修改，備件的更換及更好滿足運行人員的操作需求，以電除塵系統DCS控制改造為例，分析具體改造過程。

2 電除塵系統DCS控制改造方案

2.1 硬件部分

我廠由于之前使用PLC控制系統，系統控制柜需重新更換.內部DPU、卡件等都需要重新加裝。

2.2 軟件部分

畫面制作：根據要求需要在DCS畫面上實現以下功能：

能對電除塵系統的用料溫度，使用量，存留量進行監控和控制。

邏輯制作：根據要求需要在DCS邏輯組態里進行編輯實現其連鎖關系及控制。

2.3 整改思路

（1）進入DCS軟件組態查看要添加的卡件和端子板的位置，地址碼撥碼正確。端子板電源引入后，添加卡件和端子板。觀察運行機組及DCS系統有無異常。（2）在DCS組態里添加測點名稱和位號。并應于控制柜端子對應。（3）進入工程師站系統電腦，打開組態編輯軟件，在圖形生成欄，開始根據需要接入的信號，制作電除塵系統畫面及電動門控制畫面，并放至合適的位置。（4）進入工程師站環境對電除塵系統進行編輯。

2.4 實現連鎖關系和控制

（1）根據接線圖紙對接入DCS信號進行接線，校驗。（2）配合廠家測試接入信號狀態。（3）配合運行人員和廠家測試邏輯、畫面操作部分。

2.5 整改方法

（1）將查到的端子板位置進行安裝，確認無誤后接通所需電源。將所需卡件插入對應的卡件位置槽內。（2）在DCS組態程序打開，對監控信號及系統控制信號AO、DO、AI、DI點接入指定位置，對其信號進行命名和編輯，進行邏輯組態，編輯邏輯連鎖關系。（3）與相關人員配合檢查接入信號是否正常。

2.6 解決的關鍵問題和創新點

電除塵系統通過DCS可以實現遠程操作和數據監控，由于電除塵是環保工作的重要設備，對其DCS的邏輯編輯就有了很高的要求，我廠根據各種邏輯的改動要求進行編輯和反復試驗。最終滿足了生產的要求，保證了電除塵系統的可靠穩定運行。

2.7 推廣應用情況

XDC800是一款高品質的DCS控制系統，它以32位CPU組成的新華控制器XCU為核心，配置標準的以太網和現場總線，構成環型網絡結構或星型網絡結構的通訊網絡，運行新華集團公司開發的OnXDC可視化圖形組態軟件，是工業過程控制、流程工業控制系統的技術平臺。系統控制功能分散，管理集中，集數據采集、過程控制、管理于一體，是一個全集成的、結構完整、功能完善、面向整個生產過程的先進過程控制系統，并取得CE、FCC、TV、SIL3及UL認證，可作為數字化電廠的硬件平臺。

電除塵是環保工作的重要的設備，電廠電除塵引入DCS控制后，電除塵系統通過新華DCS可以實現遠程操作和數據監控，通過各種邏輯關系的支撐和限制，根據需求對DCS的邏輯和監控畫面進行詳細編輯，保證了電除塵系統的可靠穩定的運行及啟動機組的安全運行，同時也能確保改造完成后減少煙塵的排放量。

參考文獻

[1]高遠.基于PLC的鍋爐自動控制系統設計[J].數字技術與應用，2015（05）.

[2]王宇超.PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用分析[J].中國設備工程，2017（01）.