電廠輸煤程控系統改造

（元寶山發電有限責任公司燃料運行分公司，內蒙古赤峰 024070）

元寶山電廠三期工程的輸煤程控系統于1998年初投入使用，已運行使用20余年，為改進控制工藝，2019年對元寶山電廠三期工程的原輸煤程控系統進行技術改造。

1.輸煤系統PLC系統硬件配置

本次程控系統改造，控制系統采用OMRON 公司高性能產品CS1D-CPU67H 系列，雙CPU雙電源冗余配置。

通過與CPU單元可通用使用的各種I/O單元、高功能單元等進行組合，構建出高性能的系統。CS1D-CPU67H系列CPU的UM大小為250K步，完全滿足對該大型輸煤系統程序的結構化或模塊化進行靈活且充分的編程，并支持后續系統的擴容改造。

CPU單元內的程序或內部數據在活動/備用CPU之間完全進行自動傳送并進行同步。無需選擇要同步的數據或單獨進行傳送。因此在工作CPU單元發生錯誤時，控制會立即切換給備用CPU。（1周期時間以內）。

在CPU裝置、擴展裝置、長距離擴展裝置中安裝2個電源單元，構建供電雙系統。防止因電源單元錯誤而導致系統停機。另外，可利用CPU單元的內部繼電器判定已發生故障的電源單元[1]。

該套系統還能做到通電期間與運行期間，可更換CPU單元、電源單元、DPL單元、基本I/O單元、高功能單元。此外，可監控電纜斷線，從而輕松定位故障。因偶發原因(干擾等)而發生CPU單元的切換時，無需操作人員的操作，即可對停止側的CPU單元進行重啟，自動恢復為雙系統狀態。可縮短1臺CPU的工作狀態，盡可能維持旨在防備發生錯誤的雙系統狀態。

2.輸煤系統上位機監控系統

本次輸煤系統改造，上位組態軟件采用功能強大的IFIX軟件。集控樓共設置3臺上位機，其中一臺工程師站，兩臺操作站。

IFIX運用了直觀的圖形工具，為生產過程創建高性能的過程窗口。同時利用過程數據庫中的多種功能塊，包括：模擬量、數字量輸入輸出塊、計算塊、報警塊、累計塊、計時器塊、連續控制塊、統計塊等實現實時動態畫面、趨勢、報表、批次控制等功能。

兩臺操作站采用主從控制模式，當一臺為主機控制時，另一臺為從機，只具備“監控”功能，當主機出現故障時，從機切換為主機進行設備的控制。控制畫面設置有主操作畫面及多個子畫面，主界面分為控制菜單欄，設備狀態畫面和實時報警畫面。控制菜單欄包括各種操作及功能按鈕，如控制模式選擇、程控方式號選擇、程控啟動停止、追憶、報表、故障復位、連鎖解除、急停等；設備狀態畫面包括設備狀態監控，設備操作子畫面及電流及料位等顯示；實時報警畫面里不僅包括報警信息，還包括操作信息及狀態信息，畫面實時更新，狀態為“1”代表信號到來，狀態為“0”代表信號離開。

本次輸煤系統改造，在盡量保持原有操作習慣的基礎上，修訂了原監控系統的部分缺陷，增加了故障聲光報警，及各設備運行報表，包括班報表、日報表、月報表及年報表。

3.輸煤系統網絡構成

本次輸煤系統改造，PLC系統共設置集控室主站、10段分站、J7分站、J10分站4套PLC，每個PLC站柜內安裝一臺工業以太網交換機，10段分站、J7分站、J10分站光纖連接到主站交換機上，再與操作站連接，構成輸煤控制網絡。輸煤程控系統網絡圖如圖1所示。

圖1 輸煤程控系統網絡圖

4.輸煤系統控制功能

改造后的輸煤系統具有“單機”“集控”“程控”“監控”（從機）4種模式。

（1）單機模式。設備不含任何連鎖，操作人員可通過單機啟停調試設備。

（2）集控模式。設備啟停必須符合逆起順停的連鎖條件，按煤流方向，上級設備運行信號作為相鄰下級設備運行的必要條件，同時下級設備的停止運行，作為相鄰上級設備的停止運行條件，在下級設備出現故障時，所有上級設備立即停止運行。

（3）程控模式。程控啟動輸煤系統時，將輸煤運行方式編成若干運行方式號，操作人員可以自行選擇滿足條件的方式號。其中任何一條皮帶出現故障時或者擋板位置沒有到位時，相關的程控運行方式號都不能啟動或者不完全啟動。這里的不完全啟動指的是故障皮帶的來煤方向皮帶均不能啟動，而逆煤流方向皮帶均能正常啟動。程控方式正常停機時，首先切斷煤源，然后按照順煤流方向根據皮帶的長度不同依次延時停止皮帶，以保證輸煤皮帶及碎煤機里沒有剩余的煤；故障停機時，按煤流方向同時連跳故障皮帶及下級有關設備，故障設備之后的皮帶按順煤流方向延時停機[2]。

由于原程控系統投入使用后，電廠又經過幾次設備改造，增加了部分設備，如15B的犁煤器，30A、30B、31A、31B皮帶等設備，方式號成幾何倍數增加，本次改造對原方式號進行了完善，實現3號機組與4號機組均能通過程控模式一鍵啟停整條輸煤線路設備。

（4）監控模式。當操作站被選為從機時，操作畫面只具備監控功能，無法操作，防止兩臺操作站同時操作造成設備誤動作。

5.結語

輸煤系統在火電廠作用重要，它的自動化水平直接影響機組運行的安全、可靠性。PLC是自動化技術、計算機技術、通訊技術相結合的產物，可靠性高、抗干擾能力強、故障率低，在工業生產過程的自動控制中應用十分廣泛。

本次改造既保留了原系統的操作模式，符合操作人員的操作習慣，又對原系統進行了硬件的升級和程序邏輯的修訂與完善，減少了系統維護人員的工作量、有效地保護了相關設備、最大程度地減少了設備的誤操作和誤動作、大大提高了勞動生產率。提高了輸煤系統運行的安全性、可靠性、經濟性與靈活性。