1、施耐德QUANTUM PLC在電廠氣力輸灰系統中的應用前言氣力輸灰系統是火電廠的一個重要輔機系統,它有著保護環境的重要作用。而傳統的水力輸灰系統,不但對環境的污染很嚴重,而且非常浪費水資源。近年來隨著我國經濟建設的發展,粉煤灰的利用率也越來越高。因此,目前絕大部分的火電廠輸灰系統都采用正壓濃相氣力輸灰系統。在正壓濃相氣力輸灰系統中,工況惡劣、控制點數多。傳統的控制系統由于抗干擾能力弱、可靠性差、效率低,達不到預期的控制目標。而可編程邏輯控制器(PLC的抗干擾能力強、可靠性高,用于輸灰系統可以顯著提高工程的實用性。現以云南國電小龍潭發電廠(2X300MW 機組#3、#4爐的正壓濃相氣力輸送系統為

2、例。系統概述1. 系統配臵:每臺爐一套正壓濃相氣力輸送系統,采用五電場靜電除塵器,每個電場配備4臺倉泵,一、二電場每兩個倉泵一個輸送單元,三、四、五每四個倉泵一個輸送單元,共6個輸送單元,各個輸送單元進行必要的聯鎖。每個倉泵配臵一個就地控制箱,利用控制箱上的旋鈕開關,可以對現場閥門進行手動操作和現場調試。正常工況為全自動運行。2. 工藝流程:如圖 每個輸灰循環可分為三個階段:一、進料階段:開透氣閥開進料閥開蝶閥-系統開始進料。二、氣化階段:倉泵高料位或“進料時間到”關蝶閥關進料閥關透氣閥-開進氣閥開輸送閥系統開始氣化。三、輸送階段正常輸灰:倉泵壓力達到“壓力上限”值開出料閥系統開始出料倉泵壓力

3、達到“關輸送”值關輸送閥倉泵壓力達到“壓力下限”值關進氣閥。進入下一循環的進料階段。3.控制要求(1 實現出灰的過程自動化,為便于操作調整及應急處理,應能隨時切換到手動控制狀態;(2 當操作室內的“遠程/就地”開關打到“就地”位臵時,自動停止出灰;(3 倉泵的料位計和進料時間雙重控制,料位計或進料時間任意一個達到要求都作為倉泵料滿對待;(4 同一出灰管線上只能有一個倉泵出灰,一電場兩個單元各用一根出灰管,可同時出灰。二電場兩個單元共用一根出灰管,先滿足出灰條件的優先出灰。三、四、五電場共用一根出灰管,先滿足出灰條件的優先出灰;(5 當發生灰管堵塞后(灰管壓力大于400KPa,報警指示燈發出聲光

4、報警,系統發進行自動排堵,直至灰管堵塞故障排除;(6 當來氣母管壓力小于350KPa時,二、三、四、五電場自動停止運行,保證一電場的用氣量。(7 設空壓機遠程站、灰庫設備遠程站兩個,對上述兩個站的設備進行監視和遠控。監控系統構成1 .本系統選用施耐德公司的QUANTUM系列可編程控制器,每臺爐各一套冗余PLC。監控系統分兩層,第一層即現場控制層,該層是生產控制的執行層,包括QUANTUM PLC控制柜、遠程I/O柜、現場控制箱、若干測量傳感器和輔助電器(壓力傳感器、電磁閥、料位計等由生產廠家配套供給等。第二層即控制室監控層,是本監控系統的核心層,采用光纖、光纖收發器、交換機及工控機,構成上一層

5、完整的控制室監控層與現場控制層之間的連接,PLC主站與遠程站采用 (2 快速:指令處理極其快速,只需1ms就可處理3K指令,在文字處理方面也同樣表現出色;(3 通用:高性能模板和多種CPU適用任一場合,通過組網模塊最多可擴至128個擴展機架,用戶友好的CONCEPT編程軟件,能與當今流行的絕大多數上位機監控軟件互相通訊;(4 全集成:全部模塊化,運行可靠,操作方便,特別適合于比較惡劣的工況。3. 本系統PLC由電源模塊(PS、模擬量輸入模塊(AI、模擬量輸出模塊(AO、數字量輸入模塊(DI、數字量輸出模塊(DO、熱備模塊(CHS、以太網模塊(NOE、接口模塊(CRP/CRA和中央處理單元(CP

6、U組成,構成完整的雙機熱備系統。QUANTUM PLC雙機熱備技術的主要特點雙機熱備系統具有非常高的可靠性,體現在以下幾個方面:控制系統為冗余的雙CPU設計,運行時一主一備,并通過高速光纜連接;控制系統為冗余的雙通訊通道,控制系統間通訊網絡采用Modbus Plus 或TCP/IP協議,控制系統內部采用RIO網絡結構,以上網絡均可以采用雙纜冗余方式;控制系統為冗余的雙電源供電。在雙機熱備系統中,互為熱備的控制器具有如下的工作特性:實時數據傳輸,確保雙CPU程序的完全一致;每個掃描周期均傳送數據及狀態信息,確保雙CPU工作狀態的完全一致;兩個控制器之間采用光纜連接;切換完成的最長時間是兩個掃描周期;通訊速率為10M,熱備系統可放于3km之外;當控制程序發生改變時,可以自動完成程序下裝功能;初次組態時,用戶快速、有效只需下裝一次程序;使用IEC方式的雙機熱備配臵不需要編程工作;使用ModSoft/Concept組態軟件均可進行配臵;用可裝載功能塊支持984/800系列用戶;CHS模塊熱更換-無需停機時間。應用總結云南國電小龍潭發電廠(2X300MW機組已于2006年12月順利通過168驗收,現已正式投產,經過半年多的運行情況來看,由于應用了QUANTUM雙機熱備系統,在系統