在自動(dòng)化技術(shù)日益提高的今天，各行各業(yè)的自動(dòng)控制應用也越來(lái)越多，尤其在技術(shù)比較密集的電力系統。在發(fā)電廠(chǎng)的化學(xué)水控制系統里，也正在經(jīng)歷著(zhù)自動(dòng)控制技術(shù)的革新，DCS、PLC、現場(chǎng)總線(xiàn)等現代控制技術(shù)都紛紛應用到這一領(lǐng)域。根據這一情況，以我國*臺進(jìn)口300MW的元寶山發(fā)電廠(chǎng)化學(xué)水的改造為例，介紹整個(gè)控制系統的改造方法。上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥,氣動(dòng)截止閥,電動(dòng)蝶閥,氣動(dòng)蝶閥,電動(dòng)球閥,氣動(dòng)球閥,電動(dòng)閘閥,氣動(dòng)閘閥,電動(dòng)調節閥,氣動(dòng)調節閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門(mén)、襯膠閥門(mén)、襯氟閥門(mén)。
1 引言：
發(fā)電廠(chǎng)化學(xué)水系統大致由凝結水處理系統、補給水處理系統、汽水取樣監督系統及加藥系統構成。在化學(xué)水系統中要實(shí)現其自動(dòng)化運行，一直是多少年來(lái)，一代又一代人的愿望。但在國內化學(xué)水投入自動(dòng)運行的不多，原因主要有以下幾點(diǎn)：
（1）化學(xué)水工藝復雜，現實(shí)中會(huì )出現許多異常情況，實(shí)現自動(dòng)化運行有很大困難。
（2）除新建電廠(chǎng)外，大部分廠(chǎng)只是改造控制系統，就地一次設備，比如電磁閥、閥門(mén)、反饋機構、變送器等，不能得到及時(shí)的改造，使得自動(dòng)程序不能正常運行。
（3）化學(xué)分析儀表大部分不過(guò)關(guān)，不能長(cháng)期提供一個(gè)較穩定的終點(diǎn)信號，制約了自動(dòng)系統的投入。
（4）各廠(chǎng)對電廠(chǎng)化學(xué)水處理的重視程度不夠，不舍得在化學(xué)水處理系統投資。
（5）部分電廠(chǎng)搞化學(xué)水的人力資源配備不高，不能正常很好的領(lǐng)會(huì )控制系統的思想也不能很好的維護控制系統，或者根本就不相信控制系統，便得自動(dòng)化運行人為地不能投入。
2 系統改造分析：
元寶山發(fā)電廠(chǎng)#1機組30萬(wàn)千瓦，1976年投產(chǎn)發(fā)電，采用的是70年代流行的矩陣板配繼電器控制方式，經(jīng)過(guò)25年的運行，接線(xiàn)、繼電器及執行元件都已經(jīng)老化。必須進(jìn)行控制系統的改造才能滿(mǎn)足系統的很好運行。如今，對控制系統改造進(jìn)行改造比較成熟的有兩種方式：一種是采用PLC進(jìn)行控制，另一種是采用DCS進(jìn)行控制。我們對此進(jìn)行了對比：
采用PLC控制：采用一些運算速度高，通信功能強的PLC能夠滿(mǎn)足化學(xué)水處理控制系統的應用；投資較少；對現場(chǎng)要求不高；組態(tài)及控制思想實(shí)現方便，便于檢修人員掌握和維護。
采用DCS控制：科技含量較高，能夠滿(mǎn)足化學(xué)水處理控制系統的應用；投資相對較大；對現場(chǎng)要求較高，要有專(zhuān)門(mén)的控制室安裝；組態(tài)及控制思想較深，不方便檢修人員掌握和維護。
為此，我們經(jīng)常多方論證，決定采用MODICON公司的QUANTUM系列的PLC作為下位機控制，上位機采用工控機，在NT平臺上采用INLUTION公司的FIX7.0作為操作平臺。上位機與下位機之間構成MODBUS PLUS網(wǎng)絡(luò )，上位機通過(guò)網(wǎng)卡與局域網(wǎng)MIS系統之間實(shí)現10M以太網(wǎng)。
3 系統原理及設計：
3．1工藝系統及自動(dòng)控制要求：
元寶山發(fā)電廠(chǎng)#1機補給水系統是由一臺混合器、兩臺過(guò)濾器和兩個(gè)系列及兩個(gè)混床構成，混合器及過(guò)濾器作為預處理系統主要是除去水中的懸浮物和膠態(tài)物，系列由C1、C2、除碳器、A1、A2構成，主要是除去水中的離子，混床在zui后做為二級除鹽，在出口形成高純水。整個(gè)系統分為三塊，即過(guò)濾器、系列、混床。三個(gè)系統以系列為主動(dòng)系統，即系列啟動(dòng)，過(guò)濾器及混床隨之啟動(dòng)，系列停止，過(guò)濾器及混床相應停止。過(guò)濾器反洗有6步，系列再生程序共有12步，混床再生共有11步，以導電度、運行時(shí)間和制水量做為周期終點(diǎn)，其他各自有不同的參數進(jìn)行相應的控制。
l 元寶山發(fā)電廠(chǎng)#1機補給水工藝系統圖：

元寶山發(fā)電廠(chǎng)凝結水系統無(wú)管式過(guò)濾器，由三臺凝結水混床構成，處理熱力系統中的水，進(jìn)行除鹽后再利用。再生系統采用體外再生，當其中一個(gè)床子失效后，傳至體外再生罐中進(jìn)行再生。凝結水運行程序共3步，傳脂程序共8步，再生程序共14步。凝結水系統運行周期以導電度、時(shí)間為終點(diǎn)。此次改造后系統已經(jīng)實(shí)現氨化運行。
l 元寶山發(fā)電廠(chǎng)#1機凝結水工藝系統圖：

3．2自動(dòng)控制系統構成及原理：
元寶山發(fā)電廠(chǎng)#1機組化學(xué)水處理自動(dòng)控制系統是由遼寧電科院和元寶山發(fā)電廠(chǎng)共同開(kāi)發(fā)的具有較高自動(dòng)化程度的現代化水處理控制系統。
該系統由兩臺上位機操作站（CRT）、兩套MODICON公司的PLC組成的網(wǎng)絡(luò )式控制系統，對化學(xué)水各個(gè)部分進(jìn)行程序控制、智能調節、及監控報警歷史等管理功能。
3．2．1 PLC控制系統：
本系統由MODICON公司的QUANTUM系列PLC作為核心，其I/O模件具有熱插拔功能。由于運行量大，CPU模件選用兩塊140CPU53414A，（凝結水和補給水各自形成一套相對獨立的系統），其處理器選用IN586MX133，內存2M，具有較高的模擬量處理、數字量識別和智能調節功能。由于主從站之間距離較遠，本系統在通訊上全部設計成冗余通信，即A、B兩個(gè)通訊通道。采用MB+網(wǎng)。MB＋是一個(gè)高性能的工業(yè)通訊網(wǎng)，它可以使計算機，PLC或其它數據源經(jīng)雙絞線(xiàn)電纜在工業(yè)現場(chǎng)的環(huán)境下實(shí)現對等通訊，MB＋的數據傳送速率是1MBPS。MB＋采用的是令牌通信策略，具有高可靠性和大的吞吐率。MB＋支持網(wǎng)絡(luò )的狀態(tài)監測，可以由PLC監視網(wǎng)絡(luò )的運行狀況，在故障時(shí)可產(chǎn)生即時(shí)報警，此外，MB＋支持例外讀寫(xiě)和非清求讀寫(xiě)等通信功能。MB+采用的是Modbus協(xié)議。Modbus協(xié)議已成為事實(shí)上的工業(yè)標準，采用RS232C的串行通信方式。
補給水系統由一套電源柜、一個(gè)主控制站、一個(gè)從控制站、8個(gè)就地控制箱構成一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò )控制系統。分別對補給水過(guò)濾器、系列、混床進(jìn)行自動(dòng)控制。凝結水系統與補給水共用一個(gè)電源柜，由一個(gè)主控制站、一個(gè)從控制站、一個(gè)電磁閥柜、3個(gè)就地控制箱構成一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò )控制系統。對凝結水處理系統、體外再生系統、一二號機化驗站模擬量系統、自動(dòng)加藥系統進(jìn)行自動(dòng)控制。
具體分布式網(wǎng)絡(luò )構成圖如下：

3．2．2 上位機管理系統：
本系統的上位機選用兩臺互為冗余的研華PIII866做為工控機，配置PHILIP 202P彩顯，通過(guò)SA85網(wǎng)卡與PLC構成1M的MB+網(wǎng)，以對等方式共享資源，網(wǎng)絡(luò )zui多可容納64個(gè)節點(diǎn)，上位機中以MICROSOFT公司的WINDOWS NT5.0SP6作為操作系統，以MODICON公司的CONCEPT2.2作為編程平臺，進(jìn)行程序的編制、下載、在線(xiàn)監控，以INLUTION公司的FIX 7.0作為圖形操作平臺，由于FIX中集成了對MODICON公司的PLC的支持，可采用MMP或MBP驅動(dòng)方式通過(guò)MB+網(wǎng)直接實(shí)現FIX數據庫對PLC資源的讀取和寫(xiě)入，具有速度快，擴充性強，方便管理等特點(diǎn)。
上位機畫(huà)面采用了三維繪圖方式，使得整個(gè)畫(huà)面立體感*。由于在改造前我們進(jìn)行了多方考查，參考了很多*控制畫(huà)面的制作，因而在操作畫(huà)面的設計上力求實(shí)用、簡(jiǎn)單、美觀(guān)。主要操作功能如下：
（1）、自動(dòng)方式：系統在自動(dòng)方式下運行不需要任何人為參與，整個(gè)系統嚴格按照系統工藝要求和程序要求自動(dòng)進(jìn)行。
（2）、半自動(dòng)方式：半自動(dòng)方式是程序控制方式zui為靈活，包含內容zui多的一種方式，在半自動(dòng)方式下設有：程序暫停、干預、跳步、強制啟動(dòng)、緊急停止幾種功能
在半自動(dòng)方式下運行時(shí)，只是在幾個(gè)大的步序設置中斷點(diǎn)，此時(shí)需要人工參與才能進(jìn)行下一段程序。典型控制按鈕的說(shuō)明：
暫停?。喊磿和ｆI時(shí)，在程序暫停時(shí)相應系統的所有閥門(mén)、轉機都將停止運行，程序計時(shí)停止，取消干預后，程序重新開(kāi)始運行。
跳步鍵：只有按下暫停鍵后，跳步功能有效，按跳步鍵程序將在本斷程序內循環(huán)跳步。當取消暫停時(shí)，系統將從跳步后的程序開(kāi)始運行。
干預鍵：按干預鍵時(shí)，相應的系統或程序仍然保持原有狀態(tài)，程序計時(shí)停止，但系統內的閥門(mén)和轉機可以進(jìn)行手動(dòng)開(kāi)關(guān)、啟停等操作，當取消干預時(shí)系統恢復原始運行狀態(tài)。
強制啟動(dòng)：當運行、反洗或再生等程序啟動(dòng)時(shí)，系統要進(jìn)行外部條件判斷，當條件不滿(mǎn)足時(shí)，不允許啟動(dòng)，但有時(shí)外部信號會(huì )出現誤動(dòng)或拒動(dòng)的情況（這些條件會(huì )以醒目的紅色顯示在條件判斷對話(huà)框里），此時(shí)，運行人員經(jīng)過(guò)檢查確認此條件已滿(mǎn)足時(shí)，可按下此按鈕啟動(dòng)程序。
緊急停止：當運行、反洗或再生等程序進(jìn)行中，系統出現緊急情況，此時(shí)按下此按鈕，系統停止所有轉機，關(guān)閉所有閥門(mén)，停止系統運行，轉入停止狀態(tài)。
通過(guò)這些特殊按鈕實(shí)現的功能，在處理一些緊急和異常情況時(shí)，大大方便了運行操作。
（3）數據統計報表功能：#1機所有的在線(xiàn)儀表數據在上位機畫(huà)面都能顯示，并且每點(diǎn)都有實(shí)時(shí)趨熱功能，能觀(guān)察十分鐘內的參數變化。部分數據（如系列入口流量、過(guò)濾器入口流量、陰床入口流量、反洗流量等）具有累積功能。所有數據通過(guò)處理進(jìn)行統計報表。報表分為日報表、周報表、月報表，這些報表能在微機上長(cháng)期保存，以便以后查找。
（4）報警功能：所有的轉機故障、水位低/高、濃度低/高、流量低/高、和一些重要的閥門(mén)的開(kāi)關(guān)都設有報警。出現報警時(shí)彈出報警信息對話(huà)框，經(jīng)運行復位報警消失。
（5）無(wú)擾切換：在任何運行或再生中，可以在全自動(dòng)/半自動(dòng)/手動(dòng)之間切換，對運行結果沒(méi)有影響，有較高的穩定性和安全性。
具體硬件配置見(jiàn)下表：

5 結束語(yǔ)
本系統基本上是將原來(lái)控制系統全部廢除后重新構筑的。改造后的效果非常好，由于各個(gè)控制終點(diǎn)更了，使得整個(gè)系統的自動(dòng)化水平有了較大的提高，人為的因素少了，使得我廠(chǎng)#1機組凝結水系統實(shí)現了氨化運行，大大降低了生產(chǎn)成本。在改造完成后控制系統的可靠率和自動(dòng)投入率都有很大的提高，由于在微機中建立比較完善儀表的數據庫，因此，在今后的工作中，可以將#1機組的化學(xué)設備的運行參數和數據接入MIS系統，提高設備的管理水平。還需要查看其它閥門(mén)文章，請點(diǎn)擊截止閥查看！