本文著重介紹了揚(yáng)州二電廠輔助系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)優(yōu)化情況和特點(diǎn)、生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)際效果，在此基礎(chǔ)上提出進(jìn)一步優(yōu)化的建議。
進(jìn)入90年代，隨著進(jìn)口機(jī)組在國內(nèi)的成功運(yùn)行，現(xiàn)代化電廠的管理模式和理念被普遍接受，電廠人員的配備也要求按照新廠新辦法實(shí)施，這就要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品選型上考慮人員少，自動(dòng)化程度高，設(shè)備可靠，揚(yáng)州第二發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺(tái)600hw機(jī)組設(shè)計(jì)基本就上按照該思路進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
水處理系統(tǒng)包含凈水部分、化學(xué)水除鹽部分、廢水處理部分、凝結(jié)水精除鹽部分四部分其中水除鹽部分在初步設(shè)計(jì)時(shí)是按照程控考慮的，凝結(jié)水精除鹽放在汽機(jī)島中招標(biāo)，而凈水部分、廢水處理兩部分均是按照簡單的監(jiān)視和就地手動(dòng)或電動(dòng)操作考慮的，顯然這與新廠新辦法的人員配置不相適應(yīng)，在經(jīng)過充分的收資和調(diào)研基礎(chǔ)上，經(jīng)與設(shè)計(jì)院討論協(xié)商、并在國家電力公司電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院的支持下修改了設(shè)計(jì)，我廠系統(tǒng)的特點(diǎn)是：
1．化學(xué)水除鹽系統(tǒng)和凈水系統(tǒng)
化學(xué)水除鹽系統(tǒng)和凈水系統(tǒng)分為兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，均按照上位機(jī)加plc冗余配置，plc選用西門子公司s5-155h系統(tǒng)進(jìn)行過程控制，數(shù)據(jù)采集。plccpu采用切換方式冗余配置，plc與上位機(jī)采用sinecl2網(wǎng)絡(luò)通訊。采用二臺(tái)互為備用的操作員站作為主要的人機(jī)接口設(shè)備（其中一臺(tái)具有工程師站功能），取消了模擬盤和光字報(bào)警。上位機(jī)采用in166工控機(jī)，監(jiān)控軟件采用wonderware公司的intouch式控軟件。整個(gè)程控系統(tǒng)可完成操作，顯示，監(jiān)視，打印等各種功能。
所有現(xiàn)場一次元件和執(zhí)行器均選用國內(nèi)或國外質(zhì)量可靠的產(chǎn)品，比如電磁閥選用了asco產(chǎn)品，就避免了常見的電磁閥卡澀或失靈引起的程序執(zhí)行失敗的現(xiàn)象；氣動(dòng)閥門選用了itt產(chǎn)品，就是因?yàn)榱私獾皆S多電廠由于閥門位置反饋不好、或是閥門卡澀等因素致使程控經(jīng)常執(zhí)行不下去，以至化學(xué)水程控被解除運(yùn)行；現(xiàn)場采用羅斯蒙特公司的1151變送器和在線化學(xué)分析儀表；除鹽水箱液位則采用天津天威有限公司超聲波液位計(jì)（帶420ma輸出和高、低報(bào)警訊號(hào)）。
揚(yáng)二廠補(bǔ)給水處理系統(tǒng)為兩臺(tái)機(jī)組公用，共有兩個(gè)系列，工藝系統(tǒng)由化學(xué)除鹽系統(tǒng)和樹脂還原系統(tǒng)兩部份組成，“中間水箱水位調(diào)節(jié)”和“熱水箱出口除鹽水溫度調(diào)節(jié)”這兩個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)也由plc實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)自調(diào)試結(jié)束后，系統(tǒng)正常制水和樹脂再生均在程控方式下完成，化水控制室僅一個(gè)值班員，同時(shí)負(fù)責(zé)化水、凈水、廢水、凝結(jié)水精除鹽四個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視和現(xiàn)場的巡檢。該系統(tǒng)于2000年8月通過了國家電力公司電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織的鑒定。
凈水系統(tǒng)上位機(jī)與化水放在控制室內(nèi)，系統(tǒng)加、排泥均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)和程序控制，生活水泵、綜合水泵均用變頻器控制和實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖啟動(dòng)。凈水系統(tǒng)共使用了84只電動(dòng)門，多為露天布置。凈水程控工藝流程：我廠凈水處理系統(tǒng)由凈化站、加藥系統(tǒng)二部分組成。其中凈化站系統(tǒng)流程為：循環(huán)水—升壓水泵—機(jī)械加速澄清池—工業(yè)用水池—工業(yè)水泵—工業(yè)水網(wǎng)管。另一路由機(jī)械加速澄清池—空氣擦洗濾洗—消防水池、生活水池—生活水泵—生活水管網(wǎng)。
2．廢水程控系統(tǒng)：
廢水程控系統(tǒng)采用模擬屏加plc（s7）構(gòu)成?？刂票P上設(shè)用常規(guī)儀表、程序操作按鈕開關(guān)、報(bào)警窗及顯示工藝流程的模擬圖。整個(gè)廢水處理系統(tǒng)為無人值班，系統(tǒng)工作時(shí)采用plc進(jìn)行程序控制，并通過常規(guī)儀表盤對整個(gè)工藝系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制。系統(tǒng)將10個(gè)主要報(bào)警信號(hào)送到化水程控系統(tǒng)中，便于化水值班人員監(jiān)視。廢水系統(tǒng)為兩臺(tái)機(jī)組共用系統(tǒng)，工藝流程為：
廢水池—排水泵—ph調(diào)整槽—絮凝槽—斜板澄清器—廢水池—排水泵—清凈水池—清水排放泵。工藝系統(tǒng)分為：廢水處理、加酸加堿及加絮凝劑。
3．循泵水泵房的控制
初步設(shè)計(jì)中僅考慮就地操作和監(jiān)視，也僅為簡單設(shè)計(jì)。我公司改為：循泵和出口電動(dòng)門、系統(tǒng)壓力、電機(jī)軸承和線圈溫度送入dcs就地遠(yuǎn)程i／o站，經(jīng)由光纜與dcs連接，實(shí)現(xiàn)在主控室的監(jiān)視，操作，啟停時(shí)由巡操進(jìn)行現(xiàn)場巡查，不在就地安排人員值班。就地旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)也采用了獨(dú)立plc（s7）+模擬盤的控制。濾網(wǎng)前后水位測量采用了天津天威公司的超聲波液位計(jì)測量。
我廠是國內(nèi)較早將循泵投入無人值班的企業(yè)，五年來一直運(yùn)行良好
4．油泵房監(jiān)控系統(tǒng)
油泵房原設(shè)計(jì)采用了就地控制和監(jiān)視的常規(guī)方式，需要安排人員值班，目前我廠已完成了油泵房監(jiān)控的改造，將油泵房監(jiān)控移入輸煤控制室，取消油泵房值班人員。
5精除鹽程控系統(tǒng)
精除鹽程控系統(tǒng)由該設(shè)備供應(yīng)商美國graver公司配套提供，控制系統(tǒng)由一臺(tái)可編程控制器（美國a-b公司plc5產(chǎn)品）及兩臺(tái)上位機(jī)（486）組成，plc完成主機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備的通訊及控制，兩臺(tái)上位機(jī)均可單獨(dú)完成所有的人機(jī)對話，且互為備用。在上位機(jī)中可完成系統(tǒng)組態(tài)、軟件修改、通訊設(shè)置、運(yùn)行操作，并可提供報(bào)警記錄以備查詢。系統(tǒng)在就地設(shè)置了2個(gè)遠(yuǎn)程i／o柜，控制室在該設(shè)備旁，平時(shí)無人值班，由化水控制室值班員定期巡查。
6．輸煤程控系統(tǒng)
揚(yáng)州二電廠榆煤程控系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備加雙總線網(wǎng)絡(luò)控制方案，由上位機(jī)、集控主站、集控從站1、集控從站2、碼頭從站、煤場從站、煤倉從站及輸煤工業(yè)電視系統(tǒng)組成。共控制19條皮帶機(jī)，12個(gè)煤倉配煤?，F(xiàn)場i／o信號(hào)達(dá)2500多個(gè)，可運(yùn)行多種上煤流程。
輸煤程控系統(tǒng)采用德國西門子公司的s5155h系型plc為主站，雙cpu冗余，從站采用西門子公司s7-300系列plc，主站與從站間采用sinecl2現(xiàn)場總線相連，采用雙路冗余配置，zui大程度地保證了網(wǎng)絡(luò)控制的可靠性。輸煤程控室內(nèi)plc主站與上位機(jī)采用sinech1以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，上位機(jī)采用美國wonderware公司的intouch5．6工控組態(tài)軟件進(jìn)行畫面組態(tài)，對整個(gè)系統(tǒng)的操作和管理都可在上位機(jī)上完成。
另外，輸煤程控系統(tǒng)與卸船機(jī)、斗輪機(jī)的控制系統(tǒng)之間存在程控接口，在榆煤程控室可監(jiān)視卸船機(jī)工作狀態(tài)，還可對斗輪機(jī)進(jìn)行操作。同時(shí)輸煤程控留有與mis的接口，可將程控信息送到mis系統(tǒng)中來。
五防元件：為保證人身、設(shè)備的安全及皮帶的正常運(yùn)行，跑偏、拉繩、打滑、煤流、堵煤等五防元件是很重要的，選用了ramsey和pindicator進(jìn)口產(chǎn)品，使輸煤系統(tǒng)能夠在程控方式下正常運(yùn)行。目前整個(gè)輸煤系統(tǒng)運(yùn)行僅配置了三個(gè)運(yùn)行人員。輸煤系統(tǒng)還配備了工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，為運(yùn)行人員對輸煤全過程監(jiān)視提供了強(qiáng)有力的保證。現(xiàn)場共安裝30臺(tái)攝像頭（包括卸船機(jī)4臺(tái)、斗輪機(jī)4臺(tái)），其中彩色4臺(tái)（碼頭1臺(tái)，斗輪機(jī)2臺(tái)、煤場1臺(tái)）。在煤控室裝有5臺(tái)監(jiān)視器（1臺(tái)彩色、4臺(tái)黑白），可在每個(gè)監(jiān)視器上切換查看各攝像頭的影像。從實(shí)際使用情況看，攝像頭配置數(shù)量偏少，某些點(diǎn)選用的是不變焦或變焦小的攝像頭有欠缺。
如前所述，凈水系統(tǒng)、化學(xué)水除鹽系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)的控制、循泵房控制均由國內(nèi)公司設(shè)計(jì)和配套供貨，由于設(shè)備選型較先進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量可靠，系統(tǒng)采用了冗余的設(shè)計(jì)方案，取消了常規(guī)模擬盤和光字報(bào)警，上述系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，運(yùn)行良好，故障很少，維護(hù)工作量小，達(dá)到了減人增效的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。大多數(shù)設(shè)計(jì)方案均為*先應(yīng)用，也是按照設(shè)計(jì)的功能較早成功地投入使用。但從優(yōu)化設(shè)計(jì)考慮，筆者有幾點(diǎn)建議：
1．將化學(xué)水、凈化水、廢水、精處理系統(tǒng)、凈水、制氫站五部分作為一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，廢水、精處鹽、制氫站各設(shè)立一個(gè)遠(yuǎn)程i／o站，控制室建在化水系統(tǒng)旁邊。
2．輸煤系統(tǒng)和油泵房作為一個(gè)整體考慮，油泵房設(shè)立一個(gè)遠(yuǎn)程i／o站，輸煤系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)大小設(shè)計(jì)2-4i／o站，工業(yè)電視監(jiān)控選用25-30個(gè)攝像頭。
由于數(shù)字化的發(fā)展，可將攝像頭信號(hào)直接與輸煤程控上位機(jī)直接聯(lián)接起來。
3．除灰系統(tǒng)建議還是獨(dú)立，同時(shí)增加10-15點(diǎn)攝像頭的工業(yè)電視監(jiān)視設(shè)備對關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視（如磨煤機(jī)石子煤斗也要加，另外增加）。
4．現(xiàn)場元件均選用可靠性高，質(zhì)量好、維護(hù)量小的產(chǎn)品，如輸煤五防元件、變送器，執(zhí)行器，信號(hào)開關(guān)等。
5．取消模擬盤，采用上經(jīng)機(jī)+plc（小型dcs也是可選方案，但筆者建議不采用，因?yàn)樾cs系統(tǒng)與plc比相對復(fù)雜，費(fèi)用高）。
6．遠(yuǎn)程i／o站與主站的通訊采用冗余方案，通訊介質(zhì)選用同軸電纜或屏蔽雙絞線較經(jīng)濟(jì)。
7．上位機(jī)plc均與冗余配置，提高系統(tǒng)的可靠性。
8．循泵房和旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)等作為dcs系統(tǒng)的一個(gè)遠(yuǎn)程i／o站。
9．從減少使用電纜，節(jié)約投資考慮，在輔助系統(tǒng)中盡可能使用遠(yuǎn)程i／o站和現(xiàn)場總線技術(shù)，輔助系統(tǒng)plc應(yīng)選用與之兼容的產(chǎn)品。
10．每個(gè)輔助系統(tǒng)都按照網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)準(zhǔn)配置接口設(shè)備和軟件，與mis或?qū)崟r(shí)系統(tǒng)聯(lián)接。
11．為保證全廠所有信息在時(shí)間上的一致性，每個(gè)輔助系統(tǒng)都按照時(shí)鐘接口的標(biāo)準(zhǔn)配置接口設(shè)備和軟件，接受gps系統(tǒng)的時(shí)間校驗(yàn)。