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分散控制系统在浙江长兴发电公司4×300MW机组水处理中的应用

文件大小: 格式: 发布时间:2007-11-13 浏览次数:
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【中文关键词】 浙江长兴发电公司  4×300MW机组  水处理  分散控制系统  
【摘要】 随着电力市场的进一步开放、中国电力改革的不断深化和厂网分开、竞价上网的逐步实施,如何提高生产效率、降低发电生产成本、提高控制水平是每个大型现代化电厂急需解决的问题, 热工自动化技术的发展为解决这些问题提供了可能。辅助车间点多面广, 成为各发电公司提高控制水平、减员增效的重点。本公司辅助车间包括水处理控制、精处理控制、加药控制、超滤反渗透控制几个控制点,将辅助车间这几个控制点进一步优化与集中,采用成熟的PLC控制器与以太网控制技术将这几个控制点集中,实现在辅助控制室对全厂外围的设备进行监控和调整。
【部分正文预览】

 

浙江长兴发电公司4×300MW机组水处理分散控制系统
  
  一:概述
  随着电力市场的进一步开放、中国电力改革的不断深化和厂网分开、竞价上网的逐步实施,如何提高生产效率、降低发电生产成本、提高控制水平是每个大型现代化电厂急需解决的问题, 热工自动化技术的发展为解决这些问题提供了可能。辅助车间点多面广, 成为各发电公司提高控制水平、减员增效的重点。本公司辅助车间包括水处理控制、精处理控制、加药控制、超滤反渗透控制几个控制点,将辅助车间这几个控制点进一步优化与集中,采用成熟的PLC控制器与以太网控制技术将这几个控制点集中,实现在辅助控制室对全厂外围的设备进行监控和调整。
   本公司辅助车间采用的是AB公司的CONTROOOLLOGIX系列的PLC,在化水车间控制室设5台操作员站,其中1台兼做工程师站; 在另外设置2台服务器用来与操作员站通讯,服务器,同时兼做通讯接口机,与全厂PI通讯。操作员站均以IFIX3.5(中文版)为操作员操作系统,以RSLLGIX5000为组态平台开发的监控软件运行。各控制站和操作员站通过冗余的ControlNet网联接。
   二:辅助车间的系统及网络组成结构
  辅助车间包括锅炉补给水系统、超滤反渗透系统、净水系统、原水系统、加药系统、除灰冲渣系统、精处理系统、废水系统,各系统的控制点及距控制器的距离如下:
  锅炉补给水系统 距控制器100 控制点650个左右
  超滤反渗透系统 距控制器100 控制点600个左右
  净水系统 距控制器300 控制点550个左右
  原水系统 距控制器500 控制点220个左右
  加药系统 距控制器100 控制点450个左右
  除灰冲渣系统 距控制器100 控制点100个左右
  精处理系统 距控制器200 控制点550个左右
  废水系统 控制器500 控制点320个左右
  ControlNet网络为总线型结构,基于生产者/消费者模型,各节点站作为生产者把需要发送的数据按一定格式打包发送到网络上,网络上其它各节点站作为消费者按需提取数据,通信效率高。网络通信速率为5Mbps,传输介质同为轴粗缆,阻抗为75Ω。网络通信电缆与各节点站之间通过T型连接器实现联接,安装和调试简便,连接稳固,维护量小。网段内只有2个节点时最大传输距离为1000m,随着节点的增多,最大传输距离将减小,其计算公式为:1000-(N-2)×16.8m,其中N为节点数。下位机采用的是AB公司的ControlLogix系列的PLC,PLC控制器采用32位总线的Logix5555,基本内存750K,扩展内存1.5M,通过SRM热备模块实现双CPU间的互为备用,在PLC的型号上面实现了全厂的的统一,上位机采用的是IFIX3.5的控制软件,采用OPC通讯方式通过上位机的以太网连接到控制网上,为辅助车间的连网提供了便利。
  辅助车间监控网采用“网络分层,集中控制”的原则。
  (一)网络分为以太网层和ControlLogix层,两者网络各司其者,彼此独立有相互联系。
  A:在精处理加药控制室设立集中监控,对精处理及加药进行控制和监视。以便运行在巡检时及时了解精处理及加药设备的运行状况。
  B:在超滤反超滤反渗透设立集中监控,对超滤反超滤反渗透设备进行控制和监视。以便运行在巡检时及时了解超滤反超滤反渗透设备的运行状况。
  C:在水处理控制室设置集中监控,对锅炉补给水系统(远程I/O)、净水系统(远程I/O)、原水系统(远程I/O)、除灰冲渣系统(远程I/O)、废水系统(远程I/O)控制和监视,同时,通过通讯与各远程I/O站联系在一起,并对各远程I/O站进行控制和监视。
  D:其他。在需要监控的地方设立监控点,在需要时方便控制和调整。
  (二)以太网层:本层是远程控制层,通过交换机、光纤转换器、光纤与远方的电脑连接,实现远方控制和监视。同时,也是也为我们在远程I/O监视设备提供了可能。(也就是拿台笔记本与网线通过网卡直接连在ControlLogix网,就可以控制本网络内需要控制的设备)
  (三)ControlLogix网层,这是控制的最低层。ControlLogix 的媒介访问方式充分利用了生产者 / 消费者模式的优越性,ControlLogix 允许多个控制器在同一线路上控制 I/O 。这比那些在一个线路上只能有一个主站的网络有很大的优越性。 ControlLogix 还允许多点发送输入和对等数据,从而减少了线路上的通讯,提高了系统性能。远程I/O与I/O站通过ControlLogix网连接在一起,CNBR是ControlLogix网的通讯卡,每一机架配一块CNBR与ControlLogix网连接,机架上面在配置需要的卡件,比如AI DI DO AO 等(本公司二期综合水与超滤反渗透在热备机架上由2块CNBR实现连接,相互独立又相互紧密的 连接)。
  三:网络连接
  各远程I/O与I/O站之间的连接采用同轴电缆与光纤相结和的连接方法,距离小于1000米的就用轴电缆,距离大于1000米就使用光纤,注意要选好恰配的设备(指光纤设备的选型)。光纤的走向上要走桥架,在有些地方要加装渡锌管,尽量解少光纤弯曲。
  四:具体实施
  确定使用编程软件的版本,用ControIFLASH软件把卡件刷成编程软件对应的版本。本公司编程软件用AB公司的RSLLGIX5000,版本13.03,需要投PLC的热备,卡件对应的版本为:
   CPU 13.70
   CNBR 5.38.4
   SRM 3.39.16
   ENBT 3.7.3
  
  
  
  辅助车间设计的厂家比较多,各厂家都有各自的软件编制习惯和方法,要实现连网控制的统一,就必须有统一的要求:
  1:由于是多个I/O站,以太网卡件也多块,对各IO站的IP地址要统一的规划,以方便日后的工作。同理,CNBR也有多块,对每一块的站号也要有统一的规划,以免发生重号的现象。
  本公司各个CPU的IP地址如下:
  192.168,1.11 192.168,1.12 二期精处理CPU
   192.168,1.21 192.168,1.22 超屡反渗透CPU
  192.168,1.51 192.168,1.52 水处理CPU
  192.168,1.61 192.168,1.62 一期精处理CPU
  192.168,1.71 一期炉内加药CPU
  192.168,1.75 一期精处理再生CPU
  192.168,1.48 192.168,1.49是服务器的IP地址.
  
  
  其中IP地址的最后是11/12 21/22 51/52 61/62是热备的CPU ,在主CPU地址为1时,备CPU地址自动添加1为2.
  在各个CPU之间,我们使用以太网卡(ENBT)来连接,用ControlLogix网络的连接软件RSLinx连接各远程I/O及部分I/O站..
   使用RSLinx连接A-B PLC的通讯网络,首先配置通讯卡,选择ConFigure Drivers
  

 


  

  弹出入下的配置窗口
  
 



  

  选择对应的通讯卡,并进行端口配置(可参照附带的安装手册).
  

 


 

  
  
  
  
  
  使用RSWho命令查找连接的PLC设备
  

 


  

   RSWho命令成功的执行后,将在设备列表中列出与本机连接的所有硬设备
  

 


 

  
  
  使用Topic Configoration来进行OPC服务的配置
  

 


  

  弹出如下的配置窗口, 做好连接的CPU 的取名,本公司的CPU取名如下:
  
  在Date Source配置框中配置Topic,选择一个物理设备(PLC),按New按钮即可建立一个Topic,在DATA SOURCE中选中你所要连接的物理设备,选中后,单击Done即可
  

 


  

  
  
  做CPU 的冗余连接,
  
  

  
 



  

 


  
  
  左边的是数据库名,右边的是连接的热备PLC
  以上是RSLINX连接PLC的设置,接下来是服务器的冗余配置,首先是服务器的IP地址设置如下:192.168.1.49及另一台服务器的IP地址: 192.168.1.48。我们运行人员操作的画面是由IFIX制作的,在IFIX的画面,我们统一节点叫FIX,在IFIX的系统配置(SCU)里,对主服务器节点叫PRIMARY,对应的备用节点叫BACKUP,
  

  
 



  
  在SCU的网络配置里,选择的是TCP/IP,设置的远程接点叫FIX,连接的主节点及备用节点分别叫PRINARY及BACKUP,
  

  
 



  
 




  

  
  
  以上是服务器的配置,其中备用的服务器与主服务器配置的一样,就是节点的名称不一样,即备用服务器的节点与主服务器的节点的名称相交换。
  以上是IFIX服务器的配置,其中,IFIX需要跟操作员站进行通讯,需要在服务器的Hosts文件文件进行修改,如Windows 2000操作系统,,在其WINDOWS\SYSTEM32\DRIVERS\ETC目录下寻找Hosts文件,作同样修改并保存。本公司服务器的HOSTE文件末增加了:
  192.168.1.48 PRINARY
  192.168.1.49 BACKUP
  192.168.1.41 CX_CR1
  192.168.1.42 CX_CR2
  192.168.1.43 CX_CR3
  192.168.1.44 CX_CR4
  192.168.1.45 CX_CR5
  其中,192.168.1.48与192.168.1.49是IFIX服务器的IP地址, 192.168.1.41至192.168.1.45是IFIX的操作员站的IP地址,我们在服务器的Hosts文件进行了修改,在操作员站的Hosts文件也需要进行相应的修改.在这里不在细述.
   在操作员的系统配置里如下:
  
 



  

  网络配置如下:
  
 



  

  SCADA组态如下:
  
  
 



  
 



  

  

  
  浙江长兴发电公司4×300MW机组化学水处理控制系统具有下列特点:(1)各控制站均采用同类型的PLC硬件和系统软件开发而成;(2)在国内首次采用冗余的高速实时通信网络把化学水处理各子站联接起来; (3)方便化水控制系统与PI系统的通讯。
  
  四 结 论
   浙江长兴发电公司4×300MW机组化水处理分散控制系统已正常投运1年,达到了规划和设计的要求。控制站运行稳定,维护量小,程序或参数可在线修改和下载,不影响控制站的正常运行。操作员站汉化图形界面软件数据更新快,化学运行人员通过联接在化学水处理控制系统主干网上的操作员站可以直接监视化学水处理系统、精处理系统等参数和设备运行情况。该系统的成功投运可为大型火电机组新建或改造工程提供经验。
  浙江长兴发电公司设备部 邓卫国
  电话:0572 2429004 13355828658

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