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贾汪电厂水工区域的DCS改造

更新时间:2011-08-09      点击次数:4437
  一、改造目的
  
  1.1提高安全稳定性
  
  贾汪电厂4135MW机组水工区域主要包括循环水及其冷却系统、澄清加药系统、综合用水系统等,改造前共用同一个PLC控制,如此便产生了诸多弊端,比如:一旦PLC出现故障或者逻辑下载时,将失去对4台机组的循环水及其冷却系统的监控,同时威胁4台机组的安全运行。目前,PLC的可靠性方面差强人意,PLC技术的自身缺陷使通讯冗余经常无法实现,无法在线修改组态以及上位机数据采集迟缓且没有历史数据曲线功能都给机组的长期稳定运行带来了隐患。
  
  案例:2005年1月3日,PLC通讯中断,导致4台机组同时无法监控,将PLC断电重启后恢复正常,虽未对运行中的设备产生影响,但是存在着严重的安全隐患。
  
  1.2提高生产效率
  
  近年的电力体制改革,使发电企业竞争逐渐激烈,要想在激烈的竞争中提高企业的效益,zui根本的途径就是降低生产成本,提高生产效率。因此,管理要求的提高以及技术上的成熟,要求实现全厂自动控制系统的集中监控。贾汪电厂的此次改造可以实现两个好处,*,可以实现水工控制系统无人值班,大量减少运行人员,达到减员增效的目的。第二,提高了控制水平,在集控室进行监控,解决了诸如运行人员不及时、难于管理、备品备件种类繁多等缺点。
  
  案例:2004年12月21日,#1机组运行泵跳闸,备用泵自启动,而原运行泵出口蝶阀因故障没有自动关闭,导致循环水倒流。水工区域运行人员对此没有及时做出正确判断,待集控室人员发现凝汽器真空由于循环水量减少而降低,已耽搁较长时间,影响了机组的稳定安全运行。
  
  因此,改造为DCS控制的目的,就是将水工区域的测点与设备按照4台机组区分由其对应的DCS在主机集控室来监控,实现控制优化,危险分散,提高生产效率的目的。
  
  二、改造方案
  
  2.1项目概况
  
  贾汪电厂4135MW机组使用了英国欧陆公司的NETWORK-6000DCS。
  
  此次改造项目中需要在DCS电子设备间增加控制六台设备的卡件,按照分散原则分配在T940_22及T940_26控制器,这些设备为2台循环水泵与4台冷却塔风机。其他设备放在循环水原PLC控制室增加的一只I/O远程柜中,此远程柜挂在T940_26控制器。本次工作主要有lintools策略组态、itools的IO配置组态、MMI界面组态,以及远程柜的安装、电缆敷设与实验调试等。
  
  2.2软件配置
  
  MMI画面监控软件为FIX7.0。逻辑组态软件为LINTOOLS2000。I/O数量如下:
  
  软件设计与原PLC相比,主要有如下改善:
  
  (1)监视画面符合人机界面的设计风格,按照分级浏览、逐级细化的原则设计画面,有数据历史曲线功能,所有I/0点均可以曲线的形式显示并记录100天,为实现系统运行在线分析、事后诊断提供条件。
  
  (2)组态软件为全图形化组态方式,功能强大,工作效率高,允许在线修改。
  
  (3)增加循泵启动60秒钟蝶阀未开至15°循泵跳闸逻辑,以及防止循环水倒流的进口阀连锁逻辑。
  
  2.3硬件配置
  
  2.3.1电缆敷设
  
  本次改造除了增加一只远程I/O柜外,原电子设备间中#T2、#T4柜将增加部分卡件,其中主要用于水工区域的2台循环水泵与4台冷却塔风机的控制与反馈。另外,需将原6KV开关室至PLC电缆回收并重新敷设这些设备由6KV至DCS电子间的电缆。这样做的目的是将循泵与冷却塔风机的监控分散于2个控制器中,以防止一个控制器出现故障影响备用设备的启停。6台设备共42个I/O点,具体增加卡件如下所示:
  
  2.3.2远程I/O柜安装
  
  远程柜安装在原PLC机柜后1.5米处,在电子间#T1柜与I/O远程柜中各增加一只LD-64光电接口及熔接盒,远程柜内安装3个2500系列现场总线机架,机架之间使用RJ45电缆采用Profibus实现冗余,并通过光缆与#26T940控制器通讯。
  
  具体硬件配置与安装如下表与图1:


  
  2.4网络配置
  
  Network6000的软件和硬件设备支持完整的三级网络体系。即系统网络(Ethernet)、控制网络(LIN)、I/O网(ALIN和MODBUS)。改造后DCS的网络配置如图2所示:

  
  三、调试情况与改造问题
  
  1、改造完成后即进行了调试,包括各个设备的单独启停、故障打闸以及泵泵连锁、泵阀连锁和其他保护连锁实验,调试过程中各数据正确、稳定,设备运行正常。
  
  2、循环水泵出口液压蝶阀油泵380VAC电源,在原设计中由PLC热控电源盘同一段电源接出。若热控电源盘失电导将导致所有出口蝶阀全部关闭,循泵连锁跳闸。较理想的方案为将2台油泵的电源由电气400V开关室分2路不同段电源分别供给。本次改造中因多种原因未能完成,有待日后解决。
  
  3、原水工区域中的澄清加药系统、综合用水系统属于化学专业,此次改造未加入到DCS控制中,准备在4台机组全部改造完毕后将其作为化学除盐水系统的远程站点加入到化水控制系统中,以便明确专业分工。
  
  四、结束语
  
  贾汪电厂#2机组水工区域的DCS改造共计费用15万人民币。改造后于2006年2月25日投入运行,由集控室运行人员对#2机组水工区域进行监控,目前运行情况良好,有事故追忆与历史曲线打印功能,便于分析设备的运行状态。待剩余3台机组改造完毕,即可撤消原水工区域控制室,实现减员增效的目的,提高企业管理和自动化水平。
  
  此次#2机组的改造为剩余3台机组的水工区域控制系统改造积累了宝贵经验,也为日后除灰、除渣等辅助车间控制系统进入DCS的远程I/O改造起到了很好的*作用。
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