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PLC在電廠爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

文檔作者：劉敏文檔來源：新疆電力設(shè)計(jì)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月12日
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新疆電力2006年第4期總第91期
PLC在電廠爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
劉 敏
新疆電力設(shè)計(jì)院 (烏魯木齊830002)
【文 摘】通過對(duì)新疆獨(dú)山子熱電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系
統(tǒng)FSSS改造的具體介紹， 著重論述了爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)
FsSS的必要性，從實(shí)用性角度來看，爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)采
用可編程控制器(PLC)還是有一定優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS 編程控制~(PLC)冗
余設(shè)呈
0前言
新疆獨(dú)山子熱電廠是獨(dú)山子石化分公司的熱電聯(lián)產(chǎn)
的自備熱電廠，承擔(dān)獨(dú)石化分公司的生產(chǎn)用電和用汽。同
時(shí)還承擔(dān)獨(dú)山子廠區(qū)、市政等企事業(yè)單位的生產(chǎn)、生活用
電，其功能其實(shí)是區(qū)域性熱電廠。隨著新疆獨(dú)山子乙烯工
程的不斷擴(kuò)大，熱電廠的裝機(jī)容量目前已達(dá)到150MW。由
于獨(dú)山子熱電廠建廠年代比較久遠(yuǎn)，#3、#4、#5爐控制目
前采用的是常規(guī)表盤為主，DCS為輔的控制方式，鍋爐爐
膛安全監(jiān)控則是通過火檢探頭、單片機(jī)、跳閘繼電器柜來
完成基本的滅火保護(hù)控制，點(diǎn)火方式為就地人工火把點(diǎn)
火。隨著裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)大，熱工自動(dòng)化水平及熱工保
護(hù)系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度上升，對(duì)熱工保護(hù)系統(tǒng)的控制方
式、運(yùn)行水平的要求也越來越高。
在本次對(duì)獨(dú)山子熱電廠#3、#4、#5爐220t／h中間儲(chǔ)倉
式煤粉鍋爐進(jìn)行DCS分散控制系統(tǒng)改造的同時(shí)，對(duì)鍋爐爐
膛安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了改造，即通過可編程控制器PLC系
統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完整的鍋爐爐膛安全監(jiān)控既FSSS控制系統(tǒng)。
1 原有熱工保護(hù)系統(tǒng)改造的必要性
機(jī)組運(yùn)行的安全可靠，不僅依賴于各設(shè)備的安全可靠
性能，而且同各類保護(hù)控制裝置的準(zhǔn)確性和可靠性密切相
關(guān)。獨(dú)山子熱電廠#3、#4、#5爐原有鍋爐滅火保護(hù)裝置較落
后且投運(yùn)時(shí)間較長，保護(hù)系統(tǒng)由繼電器組成控制回路，回
路硬接線多，加上繼電器長期帶電工作，繼電器觸點(diǎn)易老
化，導(dǎo)致接觸不良，易產(chǎn)生拒動(dòng)或誤動(dòng)的情況。大修期間需
對(duì)繼電器進(jìn)行測試，以確保繼電器工作正常，大大增加了
熱工人員的維護(hù)工作量。而且隨著運(yùn)行時(shí)間的越來越長，
故障點(diǎn)相應(yīng)增多，維護(hù)工作量越來越大，嚴(yán)重影響著機(jī)組
的安全運(yùn)行，因此亟待進(jìn)行改造。
2 FSSS改造的設(shè)計(jì)思想
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是提供可靠、高效的產(chǎn)品，有效地
提高火力發(fā)電廠爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的控制水平，給發(fā)電機(jī)
組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障，同時(shí)實(shí)現(xiàn)減員增效的目
的。爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)的邏輯控制系統(tǒng)有繼電器
式、邏輯組件式、可編程控制器式及由分散控制系統(tǒng)DCS
來完成的方式。獨(dú)山子熱電廠#3#4#5爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)
采用的是可編程控制器(PLC)式。
由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，PLC
已發(fā)展成為新一代工業(yè)控制機(jī)。它具有編程組態(tài)方便、硬
件配置靈活、高可靠性和適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)
越來越多的被應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)控制領(lǐng)域。
改造后的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)和
PLC控制技術(shù)，對(duì)多個(gè)輸入輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，
具有輸入輸出信號(hào)狀態(tài)顯示、保護(hù)動(dòng)作記錄、報(bào)表打印、保
護(hù)聯(lián)鎖試驗(yàn)等功能。
3可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)
3．1功能豐富
PLC具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲(chǔ)信息的
內(nèi)部器件，可以進(jìn)行各種邏輯問題處理以及數(shù)據(jù)的運(yùn)算。
PLC不僅能完成復(fù)雜的控制邏輯，而且也能實(shí)現(xiàn)模擬
量控制和智能控制；并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)及上
位機(jī)監(jiān)控等功能。
3．2編程方便
PLC是為取代傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯而設(shè)計(jì)的，它沿
覆，在以后的檢修中逐步將使用的葉輪進(jìn)行更換，并將更 參考文獻(xiàn)
換下來的葉輪修復(fù)后表面涂覆備用。 1劉寶楦 冶金機(jī)械檢修手冊(cè)．冶金工業(yè)出版社．1992．
4 結(jié)論 2 沈鴻．機(jī)械工程師手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社．1995．
經(jīng)過兩年來十幾臺(tái)排粉機(jī)葉輪的實(shí)際運(yùn)行，到目前為 3劉家浚．材料磨損原理及其耐磨性．清華大學(xué)出版社
止，未出現(xiàn)一次排粉機(jī)因葉輪磨損停運(yùn)檢修的現(xiàn)象，表明 ．1993．
排粉機(jī)葉輪經(jīng)過挖補(bǔ)修復(fù)后表面涂覆，可以滿足排粉機(jī)運(yùn) 4李詩卓，董祥林．材料的沖蝕磨損與微動(dòng)磨損．機(jī)械工
行的環(huán)境，同時(shí)葉輪可以不斷的重復(fù)利用，從而為風(fēng)機(jī)的 業(yè)出版社 1991年
防磨提供了一個(gè)手段。
． 61·
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新疆電力2006年第4期總第91期 管式空氣預(yù)熱器失效原因及防治措施
管式空氣預(yù)熱器失效原因及防治措施
吳 剛
新疆哈密電力公司 (哈密839000)
【文 摘】提出空氣預(yù)熱器的腐蝕、管壁破損、漏風(fēng)等問
題，分析其因低溫腐蝕(也稱結(jié)露腐蝕)、積灰腐蝕產(chǎn)生的
原因、影響因素、形成機(jī)理，并針對(duì)以上原因提出相關(guān)防止
措施。
用了繼電器原理圖或梯形圖的編程方法，包含有觸點(diǎn)、連
線和線圈等概念。PLC一般采用梯形圖編程，可由非計(jì)算
機(jī)專業(yè)人員在使用現(xiàn)場完成，程序可以在線修改。
3．3系列化與標(biāo)準(zhǔn)化程度高
PLC在結(jié)構(gòu)、形式、編程語言、通訊等方面大同小異，且
各種PLC產(chǎn)品均形成了適用于不同控制要求的系列產(chǎn)
品。因此，PLC應(yīng)用于發(fā)電廠的控制系統(tǒng)將使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
及硬件配置更為經(jīng)濟(jì)合理。
3．4開放的通訊功能
PEG既具有各PLC之間的協(xié)議通訊接口，也具有多種
的通訊方式，如：RS232接口方式硬件成本低，經(jīng)濟(jì)性好，目
前較常用，但傳送距離短、速率低；RS485接口方式克服了
RS232的一些缺點(diǎn)，傳送距離大(最大可達(dá)1 2km)；CAN
方式接口傳送速度快， 最大1～2m／s， 傳送距離可達(dá)
1．0km．誤碼率低；以態(tài)通訊方式傳送速度非?？?
(10Mbit／s)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的傳輸，只是硬件和傳
送介質(zhì)的成本略高。
4 PLC邏輯控制器的冗余設(shè)置
依據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL 5000—2000中
12．6條規(guī)定：爐機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)的邏輯控制器應(yīng)單獨(dú)冗余
設(shè)置。
采用雙機(jī)熱備系統(tǒng)的中心部分是兩個(gè)PLC機(jī)架，即通
常意義下的“主”機(jī)和“備”機(jī)。它們的硬件配置相同。每個(gè)
機(jī)架配置的核心部件是CPU處理器。
“主”PLC執(zhí)行應(yīng)用程序并且控制輸入輸出(I／O)。
“備”PLC駐留在后臺(tái)，必要的時(shí)候取代“主”PLC “備”
機(jī)和“主”機(jī)之間通過一個(gè)集成在CPU當(dāng)中的高速光纖鏈
路(100Mbps)相連接。此光纖鏈路可以擴(kuò)展2公里遠(yuǎn)，中間
無需任何附件設(shè)備。“備用”PLC當(dāng)中的用戶應(yīng)用程序數(shù)據(jù)
正是通過此光纖鏈路被周期性的更新。
在“主”PLC意外發(fā)生故障時(shí)，備用系統(tǒng)自動(dòng)切換，由
“備用”PLC使用最新的數(shù)據(jù)內(nèi)容執(zhí)行應(yīng)用程序并更新I／
0。
5 PLC與DCS的通訊
由于采用DCS分散控制系統(tǒng)，爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)所采
用的PLC通過與DCS間數(shù)據(jù)傳輸及現(xiàn)場信號(hào)采集，通過梯
【關(guān)鍵詞】空氣預(yù)熱器失效預(yù)防措施
0 概述
哈密一電廠#1～#4安裝的均為管式空氣預(yù)熱器，受熱
形圖編制的邏輯回路來控制相應(yīng)的輸出點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外
部設(shè)備和裝置的控制。同時(shí)，可在DCS控制系統(tǒng)操作員站
上監(jiān)視鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的信息。
PLC與DCS的通訊采用RS一422／RS一485接口、
MODBUS RTU通訊協(xié)議、DCS系統(tǒng)為主站、PLC為從站的
串口通訊方式，具體參數(shù)如下：
通訊模塊ALR121一S00(支持雙重化冗余)
(2一Port，1200 bps to 115．2 kbps)
連接方式：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(RS一422)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(RS一485)
同步方式：啟停方式同步
傳輸速率：1200／2400／4800／9600／19200／38400／
57600／76800／
115200 bps
傳輸碼：bina~"(RTU)
字符長度：8 bits
停止位長度：1／2bits
通訊最大長度：1200m(9600bps)
連接方式：壓接端子
6改造后的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)
6．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，組件式插接，便于安裝維護(hù)。I／O
模件卡件式設(shè)計(jì)，可靈活、方便的進(jìn)行擴(kuò)充。
6．2保護(hù)系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備，確保了系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)的工
作。
6．3對(duì)PLC采用梯形圖的組態(tài)編程方式，可方便的進(jìn)行組
態(tài)、監(jiān)視和修改。通過梯形圖編程可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)聯(lián)鎖
功能和在線編輯，系統(tǒng)工作安全可靠。
6．4采用DCS監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)報(bào)表打印、報(bào)警查詢、狀態(tài)監(jiān)
視、保護(hù)聯(lián)鎖試驗(yàn)記錄等多種功能。
6．5對(duì)輸入信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行記錄，確認(rèn)其動(dòng)作或恢復(fù)的時(shí)間，
給事故分析提供準(zhǔn)確的依據(jù)。
7結(jié)束語
FSSS的可靠性不僅與設(shè)備制造、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試
質(zhì)量有關(guān)，還與運(yùn)行管理水平有很大的關(guān)系。鍋爐燃燒工
況的質(zhì)量直接影響FSSS的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，因此注重積累
運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提高運(yùn)行水平，使燃燒燃燒工況穩(wěn)定，也是保證
FSSS可靠運(yùn)行的重要條件。

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