鍋爐定排控制系統(tǒng)

0概述在電力生產(chǎn)中，鍋爐運(yùn)行要求有良好的汽水品質(zhì)，必須進(jìn)行定時(shí)和不定時(shí)的排放汽包沉積的雜質(zhì)，以提高爐水品質(zhì)，防止結(jié)垢，有利于鍋爐的安全運(yùn)行。以往火電機(jī)組中進(jìn)行鍋爐爐水定期排污時(shí)，定排電動(dòng)門經(jīng)常出現(xiàn)卡澀等機(jī)械故障，設(shè)備元件出現(xiàn)故障又難于恢復(fù)，因此很少采用程控方式排污，一般采用人工排污。所以，提高鍋爐汽包定期排污程控的可靠性和穩(wěn)定性勢在必行。

　　貴溪電廠3號機(jī)組原有的鍋爐定排方式較為落后，完全由運(yùn)行人員就地手工操作，由于排污閥門較多（ 21個(gè)） ，排污時(shí)間較長，工作量很大排污時(shí)溫度、壓力都很高，排污過程中，排污人員又不知道機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的變化，嚴(yán)重威脅排污人員的人身安全和發(fā)電機(jī)組的設(shè)備安全。且原排污設(shè)備投運(yùn)時(shí)間較長，設(shè)備老化嚴(yán)重，為了保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，亟待對原鍋爐定排系統(tǒng)進(jìn)行改造。

　　根據(jù)貴溪電廠3號機(jī)組鍋爐定排的實(shí)際情況，江西省電力試驗(yàn)研究院經(jīng)過認(rèn)真的調(diào)研和精心準(zhǔn)備，制定了一套切實(shí)可行的改造方案。實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試到交付使用的整套工程。經(jīng)過四個(gè)月的辛勤工作與技術(shù)攻關(guān)，該套系統(tǒng)順利地交付使用，并在實(shí)際運(yùn)行中取得了令人滿意的效果。

　　特別是該套系統(tǒng)具有聯(lián)鎖、保護(hù)功能，大大提高了排污時(shí)機(jī)組運(yùn)行的安全、穩(wěn)定性該系統(tǒng)具有手動(dòng)排污、程控智能排污功能，排污非常實(shí)用方便此外該系統(tǒng)還具有排污記錄存儲(chǔ)打印等功能。從系統(tǒng)的投運(yùn)情況來看，完全能滿足在各種工況中鍋爐排污的需要。

　　1系統(tǒng)方案1. 1系統(tǒng)方案2000年，江西省電力試驗(yàn)研究院在江西省內(nèi)外各火電廠及試驗(yàn)院、所進(jìn)行了廣泛的收資和調(diào)研工作，并對貴溪發(fā)電廠原鍋爐排污方式進(jìn)行了認(rèn)真的研究分析。在此基礎(chǔ)上，決定采用/ PLC上位機(jī)0的方式進(jìn)行該程控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

　　采用上位機(jī)與PLC聯(lián)網(wǎng)后，依靠現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能，可大大提高整套系統(tǒng)的性能，進(jìn)行軟件開江西電力第26卷2003年第2期發(fā)后可實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面、現(xiàn)場監(jiān)控、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)管理等附加功能�？傊�，通過上位機(jī)與PLC的數(shù)據(jù)交換，不僅實(shí)現(xiàn)了程序控制，還實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行監(jiān)控，豐富了系統(tǒng)的功能，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的可靠性。

　　1. 2系統(tǒng)配置鍋爐定排程控系統(tǒng)主要由PLC控制器和上位機(jī)計(jì)算機(jī)兩大部分組成，兩者通過RS232電纜通訊，形成了一套緊密結(jié)合、功能豐富的程控系統(tǒng)。

　　1. 3硬件構(gòu)成C200HGPLC控制器配置由CPU機(jī)架構(gòu)成，CPU機(jī)架由部分組成： CPU底板， C200HGCPU，電20G硬盤、40速光驅(qū)、顯示器為15英寸彩色液晶顯示器。

　　鍋爐定排控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1.

　　2系統(tǒng)特點(diǎn)和主要功能鍋爐定排控制系統(tǒng)采用PLC控制器、上位控制計(jì)算機(jī)和一體化電動(dòng)門對原排污系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后的鍋爐排污系統(tǒng)僅由一個(gè)控制盤構(gòu)成，大大減少了硬件設(shè)施的投入。

　　為提高系統(tǒng)的安全性和實(shí)用性，將主要精力集中在軟件的開發(fā)上。目前國內(nèi)在組態(tài)軟件上有fix、組態(tài)王5. 0等，這些軟件盡管有許多優(yōu)點(diǎn)，但專業(yè)面太廣，一些現(xiàn)場具體的實(shí)際問題較難解決。江西省電力試驗(yàn)研究院為此開發(fā)了一套專用軟件，即鍋爐定排程控系統(tǒng)軟件，這套系統(tǒng)既有針對性又靈活實(shí)用，安全可靠且實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)具有一切功能。從投運(yùn)至今有半年多的時(shí)間，事實(shí)證明該系統(tǒng)的運(yùn)行是成功的，且具有以下功能特點(diǎn)：2. 1系統(tǒng)特點(diǎn)2. 1. 1具有程控智能排污選擇功能，設(shè)定參數(shù)方便在程控設(shè)置窗口可切除故障的定排電動(dòng)門（不參與程控） ，投入正常的定排電動(dòng)門參加程控。并且可以根據(jù)運(yùn)行要求和工況要求，對程控具體方式進(jìn)行靈活設(shè)置，如自由選擇排污順序、排污數(shù)量和排污時(shí)間等，這樣就增加了運(yùn)行的靈活性和實(shí)用性。以前一般程控系統(tǒng)的程序固定下來后，在運(yùn)行時(shí)不能更改，即使現(xiàn)場條件改變了，運(yùn)行人員也不能改變程序，致使程控難以長期投運(yùn)。而使用本系統(tǒng)運(yùn)行人員可以很方便地根據(jù)當(dāng)時(shí)運(yùn)行狀況對程控程序進(jìn)行更改。

　　2. 1. 2可對所有排污閥門進(jìn)行遠(yuǎn)方操作，并自動(dòng)記錄其排污時(shí)間在操作畫面上設(shè)計(jì)彈出窗口，直接在彈出窗口上進(jìn)行軟操作。并直觀顯示該定排電動(dòng)門的操作情況和運(yùn)行狀態(tài)，如顯示開/關(guān)超時(shí)報(bào)警及排污時(shí)間等，方便運(yùn)行人員控制排污。

　　2. 1. 3系統(tǒng)具有聯(lián)鎖保護(hù)功能在發(fā)生汽包水位低或M FT等情況時(shí)，系統(tǒng)將禁止排污，并將正在進(jìn)行的排污過程終止，確保了機(jī)組運(yùn)行的安全。

　　2. 1. 4就地排污閥門采用最新一體化執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)門，減少中間環(huán)節(jié)，可靠性大大提高。

　　2. 1. 5采用上位機(jī)監(jiān)控，界面友好，功能齊全，利于運(yùn)行和監(jiān)控。

　　2. 1. 6對排污操作可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、查詢、管理與報(bào)表打印。

　　2. 1. 7對PLC采用梯形圖的組態(tài)方式，修改、查看更加靈活。

　　2. 1. 8 I/ O模件卡件式設(shè)計(jì)，可靈活、方便的進(jìn)行擴(kuò)充。

　　2. 1. 9系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，組件式插接，便于安裝維護(hù)。

　　2. 2上位機(jī)主要功能2. 2. 1實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方排污、程控智能排污功能，排污非常實(shí)用方便。

　　2. 2. 2可進(jìn)行排污記錄的存儲(chǔ)與管理，并生成標(biāo)準(zhǔn)格式的打印報(bào)表。

　　2. 2. 3軟件具有組態(tài)功能，用戶可根據(jù)現(xiàn)場的變化情況進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)和修改。

　　2. 2. 4實(shí)時(shí)性地讀取PLC的I/ O存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行在線分析，動(dòng)態(tài)地將現(xiàn)場信號的開關(guān)狀態(tài)反映在系統(tǒng)主畫面上。

　　2. 2. 5設(shè)置有操作員口令保護(hù)，可設(shè)定、更改系統(tǒng)密碼，防止他人非法退出系統(tǒng)或未經(jīng)允許進(jìn)入系統(tǒng)組態(tài)方式，系統(tǒng)更加安全可靠。

　　江西電力第26卷2003年第2期2. 2. 6內(nèi)容豐富詳細(xì)、功能齊全的系統(tǒng)幫助信息，使用戶迅速、準(zhǔn)確的掌握該套程控系統(tǒng)的操作方法。

　　2. 2. 7實(shí)現(xiàn)了對上位機(jī)與PLC通訊的監(jiān)視，并給出相應(yīng)的提示信息，便于操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題。

　　2. 3下位機(jī)主要功能2. 3. 1通過對PLC編程可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的程控保護(hù)功能、在線編輯等功能，系統(tǒng)工作安全可靠。

　　2. 3. 2通過使用梯形圖程序編制軟件，對下位機(jī)方便地進(jìn)行編程，并支持梯形圖、助記符，可方便的進(jìn)行在線組態(tài)、修改。

　　2. 3. 3 PLC程序的適應(yīng)能力、擴(kuò)展能力極強(qiáng)，可對PLC擴(kuò)展的所有輸入信號進(jìn)行處理，確認(rèn)其動(dòng)作狀態(tài)。

　　3軟件設(shè)計(jì)3. 1下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)參照貴溪電廠鍋爐排污的運(yùn)行要求及廠家提供的電動(dòng)門工作原理圖，運(yùn)用CPT軟件對下位機(jī)的梯形圖進(jìn)行編制，主要編制了各閥門的遠(yuǎn)操開、關(guān)及程控閥門開、關(guān)的邏輯圖，使其完全滿足各種工況下鍋爐排污的需要。

　　3. 2上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)軟件在Windows98操作系統(tǒng)平臺(tái)上開發(fā)。上位機(jī)軟件采用V isual Basic 6. 0語言編寫，V isual Basic 6. 0中文企業(yè)版是一種面向?qū)ο蟮?2位編程工具，是M icrosoft公司最新推出的跨世紀(jì)的產(chǎn)品，它簡單易用，適用面廣，無論是通信、數(shù)據(jù)庫還是其他普通應(yīng)用程序都可以用VB進(jìn)行開發(fā)，而且方便快捷。它的可視化用戶界面設(shè)計(jì)功能、數(shù)據(jù)庫管理功能、控件技術(shù)和ActiveX技術(shù)可以充分滿足上位機(jī)軟件開發(fā)的需要。

　　控件在VB程序設(shè)計(jì)過程中占據(jù)重要地位，因?yàn)樗�不僅提供了一些事件過程供用戶編寫程序代碼，完成程序各個(gè)流程應(yīng)運(yùn)行的工作，而且通過其本身的屬性設(shè)置可直接影響界面外觀等。通過采用VB控件技術(shù)，設(shè)計(jì)出的操作界面友好方便、功能強(qiáng)大。

　　方法與使用其他標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)裝的控件完全一樣。在程序中加入ActiveX控件后，它成為開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境的一部分，并為應(yīng)用程序提供新的功能，其特有的方法和屬性大大增強(qiáng)了程序的能力和靈活性。上位機(jī)軟件通過使用通訊接口ActiveX控件，以PLC網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了與PLC網(wǎng)絡(luò)的互相通信及交換數(shù)據(jù)通過使用報(bào)表ActiveX控件，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)格式的排污記錄報(bào)表的編制，所見即所得，十分方便。

　　貴溪電廠定排程控系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)，如定排電動(dòng)門的實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、排污記錄的存儲(chǔ)及處理等。因此，數(shù)據(jù)庫是應(yīng)用系統(tǒng)的心臟，是信息資源再開發(fā)利用的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定整個(gè)數(shù)據(jù)庫是由哪些相關(guān)的數(shù)據(jù)模型組成，每個(gè)模型由哪些屬性構(gòu)成，各模型的相互關(guān)系如何，以及對數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理組織，以便滿足用戶的功能需求，實(shí)現(xiàn)信息的快速檢索，又可最大限度地節(jié)約空間。數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和性能直接影響著系統(tǒng)的安全、可靠、連續(xù)運(yùn)行。

　　上位機(jī)軟件采用的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)是性能強(qiáng)大的Ms Access數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。Access數(shù)據(jù)庫是一種桌面數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是Visual Basic的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，其文件結(jié)構(gòu)是以M icrosoft SQL Server數(shù)據(jù)庫文件結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，可以通過編程充分利用SQL Server內(nèi)部提供的功能進(jìn)行各種數(shù)據(jù)庫管理。通過采用SQL數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理技術(shù)，保證了數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性和一致性，提高了數(shù)據(jù)的存取速度。

　　4結(jié)語鍋爐定排控制系統(tǒng)自2002年3月投運(yùn)以來，能很好地滿足鍋爐爐水排污的需要，并且鍋爐定排控制系統(tǒng)采用了可編程控制器PLC和上位計(jì)算機(jī)組成具有監(jiān)視、控制和報(bào)警的程控系統(tǒng)，并采用了一體化電動(dòng)門，與其它同類程控系統(tǒng)相比，取消了就地控制盤和操作按鈕，大大減少了硬件設(shè)施的投入。

　　PLC控制器的體積小，可靠性高，硬件維護(hù)成本和維護(hù)人員的工作量很低。

　　鍋爐定排控制系統(tǒng)具有可靠性高、功能豐富、使用方便等特點(diǎn)，由于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了聯(lián)鎖、保護(hù)功能，且排污時(shí)運(yùn)行人員不必再到現(xiàn)場開、關(guān)閥門，大大提高了鍋爐排污過程中發(fā)電設(shè)備的安全和人身安全，既節(jié)約了資金和人員投入又提高了電廠的熱工控制水平。另外，程控系統(tǒng)的投入，極大地減少了鍋爐排污時(shí)的工作量，大大提高了電廠的自動(dòng)化水平，為鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了積極的作用。