一、 引言

火電廠輔助系統(tǒng)是火電廠重要組成部分，是電廠運(yùn)行的關(guān)鍵組成環(huán)節(jié)，它主要包括輸煤系統(tǒng)、除灰/ 除渣系統(tǒng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)等，簡(jiǎn)稱“煤灰水”。為了提高了全廠輔助系統(tǒng)的控制水平、控制方式以及系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)輔助車間就地?zé)o人值守，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和全廠的自動(dòng)化水平，電廠輔助系統(tǒng)一般會(huì)實(shí)行全廠集中監(jiān)控，并建立公輔網(wǎng)，為實(shí)現(xiàn)電廠全廠監(jiān)控（SIS）打下良好的基礎(chǔ)。

二、 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

整個(gè)火電廠輔助控制系統(tǒng)主要分為3個(gè)子系統(tǒng)：水處理控制系統(tǒng)，除灰渣控制系統(tǒng)，輸煤程控系統(tǒng)。

1. 電廠水處理控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要適用于火電廠的鍋爐補(bǔ)給水、凝結(jié)水、循環(huán)水、工業(yè)廢水和機(jī)組排水等系統(tǒng)控制和監(jiān)控。

工業(yè)水處理系統(tǒng)采用就地?zé)o人值班方式，在鍋爐補(bǔ)給水控制室布置PLC主機(jī)柜，在工業(yè)廢水車間放置遠(yuǎn)程站。控制系統(tǒng)通過冗余的雙向通訊接口接入水系統(tǒng)控制網(wǎng)，通過全廠水系統(tǒng)操作員站完成對(duì)消防泵房（含蓄水池）、排水泵房、工業(yè)廢水、生活污水等程控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、程序啟/停、中斷控制（自動(dòng)步序和半自動(dòng)步序控制以及跳步等）及單個(gè)設(shè)備操作、系統(tǒng)組態(tài)等功能監(jiān)視，并在工藝系統(tǒng)運(yùn)行工況異常時(shí)報(bào)警以及緊急事故處理和聯(lián)鎖保護(hù)。

工業(yè)水處理系統(tǒng)的控制裝置包括工藝系統(tǒng)程序控制的投運(yùn)、停止和自動(dòng)/半自動(dòng)啟動(dòng)另一列備用裝置程序等。對(duì)于順序控制設(shè)置分步操作、成組操作或單獨(dú)操作等，并有跳步、中斷等操作功能。還設(shè)有程序步驟時(shí)間和狀態(tài)指示、故障原因顯示及必須的選擇和聯(lián)鎖功能。

程控和手動(dòng)加藥。

含油污水處理系統(tǒng)要求可以根據(jù)含油污水收集池液位自動(dòng)啟停。

污泥輸送、脫水系統(tǒng)可根據(jù)泥漿池液位自動(dòng)啟停。設(shè)備包括泥漿池、泥漿輸送泵和脫水機(jī)等。

泵間互相連鎖，且與酸貯存槽液位連鎖，低位停泵。

由水位控制進(jìn)水泵的開啟；高液位開泵，低液位停泵；
泵的切換（運(yùn)行時(shí)間累計(jì)）；
風(fēng)機(jī)的切換（運(yùn)行時(shí)間累計(jì)）；
水泵低液位保護(hù)控制；
設(shè)備故障報(bào)警；

控制系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集和順序控制功能，LCD屏幕能顯示工藝流程及測(cè)量參數(shù)、操作顯示、控制對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)，也能顯示成組參數(shù)。當(dāng)參數(shù)越限報(bào)警或控制對(duì)象故障或狀態(tài)變化時(shí)，能自動(dòng)在當(dāng)前畫面以不同顏色進(jìn)行顯示，并有音響提示。LCD畫面能對(duì)監(jiān)控的信號(hào)進(jìn)行定期打印記錄、參數(shù)越限報(bào)警記錄、設(shè)備運(yùn)行記錄等。通過PLC對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行程序控制和遠(yuǎn)方手操，在PLC內(nèi)設(shè)有必要的保護(hù)和聯(lián)鎖。

2. 電廠除灰渣控制系統(tǒng)

除灰渣控制系統(tǒng)依據(jù)其工作方式分為：水沖灰、氣力除灰。

除灰控制系統(tǒng)功能

=集中監(jiān)視及報(bào)警功能
=語音報(bào)警功能
=管理報(bào)表功能
=與廠級(jí)管理信息系統(tǒng)(MIS)的接口功能
=系統(tǒng)的安全管理功能
=設(shè)備管理功能

除灰控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制。除灰控制系統(tǒng)將能對(duì)整個(gè)鍋爐氣力除灰輸送系統(tǒng)、灰?guī)臁⒊铱諌簷C(jī)系統(tǒng)、氣化風(fēng)機(jī)房的運(yùn)行、啟動(dòng)、停止和故障等進(jìn)行集中監(jiān)視、管理、自動(dòng)順序控制，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方手動(dòng)操作。

除灰控制系統(tǒng)采用LCD操作站作為操作員的人機(jī)接口站，通過LCD畫面和鼠標(biāo)器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，不再設(shè)置常規(guī)的儀表盤臺(tái)和模擬屏。所有運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信號(hào)均能打印記錄。

對(duì)于泵、風(fēng)機(jī)和閥門等被控對(duì)象，除了在除灰控制室操作員站LCD上監(jiān)控外，還將能在MCC上的控制開關(guān)或閥門電動(dòng)裝置上的按鈕進(jìn)行就地控制，對(duì)于氣動(dòng)閥門能在裝于電磁閥箱上（隨工藝系統(tǒng)供貨）的按鈕進(jìn)行就地控制；遠(yuǎn)方/就地切換功能均可在MCC和電磁閥箱實(shí)現(xiàn)，并將“處于就地控制”信號(hào)輸出至控制系統(tǒng)。

除灰控制系統(tǒng)采用自動(dòng)程序控制、遠(yuǎn)方手動(dòng)操作及就地操作相結(jié)合的控制方式。程序控制可設(shè)有自動(dòng)、步進(jìn)操作、成組操作或單獨(dú)操作等手段，并有跳步、中斷或旁路等操作功能，還將設(shè)有必要的步驟時(shí)間和狀態(tài)指示、選擇和閉鎖功能。

各輔助控制系統(tǒng)均可由設(shè)在集控室的輔助車間操作員站對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)工藝過程、運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)控，就地實(shí)現(xiàn)無人值班。輔助車間集中監(jiān)控網(wǎng)留有與DCS的冗余通訊接口，實(shí)現(xiàn)DCS對(duì)輔助車間的監(jiān)控。

3.輸煤程控系統(tǒng)

輸煤控制系統(tǒng)功能：

系統(tǒng)固定程序啟、停功能
系統(tǒng)組合程序啟、停功能
設(shè)備一對(duì)一聯(lián)鎖啟、停功能
原煤倉(cāng)的自動(dòng)配煤功能
局部解除聯(lián)鎖控制功能
三通檔板及犁煤器電動(dòng)推桿的防卡塞功能等

輸煤程控系統(tǒng)能完成電廠正常運(yùn)行時(shí)的上煤、配煤控制；輸煤設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)及安全聯(lián)鎖、保護(hù)等功能，同時(shí)對(duì)輸煤系統(tǒng)相關(guān)電源進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。輸煤程控系統(tǒng)可以與輔助車間控制網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行通訊，以便在主控制室可以對(duì)輸煤系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。兩個(gè)系統(tǒng)間采用10/100M冗余工業(yè)以太網(wǎng)連接，輸煤程控廠家提供冗余光纖通信接口，并提供通訊所需的相應(yīng)資料，包括軟件等。輸煤程控系統(tǒng)并能完成與輸煤廣播呼叫系統(tǒng)、輸煤閉路工業(yè)電視系統(tǒng)的聯(lián)鎖及通信接口。系統(tǒng)在上位機(jī)上可控制輸煤系統(tǒng)主要設(shè)備的起停、設(shè)有起車預(yù)告系統(tǒng)、故障聲光報(bào)警系統(tǒng)、并有故障顯示、驗(yàn)燈功能。能夠顯示皮帶及伸縮皮帶的運(yùn)行狀態(tài)、碎煤機(jī)、篩煤機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)指示、顯示故障位置和性質(zhì)、煤倉(cāng)的高低煤位顯示。

系統(tǒng)上煤控制功能分自動(dòng)、手動(dòng)及就地三種方式。

配煤控制功能分為程控配煤和手動(dòng)配煤。

事故報(bào)警功能中系統(tǒng)具有完善的事故報(bào)警功能。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，語音報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出語音信號(hào)。同時(shí)，CRT屏幕顯示故障區(qū)域流程圖，事故設(shè)備圖形變色，屏幕上方用漢字顯示故障性質(zhì)及發(fā)生時(shí)間。故障報(bào)警系統(tǒng)具有語音報(bào)警功能、實(shí)時(shí)報(bào)警查詢功能、歷史報(bào)警查詢功能、分類報(bào)警查詢功能、報(bào)警打印功能。

管理監(jiān)測(cè)功能是指整個(gè)輸煤系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)管理功能，能自動(dòng)采集運(yùn)行工況及有關(guān)數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流量編制、修改及狀態(tài)顯示并具有制表功能，能按規(guī)定時(shí)間或召喚打印各種報(bào)表，能在CRT上查詢并調(diào)用有關(guān)數(shù)據(jù)。報(bào)表具有設(shè)備運(yùn)行時(shí)間記錄功能、運(yùn)行時(shí)間歷史查詢功能、煤量統(tǒng)計(jì)功能、流程記錄功能等。

三、 解決方案

通過對(duì)上述輔控系統(tǒng)的分析與研究，本著力求性價(jià)比、穩(wěn)定性、功能完善的原則，構(gòu)思設(shè)計(jì)如下系統(tǒng)解決方案，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用NA400系列PLC作為控制站，分別為水處理控制系統(tǒng)、除灰渣控制系統(tǒng)、輸煤程控系統(tǒng)。每個(gè)控制站配2個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)，與主干網(wǎng)的兩個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)成冗余環(huán)網(wǎng)。每個(gè)控制站各設(shè)有工程師站和操作員站，集控室設(shè)有工程師站、操作員站和冗余服務(wù)器。