论文部分内容阅读
[摘 要]可编程控制器（PLC）是锅炉补给水处理自动控制系统的中枢。本文对火电厂锅炉补给水程控系统的方案进行分析，根据火电厂的实际运行状况提出了几种比较可靠、经济、实用和高效的控制方式，总体上制订了锅炉补给水处理控制技术的发展方向。
[关键词]PLC 火电厂 锅炉补给水处理 自动控制 应用方案
中图分类号：TE345 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0007-01
上世纪80年代，在火电厂大型火电机组的建设中，锅炉补给水处理系统采用了可编程控制器（PLC）的程序自动控制装置。PLC是继电器控制技术、计算机技术、通信技术和电子技术相融合的产物，具有顺序控制、计数、定时、逻辑运算和PID调节等功能，并设置特定的指令记忆于存储器中，在经过微处理器进行处理，并通过开关量输入和输出模块，以及模拟量输入和输出模块，对继电器、指示灯、马达和报警器等一系列设备进行控制。PLC取代了原来的继电器逻辑电路，提供了一种“接线网络”，只需对PLC进行简单地编程就可改变这种“接线网络”，这样的控制系统可大大减少接线的反复修改，提高了工效。
1.控制盘方案
20世纪90年代初期，200MW以上机组锅炉补给水控制系统采用PLC+控制盘+仪表盘的控制方案，其组成如（图1）所示。
在以上方案中，电源柜控制着整个供电系统，系统包括哟电压表、电源指示灯、直流24 V电源箱、自动开关、自动切换电路以及启停控制系统等。系统盘上装有热工信号、指示表、控制按钮、模拟工艺流程图、记录仪和开关等。系统要求运行人员熟知工艺系统，能够控制电动机、系统阀门以及其它部件，否则会在操作中出现故障。PLC柜安装有PLC主机架，CPU模块内装有控制软件，有與扩展1/0机架通讯的接口模块，以及扩展继电器和必要的开关、配电器等。
在该方案中，控制盘和PLC柜同处于控制室内，两者之间的输人、输出信号数量多，由预制电缆通过插接方式连接，可靠性差，工作量大，并且梯形图程序用编程器输人，难以修改，调试很不方便。一方面，操作系统与仪表显示、闪光报警等都设置在盘面上，从外观上看显得杂乱，电厂运行人员操作起来不方便。另一方面，各个阀门、仪表、变送器、泵与风机的反馈信号均不进Pl刀程序，不参与逻辑判断和控制，只在控制盘和就地柜上显示，PLC程序只靠工艺系统给定的步序时间来控制系统运行和再生，在PLC配置时，选用单机系统，相对成本较低。
该种组态，一方面是当时的微机技术和监控软件技术比较落后，每台微机和软件的价格基本与一套PLC的总价持平，机械价格的昂贵使之用户很难购买，而且人们对微机的认识和理解度比较低，用户对其可靠性和维护也持怀疑态度。另一方面，整个控制系统只能靠控制盘手动来操作，开关按扭及指示灯数量多，任何一个接点和指示灯的故障都会影响整个系统的运行，使其自动控制的可靠性降低，投人率不高。
2.CRT站和控制盘方案
20世纪90年代中期，由于PLC技术和计算机技术的快速发展，大型电站对自动化要求不断提高，通过技术人员的努力，提出了该控制方案，如（图2）所示。
该种方案在控制室可根据人机界面的不同设有两种监控方式，即模拟控制盘和CRT操作员站，通过设在控制盘上的“CRT/盘操”切换开关进行切换，两种监控方式互为备用。模拟控制盘上设置有控制开关、显示系统状态的模拟灯，信号直接与PLC输人/输出模板相连接，通过PLC程序控制，监控系统运行的整个过程。CRT操作员站是运行人员对系统监视与控制操作的人机界面，显示工艺流程、参数测量、设备运行工况，以不同颜色显示参数越限及控制对象故障（信号报警功能），打印测量参数、报警等。上位机用双绞线屏蔽电缆与PLC进行通讯。
这种控制方式监控手段齐全、可靠。控制系统既可通过模拟控制盘运行，又可以在CRT上观察和控制系统的运行工况.当控制盘或CRT出现故障时即可相互切换，保证系统的正常运行。
3.CRT站和管理员站方案
随着网络技术和计算机技术的不断成熟，特别是具有模拟量输人、输出模块新型PLC高性能监控软件的出现，以及发电厂自动化和管理水平的高要求，提出了摒弃模拟盘、仪表盘、操作按扭控制台，用双上位机（CRT）联成网络完成控制、操作任务，两个上位机互为热备用。
系统中，上位机可加上网卡利用计算机局域网技术，将多个计算机系统结合起来，不受地理和环境的限制，使分散在各地的计算机系统资源同时为多个用户所共享，充分发挥各地资源的作用和特长，实现协同操作，提高可靠性，降低运行费用，避免重复投资。从用户角度来看，一方面得到了一套处理能力强、可靠性高，并且易于管理的控制系统；另一方面，由于减少了模拟盘、仪表盘、控制按扭，大大降低生产成本，提高了经济效益。
该控制系统主要的特点是应用计算机网络中对等型共享局域网，具有分布式通信功能和良好的灵活性，安装使用方便、简单、价格低廉，两台CRT站和管理员站采用以太网（ETHERNET）作为高速数据通讯网，挂在监控层数据网上，结构简单，有很强的自诊断和恢复能力。
4.结语
随着计算机网络技术的迅速发展，火电厂、电力企业集团乃至整个电力系统将生产过程自动化和管理信息通过网络进行信息交换与共享。补给水程控作为辅助车间的一部分，也必将加人辅助车间高度集中控制的行列。通过网关把水处理辅助车间的网络连接到厂级监控信息系统（SIS）和厂级管理信息系统（MIS） ，将是今后的发展方向。辅机系统的可编程序控制器PLC与上位机CRT，通过INTERNET网与电厂DCS系统、工厂管理系统联网，使整个电厂的运行、监控、管理完全透明，确保电厂优质、安全、可靠、经济地运行。
参考文献
[1] 火电厂锅炉补给水处理系统优化设计[J].科技创新与应用，2012（10）：76-77.
[2] 火电厂锅炉补给水处理系统大顺控实践[J].中国科技信息，2012（6）：136-137.
[关键词]PLC 火电厂 锅炉补给水处理 自动控制 应用方案
中图分类号：TE345 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0007-01
上世纪80年代，在火电厂大型火电机组的建设中，锅炉补给水处理系统采用了可编程控制器（PLC）的程序自动控制装置。PLC是继电器控制技术、计算机技术、通信技术和电子技术相融合的产物，具有顺序控制、计数、定时、逻辑运算和PID调节等功能，并设置特定的指令记忆于存储器中，在经过微处理器进行处理，并通过开关量输入和输出模块，以及模拟量输入和输出模块，对继电器、指示灯、马达和报警器等一系列设备进行控制。PLC取代了原来的继电器逻辑电路，提供了一种“接线网络”，只需对PLC进行简单地编程就可改变这种“接线网络”，这样的控制系统可大大减少接线的反复修改，提高了工效。
1.控制盘方案
20世纪90年代初期，200MW以上机组锅炉补给水控制系统采用PLC+控制盘+仪表盘的控制方案，其组成如（图1）所示。
在以上方案中，电源柜控制着整个供电系统，系统包括哟电压表、电源指示灯、直流24 V电源箱、自动开关、自动切换电路以及启停控制系统等。系统盘上装有热工信号、指示表、控制按钮、模拟工艺流程图、记录仪和开关等。系统要求运行人员熟知工艺系统，能够控制电动机、系统阀门以及其它部件，否则会在操作中出现故障。PLC柜安装有PLC主机架，CPU模块内装有控制软件，有與扩展1/0机架通讯的接口模块，以及扩展继电器和必要的开关、配电器等。
在该方案中，控制盘和PLC柜同处于控制室内，两者之间的输人、输出信号数量多，由预制电缆通过插接方式连接，可靠性差，工作量大，并且梯形图程序用编程器输人，难以修改，调试很不方便。一方面，操作系统与仪表显示、闪光报警等都设置在盘面上，从外观上看显得杂乱，电厂运行人员操作起来不方便。另一方面，各个阀门、仪表、变送器、泵与风机的反馈信号均不进Pl刀程序，不参与逻辑判断和控制，只在控制盘和就地柜上显示，PLC程序只靠工艺系统给定的步序时间来控制系统运行和再生，在PLC配置时，选用单机系统，相对成本较低。
该种组态，一方面是当时的微机技术和监控软件技术比较落后，每台微机和软件的价格基本与一套PLC的总价持平，机械价格的昂贵使之用户很难购买，而且人们对微机的认识和理解度比较低，用户对其可靠性和维护也持怀疑态度。另一方面，整个控制系统只能靠控制盘手动来操作，开关按扭及指示灯数量多，任何一个接点和指示灯的故障都会影响整个系统的运行，使其自动控制的可靠性降低，投人率不高。
2.CRT站和控制盘方案
20世纪90年代中期，由于PLC技术和计算机技术的快速发展，大型电站对自动化要求不断提高，通过技术人员的努力，提出了该控制方案，如（图2）所示。
该种方案在控制室可根据人机界面的不同设有两种监控方式，即模拟控制盘和CRT操作员站，通过设在控制盘上的“CRT/盘操”切换开关进行切换，两种监控方式互为备用。模拟控制盘上设置有控制开关、显示系统状态的模拟灯，信号直接与PLC输人/输出模板相连接，通过PLC程序控制，监控系统运行的整个过程。CRT操作员站是运行人员对系统监视与控制操作的人机界面，显示工艺流程、参数测量、设备运行工况，以不同颜色显示参数越限及控制对象故障（信号报警功能），打印测量参数、报警等。上位机用双绞线屏蔽电缆与PLC进行通讯。
这种控制方式监控手段齐全、可靠。控制系统既可通过模拟控制盘运行，又可以在CRT上观察和控制系统的运行工况.当控制盘或CRT出现故障时即可相互切换，保证系统的正常运行。
3.CRT站和管理员站方案
随着网络技术和计算机技术的不断成熟，特别是具有模拟量输人、输出模块新型PLC高性能监控软件的出现，以及发电厂自动化和管理水平的高要求，提出了摒弃模拟盘、仪表盘、操作按扭控制台，用双上位机（CRT）联成网络完成控制、操作任务，两个上位机互为热备用。
系统中，上位机可加上网卡利用计算机局域网技术，将多个计算机系统结合起来，不受地理和环境的限制，使分散在各地的计算机系统资源同时为多个用户所共享，充分发挥各地资源的作用和特长，实现协同操作，提高可靠性，降低运行费用，避免重复投资。从用户角度来看，一方面得到了一套处理能力强、可靠性高，并且易于管理的控制系统；另一方面，由于减少了模拟盘、仪表盘、控制按扭，大大降低生产成本，提高了经济效益。
该控制系统主要的特点是应用计算机网络中对等型共享局域网，具有分布式通信功能和良好的灵活性，安装使用方便、简单、价格低廉，两台CRT站和管理员站采用以太网（ETHERNET）作为高速数据通讯网，挂在监控层数据网上，结构简单，有很强的自诊断和恢复能力。
4.结语
随着计算机网络技术的迅速发展，火电厂、电力企业集团乃至整个电力系统将生产过程自动化和管理信息通过网络进行信息交换与共享。补给水程控作为辅助车间的一部分，也必将加人辅助车间高度集中控制的行列。通过网关把水处理辅助车间的网络连接到厂级监控信息系统（SIS）和厂级管理信息系统（MIS） ，将是今后的发展方向。辅机系统的可编程序控制器PLC与上位机CRT，通过INTERNET网与电厂DCS系统、工厂管理系统联网，使整个电厂的运行、监控、管理完全透明，确保电厂优质、安全、可靠、经济地运行。
参考文献
[1] 火电厂锅炉补给水处理系统优化设计[J].科技创新与应用，2012（10）：76-77.
[2] 火电厂锅炉补给水处理系统大顺控实践[J].中国科技信息，2012（6）：136-137.