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1、文章编号:1006 - 348X(2003)02 - 20 - 03锅 炉 定 排 控 制 系 统徐高山 昌玉林 邬 菲(江西省电力试验研究院,江西 南昌 330006 )摘要:介绍了锅炉定排程控系统的构造、 系统功能及特点和软件的设计。该系统具有在屏蔽画面对所有阀门进行远方操作 、 灵活的排污程序设置等功能,界面友好,可靠性高,大大减轻了运行人员操作强度,提高了发电设备安全 、 稳定性及人身安全。关键词:火电厂;锅炉;定排;可编程控制器;计算机;控制中图分类号: T K223. 7文献标识码:BAbstract :In this article we introduceaprocedure
2、- control - system for intermittence- draining in power plant , includingstructure , funcrion, feature and programdesign of our system.It provide flexibleprogram setting and enable personneloperate all of the valves in remote way. With friendlyinterface , higher reliabilityit alleviate labor inrensi
3、on for worker inpower plant by large scale, furthermoreit improvestability , safe capability of equipment as well as protectpersonnelssafety.Key words : thermal power plant ; boiler ; Intermission - draining ; PLC ; computer ; control0 概述在电力生产中,锅炉运行要求有良好的汽水品质 ,必须进行定时和不定时的排放汽包沉积的杂质,以提高炉水品质,防止结垢,有利于锅炉
4、的安全运行。以往火电机组中进行锅炉炉水定期排污时,定排电动门经常出现卡涩等机械故障,设备元件出现故障又难于恢复,因此很少采用程控方式排污,一般采用人工排污。所以 ,提高锅炉汽包定期排污程控的可靠性和稳定性势在必行。贵溪电厂 3 号机组原有的锅炉定排方式较为落后 ,完全由运行人员就地手工操作,由于排污阀门较多 ( 21 个) ,排污时间较长,工作量很大;排污时温度、 压力都很高,排污过程中,排污人员又不知道机组运行参数的变化,严重威胁排污人员的人身安全和发电机组的设备安全。且原排污设备投运时间较长 ,设备老化严重,为了保障机组的安全稳定运行,亟待对原锅炉定排系统进行改造。根据贵溪电厂3 号机组锅
5、炉定排的实际情况,江西省电力试验研究院经过认真的调研和精心准备 ,制定了一套切实可行的改造方案。实现了从设计 、 制造 、 安装 、 调试到交付使用的整套工程。经过四个月的辛勤工作与技术攻关,该套系统顺利地交付使用 ,并在实际运行中取得了令人满意的效果。特别是该套系统具有联锁、 保护功能,大大提高了排污时机组运行的安全、 稳定性 ;该系统具有手动排污 、 程控智能排污功能,排污非常实用方便;此外该系统还具有排污记录存储打印等功能。从系统的投运情况来看,完全能满足在各种工况中锅炉排污的需要 。1 系统方案1. 1 系统方案2000 年 ,江西省电力试验研究院在江西省内外各火电厂及试验院、 所进行
6、了广泛的收资和调研工作 ,并对贵溪发电厂原锅炉排污方式进行了认真的研究分析 。在此基础上,决定采用 “PLC + 上位机”的方式进行该程控系统的设计。采用上位机与PLC 联网后 ,依靠现代计算机的强大功能 ,可大大提高整套系统的性能,进行软件开02江西电力 第26卷 2003年 第2期 收稿日期:2002 - 11 - 29作者简介:徐高山,男,高级工程师,江西省电力试验研究院热工室主任。? 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
7、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 发后可实现人机界面、 现场监控 、 报表打印 、 数据管理等附加功能。总之 ,通过上位机与PLC 的数据交换 ,不仅实现了程序控制,还实现了运行监控,丰富了系统的功能,同时也提高了系统的可靠性。1. 2 系统配置锅炉定排程控系统主要由PLC 控制器和上位机计算机两大部分组成,两者通过RS232 电缆通讯 ,形成了一套紧密结合、 功能丰富的程控系统。1. 3 硬件构成C200HGPLC 控制器配置由CPU 机架构成,CPU 机架由部分组成:CP
8、U 底板 ,C200HGCPU ,电源单元 (1 个) ,I/ O 单元 (10 个) 。上位计算机配置为:P 733CPU 、 128MRAM 、20G硬盘 、 40 速光驱 、 显示器为15 英寸彩色液晶显示器 。锅炉定排控制系统结构示意图见图1。图1锅炉定排控制系统结构图2 系统特点和主要功能锅炉定排控制系统采用PLC 控制器 、 上位控制计算机和一体化电动门对原排污系统进行改造,改造后的锅炉排污系统仅由一个控制盘构成,大大减少了硬件设施的投入。为提高系统的安全性和实用性,将主要精力集中在软件的开发上。目前国内在组态软件上有fix 、组态王 5. 0 等 ,这些软件尽管有许多优点,但专业
9、面太广 ,一些现场具体的实际问题较难解决。江西省电力试验研究院为此开发了一套专用软件,即锅炉定排程控系统软件,这套系统既有针对性又灵活实用 ,安全可靠且实现了控制系统具有一切功能。从投运至今有半年多的时间,事实证明该系统的运行是成功的,且具有以下功能特点:2. 1 系统特点2. 1. 1 具有程控智能排污选择功能,设定参数方便在程控设置窗口可切除故障的定排电动门(不参与程控 ),投入正常的定排电动门参加程控。并且可以根据运行要求和工况要求,对程控具体方式进行灵活设置,如自由选择排污顺序、 排污数量和排污时间等 ,这样就增加了运行的灵活性和实用性。以前一般程控系统的程序固定下来后,在运行时不能更
10、改 ,即使现场条件改变了,运行人员也不能改变程序 ,致使程控难以长期投运。而使用本系统运行人员可以很方便地根据当时运行状况对程控程序进行更改 。2. 1. 2可对所有排污阀门进行远方操作,并自动记录其排污时间在操作画面上设计弹出窗口,直接在弹出窗口上进行软操作。并直观显示该定排电动门的操作情况和运行状态,如显示开 / 关超时报警及排污时间等 ,方便运行人员控制排污。2. 1. 3系统具有联锁保护功能在发生汽包水位低或MF T 等情况时,系统将禁止排污 ,并将正在进行的排污过程终止,确保了机组运行的安全。2. 1. 4就地排污阀门采用最新一体化执行机构的电动门 ,减少中间环节,可靠性大大提高。2
11、. 1. 5采用上位机监控,界面友好 ,功能齐全 ,利于运行和监控。2. 1. 6对排污操作可实现存储、 查询 、 管理与报表打印 。2. 1. 7对 PLC 采用梯形图的组态方式,修改 、 查看更加灵活 。2. 1. 8 I/ O 模件卡件式设计,可灵活 、 方便的进行扩充 。2. 1. 9系统结构简单可靠,组件式插接,便于安装维护 。2. 2 上位机主要功能2. 2. 1实现远方排污、 程控智能排污功能,排污非常实用方便。2. 2. 2可进行排污记录的存储与管理,并生成标准格式的打印报表。2. 2. 3软件具有组态功能,用户可根据现场的变化情况进行系统组态和修改。2. 2. 4 实时性地读
12、取PLC 的 I/ O 存储器中的数据,进行在线分析,动态地将现场信号的开关状态反映在系统主画面上。2. 2. 5设置有操作员口令保护,可设定 、 更改系统密码 ,防止他人非法退出系统或未经允许进入系统组态方式,系统更加安全可靠。12江西电力 第26卷 2003年 第2期? 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 -
13、 - - - - - - - - 2. 2. 6 内容丰富详细、 功能齐全的系统帮助信息,使用户迅速 、 准确的掌握该套程控系统的操作方法。2. 2. 7 实现了对上位机与PLC 通讯的监视,并给出相应的提示信息,便于操作人员及时发现和处理问题 。2. 3 下位机主要功能2. 3. 1 通过对 PLC 编程可实现相应的程控保护功能、 在线编辑等功能,系统工作安全可靠。2. 3. 2 通过使用梯形图程序编制软件,对下位机方便地进行编程,并支持梯形图、 助记符 ,可方便的进行在线组态 、 修改 。2. 3. 3 PLC 程序的适应能力、 扩展能力极强,可对PLC 扩展的所有输入信号进行处理,确认其
14、动作状态。3 软件设计3. 1 下位机软件设计参照贵溪电厂锅炉排污的运行要求及厂家提供的电动门工作原理图,运用 CPT 软件对下位机的梯形图进行编制,主要编制了各阀门的远操开、 关及程控阀门开 、 关的逻辑图,使其完全满足各种工况下锅炉排污的需要。3. 2 上位机软件设计上位机软件在Windows98 操作系统平台上开发。上位机软件采用Visual Basic 6. 0 语言编写,Visual Basic 6. 0 中文企业版是一种面向对象的32位编程工具,是 Microsoft 公司最新推出的跨世纪的产品 ,它简单易用,适用面广 ,无论是通信 、 数据库还是其他普通应用程序都可以用VB 进行
15、开发,而且方便快捷 。它的可视化用户界面设计功能、 数据库管理功能 、 控件技术和ActiveX 技术可以充分满足上位机软件开发的需要。控件在 VB 程序设计过程中占据重要地位,因为它不仅提供了一些事件过程供用户编写程序代码 ,完成程序各个流程应运行的工作,而且通过其本身的属性设置可直接影响界面外观等。通过采用VB 控件技术 ,设计出的操作界面友好方便、 功能强大。ActiveX 控件是 Visual Basic 的扩充部分,使用方法与使用其他标准内装的控件完全一样。在程序中加入ActiveX控件后,它成为开发和运行环境的一部分 ,并为应用程序提供新的功能,其特有的方法和属性大大增强了程序的能
16、力和灵活性。上位机软件通过使用通讯接口ActiveX 控件 ,以 PLC 网络通讯协议为基础,实现了与PLC 网络的互相通信及交换数据 ;通过使用报表ActiveX 控件 ,实现了标准格式的排污记录报表的编制,所见即所得,十分方便 。贵溪电厂定排程控系统需要实时处理现场数据 ,如定排电动门的实时状态显示、 排污记录的存储及处理等 。因此 ,数据库是应用系统的心脏,是信息资源再开发利用的基础。数据库设计的主要内容是确定整个数据库是由哪些相关的数据模型组成,每个模型由哪些属性构成,各模型的相互关系如何,以及对数据模型结构进行合理组织,以便满足用户的功能需求 ,实现信息的快速检索,又可最大限度地节约
17、空间 。数据库的结构和性能直接影响着系统的安全 、 可靠 、 连续运行 。上位机软件采用的数据库平台是性能强大的Ms Access数据库系统。Access数据库是一种桌面数据库管理系统,是 Visual Basic 的内部数据库,其文件结构是以Microsoft SQL Server数据库文件结构为基础的,可以通过编程充分利用SQL Server内部提供的功能进行各种数据库管理。通过采用SQL 数据库事务处理技术,保证了数据库的安全性 、 完整性和一致性,提高了数据的存取速度。4 结语锅炉定排控制系统自2002 年 3 月投运以来,能很好地满足锅炉炉水排污的需要,并且锅炉定排控制系统采用了可编
18、程控制器PLC 和上位计算机组成具有监视、 控制和报警的程控系统,并采用了一体化电动门 ,与其它同类程控系统相比,取消了就地控制盘和操作按钮,大大减少了硬件设施的投入。PLC 控制器的体积小,可靠性高,硬件维护成本和维护人员的工作量很低。锅炉定排控制系统具有可靠性高、 功能丰富 、 使用方便等特点,由于该系统设计了联锁、 保护功能,且排污时运行人员不必再到现场开、 关阀门 ,大大提高了锅炉排污过程中发电设备的安全和人身安全,既节约了资金和人员投入又提高了电厂的热工控制水平 。另外 ,程控系统的投入,极大地减少了锅炉排污时的工作量,大大提高了电厂的自动化水平,为锅炉的安全稳定运行发挥了积极的作用。22江西电力 第26卷 2003年 第2期? 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -