化学补给水控制系统改造方案介绍

谭 剑

(湖南省电力勘测设计院，湖南 长沙 410007)

化学补给水控制系统改造方案介绍

谭 剑

(湖南省电力勘测设计院，湖南 长沙 410007)

文中介绍了湖南省三个不同时期建设的电厂化学补给水控制系统改造方案，虽然三个不同时期电厂的化学补给水系统原有的控制水平不同，但都成功实现了PLC以太网的最终改造，且运行良好。虽然改造时要投入一部分资金与人力，但改造后的效果显著，大大提高了生产效率，因此这些改造方案比较适用于老电厂的扩建改造。

化学补给水；控制系统；PLC；改造方案。

随着全国经济水平的发展，很多电厂都进行了二期工程的扩建以满足用电负荷的不断增长。一般电厂在二期扩建工程中为了节约用地和节省投资，都会通过增加一些新的工艺设备和一期工程共用一套化学补给水系统来制水，因此化学补给水系统的控制也是一期和二期合二为一，需要将一期的老系统改造后与二期的新系统一起接入全厂统一的水网。下面介绍湖南省三个不同时期，各有特点的电厂化学补给水系统改造工程。1 石门电厂化学补给水系统改造方案

1.1 石门电厂化学补给水系统改造工程概述

石门电厂一期(2×300MW)是湖南省第一个300MW的电厂，化学补给水系统投产于1995年，因为当时化学补给水系统PLC控制的技术条件还不成熟，因此一期工程的化学补给水系统全部采用常规热工仪表控制盘进行监视操作，自动化程度比较低。2004年石门电厂进行了2×300MW的二期扩建工程，需要在原有的化学补给水工艺设备上增加部分设备扩大制水量以满足一期和二期生产同时用水的需要，控制系统采用PLC控制，一期原有的常规热工仪表控制盘全部取消，改为接入二期PLC控制。

1.2 石门电厂化学补给水系统改造方式

一期和二期共用一套化学补给水处理PLC系统。PLC采用双CPU热备的方式进行冗余控制，将化学补给水处理控制室内原有的一期常规热工仪表控制盘取消后，利用其原有的电缆沟布置新的PLC柜。一期化学补给水处理系统的就地热工仪表大部分保留不变，直接接入新上的PLC系统控制。同时根据业主要求也更换了一期一些较陈旧的仪表以满足新的PLC控制要求。全厂统一的水网值班室设在原一期化学补给水处理控制室内，配置有两台光纤交换机、两台互为备用的水网服务器和三台上位机。一台服务器是网络数据库服务器，另一台服务器是备用服务器，为上位机和上级网络提供服务。当网络数据库服务器出现故障时，备份服务器能自动转换为网络数据库服务器，承担起网络数据库服务器的全部工作。网络是双网冗余结构，在一根网络线出现故障不能正常工作的情况下由另一根网络线承担所有工作，保证整个系统的可靠性，同时在此过程中不会造成数据的丢失和数据的变化。PLC还配置了容量足够的

UPS电源，上位机、网络服务器和交换机的电源设置独立的UPS电源装置，保证系统在正常供电失去的情况下仍能安全运行。因此将原来一期的常规热工仪表控制盘控制取消后，改成的一期与二期合为一体的PLC控制系统大大提高了生产效率及系统运行的稳定性。

1.3 石门电厂化学补给水系统改造硬件配置说明

石门电厂化学补给水处理新上的PLC系统主要硬件配置有：2个互为备用的CPU模块，8个DO模块，15个DI模块，2个AO模块，6个AI模块，2个以太网模块，这些模块及其接线端子排分别布置在四个PLC柜内。化学补给水PLC采用双以太网模块冗余的方式通过100M光纤接入新增的两台水网交换机，交换机采用双电源供电。现场所有仪表通过电缆将信号接入这四个PLC柜内，机柜的防护等级均符合IP54标准。

1.4 石门电厂化学补给水系统改造软件配置说明

化学补给水系统PLC主要软件由上位机监控软件和PLC组态软件组成。它分别实现PLC网络上位机人机接口的监视和控制及实现PLC逻辑控制功能。上位机监控软件支持分布式结构，并支持冗余以太网。PLC组态采用CONCEPT组态软件，具备数据采集处理、控制、监视画面显示、参数越限报警、系统故障诊断、报警、制表、打印等功能。同时软件还能自动记录运行人员在控制室进行的所有操作项目及每次操作的精确时间。通过对运行人员操作行为的准确记录，可便于分析运行人员的操作意图，分析事故原因。

2 湘潭电厂化学补给水系统改造方案

2.1 湘潭电厂化学补给水系统改造工程概述

湘潭电厂一期(2×300 MW)的化学补给水系统投产于1997年，当时化学补给水系统已采用PLC控制，但其他辅助车间仍采用常规热工仪表控制盘进行监视操作，因此一期工程并没有形成全厂统一的水网控制。2005年湘潭电厂进行了2×600 MW超临界机组的二期扩建工程，增加了部分化学补给水工艺设备以满足原有的2台300 MW机组与新建2台600 MW机组的共同除盐水用量。因为增加了工艺设备，控制系统也需要相应的进行增加。

2.2 湘潭电厂化学补给水系统改造方式

这次改造需要将一期原有的化学补给水设备与二期新增的化学补给水设备的控制整合在同一组上位机上进行操作。一期化学补给水PLC系统虽然型号较老，但依然运行比较稳定，从节约投资的角度考虑，仍保留一期的化学补给水系统PLC(一期化学补给水系统PLC采用的是AB公司较早型号的CPU)。二期化学补给水系统PLC采用AB公司型号比较先进型号的CPU通过DH+网与一期化学补给水系统PLC相连。DH+ (Data Highway Plus)网是一种工业局域网技术，其设计目标是为工厂控制设备提供远程编程和对等通讯能力，采用屏蔽双绞线进行通讯，具有连接方便，通讯距离远的特点，是PLC通讯应用很广的工业网络。上位机主要完成系统所覆盖设备的操作，系统运行参数的显示、计算、报警、打印以及PLC参数设置、控制逻辑的修改，系统的调试。PLC接收上位机的操作指令完成对被控设备的控制、被控对象的联锁保护，同时将采集到的信号经过处理后通过光纤交换机提供给网络数据库服务器和上位机，系统的画面组态和逻辑组态均由上位机或服务器完成。

2.3 湘潭电厂化学补给水系统改造硬件配置说明

湘潭电厂化学补给水处理新上的PLC系统主要硬件配置有：2个互为备用的CPU模块，6个DO模块，8个DI模块，1个AO模块，3个AI模块，2个以太网模块，这些模块及其接线端子排分别布置在三个PLC柜内。这三个新增的PLC柜就布置在一期PLC柜旁边的预留位置上，这样也节约了很多电缆。化学补给水PLC采用双以太网模块冗余的方式通过100M光纤接入二期新增的两台水网交换机。一期与二期合用的三台上位机再通过水网交换机与PLC相连，实现了以太网通讯。二期化学补给水PLC通过DH+网与一期化学补给水PLC相连，实现了在同一台上位机上既可控制一期化学补给水设备又可控制二期化学补给水设备。

2.4 湘潭电厂化学补给水系统改造软件配置说明

化学补给水系统上位机图形监控软件采用RSVIEW32中文开发版产品。RSVIEW32是AB公司采用开放技术的人机监控软件，提供了监视、控制及数据采集等全部功能，是一个使用方便、可扩展性强、监控性能高的监控组态软件。PLC组态软件采用RSLOGIX5000网络版产品，在WINDOWS 2000环境下运行，能对PLC进行控制算法和逻辑组态的软件。组态软件可以采用多种方法编程，既可离线又可在线进行组态。画面可以分别显示各系统的工艺流程及测量参数、控制方式、顺序运行状况、控制对象状态，也能显示成组参数。

3 益阳电厂化学补给水系统改造方案

3.1 益阳电厂化学补给水系统改造工程概述

益阳电厂一期(2×300MW)的化学补给水系统投产于2000年，当时包括化学补给水系统在内的所有辅助车间已全部采用了PLC进行控制。这也是湖南第一个辅助车间全部采用PLC控制的电厂，在当时代表着比较先进的水平。2007年益阳电厂进行了2×600MW超临界机组的二期扩建工程，在化学补给水车间也相应增加了一些化学补给水工艺设备以同时供水给2台300MW机组与新建2台600MW机组。PLC控制系统也相应的进行了改造。

3.2 益阳电厂化学补给水系统改造方式

益阳一期化学补给水控制系统的网络通讯采用的是MB+网形式，MB+(MODBUS PLUS)网形式因为传送速率较慢已不再是主流的通讯方式。二期化学补给水系统准备使用的是以太网通讯方式，为了将一、二期化学补给水PLC整合在一起，需要将一期的MB+网改造成以太网，以提高通讯传送速率，增加系统的稳定性。因此在二期化学补给水系统以太网调试完成后，在一期化学补给水系统PLC柜内增加了以太网模块通过交换机与二期以太网连接在了一起。

3.3 益阳电厂化学补给水系统改造硬件配置说明

益阳电厂化学补给水处理新上的PLC系统主要硬件配置有：2个互为备用的CPU模块，17个DO模块，11个DI模块，4个AO模块，9个AI模块，2个以太网模块，这些模块及其接线端子排分别布置在四个PLC柜内。由于一期原来的控制室已没有余地安放新的PLC柜，因此我们联合土建专业将一期控制室边上的一间空房改造成了电子设备间来布置这四个新增的PLC柜，并增加新的电缆沟来连接一期PLC与二期PLC的电缆。化学补给水PLC采用双以太网模块冗余的方式通过100M光纤接入新增的两台水网交换机。一期的化学补给水PLC在取消了MB+网结构后，通过增加的以太网模块经交换机也将其信号接入了二期化学补给水PLC系统。

3.4 益阳电厂化学补给水系统改造软件配置说明

化学补给水控制系统上位机配置了实时数据库软件和服务器版组态监控软件，实时数据库软件采用Wonder Ware公司INSQL SERVER系列。组态监控软件采用悉雅特最新开发运行版。PLC组态软件同时能提供梯形图、指令列表、功能块图、顺序列表、结构化文本等编程语言。完成离线仿真，程序开发、调试、诊断等功能。PLC组态软件能在线对系统的组态进行修改。系统内增加或变换一个测点，不必重新编译整个系统的程序。

4 总结

通过以上湖南省三个不同时期的电厂化学补给水PLC改造比较，可以看出不管是老厂还是新厂的化学补给水PLC系统都向着高度自动化、以太网通讯化的方向发展。实践也证明了改造后的一期与二期合二为一的水网能更好的为一、二期机组安全稳定运行服务，提高了生产效率。

[1]谢碧蓉．热工过程自动控制技术[M]．北京：中国电力出版社，2007．

[2]王平．工业以太网技术[M]．北京：科学出版社，2007．

Reconstructed Scheme of Control System of Chemical Feed Water

TAN Jian
(Hunan Electric Power Design Institute, Changsha 410007, China)

This paper introduces the construction of three different periods in Hunan chemical supply plant water control system improvement program. Although the chemical plant in three different periods of water supply control system at different levels of the original, but all successfully achieved end-PLC Ethernet transformation, and running well. Although the transformation of part of the time to put in money and manpower, but the obvious effect after the modification has greatly enhanced the ef fi ciency of production, these reform programs more applicable to the expansion of old power plant transformation.

chemical feed water; control system; PLC; reconstructed program.

TM621

B

1671-9913(2011)01-0051-04

2010-10-20

谭剑(1979-)，男，湖南株洲人，工程师，从事发电厂热工自动化专业设计工作。