GE PLC在工业水系统程控改造中的应用

李定青

摘 要：文章针对广东粤电湛江生物质电厂工业水系统程控多次出现通讯故障导致系统设备监控状态丢失的现象，提出增加独立的PLC节点对工业水系统程控进行改造。改造缩短了工业水系统与集控室监控站之间的通讯线路，提高了设备通讯速率和可靠性，同时增加工业水系统PLC节点分散了全厂BOP辅助设备控制，降低了设备运行风险。

关键词：生物质电厂；程控系统；通讯；GE PLC

1 概述

廣东粤电湛江生物质电厂的2×50MW发电机组属于纯燃生物质项目，是目前全国单机容量及总装机容量最大的生物质发电厂，属于国家鼓励和支持的环保可再生能源产业，同时也是国家和省重点发展节能减排的阳光产业。电厂在筹建期采用GE Fanuc可编程控制器和工业以太网技术建立了一套自动化水平较高的辅助车间控制系统，对提高生产效率和降低发电成本起到了重要作用。

2 目前状况

广东粤电湛江生物质电厂2×50MW机组全厂辅助设备在控制区域分别按化水、除尘输灰两个大模块控制点进行设计，采用GE Fanuc可编程控制器及工业以太网控制技术建立全厂BOP辅机集中监控网络结构，其中，化水网络控制系统包括化学补给水和工业水，采用RX 7i 双机热备冗余系统，模块采用 VERSAMAX 系列远程I/O，I/O 模块和 CPU 之间的通讯采用 GENIUS 总线控制方式。工业水监控网络配置如图1：

3 存在问题

3.1 通讯线路长，通讯设备性能不稳定

工业水程控系统设计为化水PLC的远程I/O站，由于采用的GENIUS总线控制器通讯，链路较长，加上通讯设备GENIUS总线控制器老化，性能不稳定，通讯速率低，影响化水PLC控制器与工业水远程I/O站之间数据通讯稳定性，容易造成工业水系统监控失灵。已多次发生GENTUS总线控制器通讯故障造成工业水系统设备运行状态监控丢失，对机组的安全运行造成很大隐患。

3.2 工作环境恶劣，可靠性降低

工业水系统程控属于化水控制系统的远程VERSAMAX I/O站，位于工业水配电室，采用的是紧凑型本地盒式底座，可热插拔I/O模块，由于I/O模块安装在现场配电柜，柜内工作环境恶劣，通风散热差，模块温度较难控制，加上模块投入运行时间已有六七年，部分设备老化，可靠性降低。

3.3 涉及区域及设备范围广，运行风险高

化水控制系统PLC控制范围包括化学补给水和工业水两大区域，涉及到的设备I/O点数较多，一旦化水PLC控制系统崩溃，容易造成涉及化学补给水和工业水系统设备故障，设备影响范围广，运行风险高。

4 改造方案

4.1 设置独立控制器

本次工业水控制系统技术改造将工业水远程I/O站改造成独立的PLC节点，增加RX 3i控制器为工业水独立控制器，设计为双机冗余备用，控制器型号选用IC695CPE310，主频1.1Ghz Atom。该控制器布尔执行时间0.074毫秒/1K逻辑，相比IC695CPU310的0.25毫秒/1K逻辑，性能提升30%。选用该控制器可以减少设备维护、提高性能，并确保向下兼容。

4.2 缩短通讯线路

工业水控制系统从化水控制系统中分离出来，设置独立PLC节点，通过RX 3i控制器上的集成式工业以太网接口，工业水控制系统可以直接与化水程控交换机建立通讯交换数据，取消了原有GENIUS总线通讯，缩短了通讯线路，提高设备可靠性及通讯速率，保证了工业水设备通讯稳定，分散设备运行风险。

4.3 分散设备控制点

原有化水控制系统设备控制点包含化学补给水系统和工业水系统，共有316个，现化水控制系统设备控制点只包含化学补给水系统，有208个，工业水控制系统设备控制点有108个。改造将原有设备控制点分成化水控制系统和工业水控制系统，分别受控于各自控制器，分散了设备运行风险。

4.4 改善控制系统运行环境

改造将PLC现场安装配电柜重新规划配置，预留合适的安装空间，保证PLC模块的通风散热，降低PLC因过热发生故障。

5 结束语

本次工业水系统程控改造最大限度地节约了成本、缩短改造工期、控制改造费用，同时显著提升工业水程控系统改造后的整体效益。改造后PLC现场安装配电柜整体布局合理，通风良好。工业水程控系统PLC通讯稳定，数据传输正常，监控画面显示无延迟，监控站工业水系统所有设备操作功能正常。本次改造分散了设备运行的危险点，同时提高了工业水系统设备运行的可靠性和稳定性，为机组的安全运行打下了坚实基础。