火电厂凝结水精处理程控系统改造

火电厂凝结水精处理程控系统改造
作者：董永明
来源：《科技创新与应用》2013年第12期
摘要：大唐阳城发电有限责任公司凝结水精处理控制系统原由一套冗余的S7-300 PLC实现，经常出现系统通讯故障、程序变量的运算故障等问题，导致投切凝结水精处理系统异常，有时已严重影响到机组的正常运行，因此对其进行了改造以彻底解决这些问题，改造中通过使用DCS远程站的方式，大大降低了改造费用、提高了系统的可靠性和可操作性。

关键词：凝结水精处理；程控系统；改造
1 引言
大唐阳城发电有限责任公司的凝结水精处理控制系统原由一套冗余的S7-300 PLC实现，设有独立的上位机和控制站。

由于S7-300系统本身的处理能力较弱，经常出现通讯故障导致上位机死机，已严重影响到机组的正常运行；且PLC系统的事故追忆能力较差、查找事故原因较为困难。

对安全生产存在隐患。

所以要对凝结水精处理的控制系统进行改造，以期解决上述问题。

2 现场设备情况及存在的问题
2.1 原现场设备的配置情况
凝结水精处理原控制系统由冗余的S7-300 PLC实现，CPU模件通过冗余的profibus总线与冗余的通讯模件（IM153-2）相连，实现对输入/输出模件的访问及控制；另外，该控制系统利用双绞线通过通讯模件（CP343-1）与交换机相连，上位机及辅控网也利用双绞线与交换机相连，从而实现对凝结水精处理系统的操作监控及软件组态。

原设备的配置简图如图1：
2.2 原系统存在的问题
总的来说，该系统基本上也可以正常运行，但由于S7-300 PLC系统处理器的运算能力局限性，它也存在一些不可回避的问题：
2.2.1 CPU的冗余功能不完善：在主从CPU互相切换时会造成部分运行中的设备发生停运，给正常生产工作带来不利影响。

2.2.2 现场S7-300系统的CPU是利用双绞线通过通讯模件（CP343-1）与交换机建立通讯，辅控网、上位机也是利用双绞线与交换机建立通讯，由于该控制系统本身的处理能力及通讯能力都较弱，受系统接入数量的限制，经常造成CPU（主侧、从侧）、辅控网、上位机无法同时建立良好的通讯。

2.2.3 系统采用梯形图实现软件控制逻辑，操作监控及软件组态维护困难，增加或修改控制方案后的调试检查工作量大，可能会由于考虑不周埋下安全隐患。

2.2.4 程序变量的选取及使用复杂，常由于程序变量的运算故障导致控制软件工作不正常，从而影响现场设备的监控。

2.2.5 辅控网是利用双绞线与上位机通讯的，部分变量常因设计不规范而无法在辅控网正常显示。

2.2.6 事故追忆能力较差、报警信号不能分级显示，运行人员不易区分主要报警和次要报警，查找解决现场设备发生的问题较为困难。

2.2.7 辅控网负荷大、系统反应慢，目前已接入了两台机组的除灰、除渣、电除尘、空压机、燃油泵房、化学加药、凝结水精处理（粉末、混床）等系统，急需对其进行瘦身减肥、提高系统的可靠性。

3 问题的解决方案
从以上问题描述中可以看出，控制系统应进行适当的改造，经过多方考虑，从尽量不动原有的I/O模件、不改动系统的原有配线角度出发，初步确定了以下方案：
4 改造后的情况
4.1 改造后现场设备的配置情况
4.2 改造后解决的相关问题
4.2.1 改造后，一举解决了上面提到的各种问题。

4.2.2 优化了控制逻辑：原先的铺膜、爆膜程序中，个别步序不合理、有遗漏步序等问题，此次一并予以了修改解决。

4.3.3 处理了系统遗留的问题：原凝结水精处理系统已安装的个别测点信号在程序中未使用，此次一并按照工艺要求对其进行了整理，确保各信号能及时、如实反映系统工况，确保程序逻辑的可靠执行。

4.3.4 系统改造后，凝结水精处理系统可由集控室人员监控，不需另外安排人员到汽机房0米的值班室进行监控，并且集控室值班人员也可及时掌握该系统的运行情况。

5 改造过程的经验总结
针对此次改造工作，总结了以下经验：
5.1 降低成本：本次改造工作从降低改造成本的角度选择了最经济的改造方案，通过使用DCS远程站的方式，大大降低了改造费用、提高了系统的可靠性和易用性，同时节约了以后的运行及维护成本。

5.2 考虑授权：对DCS系统的改造工作，必须考虑到设备改动量大时所引起的软硬件的授权问题，按照使用正版软件、获得相关厂家的合法授权来考虑，该部分费用将占到改造成本的很大比例。

5.3 预先准备：改造前要对原系统的逻辑进行仔细分析，发现其隐含的漏洞并及时进行修补；查清所有信号的来龙去脉，避免改造后发生系统功能丢失问题。

5.4 认真调试：所有的准备工作及认真施工只是尽最大可能来避免问题，只有通过严格的检查调试、设备试运才能最终保证系统的可靠运行。

6 结束语
通过本次改造工作，以较小的代价彻底解决了原凝结水精处理控制系统存在的问题，确保了投切精处理及爆膜、铺膜等日常工作的正常进行，为机组的正常运行提供了坚实的基础。

参考文献
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