台山电厂输煤程控设计方案

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1　600MW机组燃料程控系统设计方案分析
台山电厂一期工程为5×600MW机组，输煤沿线目前共有11条输送皮带机，双路互为备用，其卸煤系统带速为3.15m/s，带宽为1.8m，实现最大出力为3000T/H；上煤系统设计带速为2.5m/s，带宽为1.4m，实现最大出力为1600T/H。

每炉共6个原煤仓，每仓储煤容量最大为465T，每仓对应磨煤机最大出力60T/H。

整个输煤程控系统由西安210所设计，采用A－B公司的control logix 1756系列产品，其PLC系统由1个主站和4个远程站组成，分布在整个卸煤和上煤系统中。

其PLC控制采用双机热备模式，通讯方面则通过Control Net网络通讯模块的冗余功能实现网络通信热备。

其下位机之间数据通讯交换速度最快为5mbps，上位机与主站之间采用Ether Net以太网通讯模块冗余连接，通讯速度能达到100mbps。

其热备冗余模块之间采用光纤通讯，且每个机柜内不同类型的I/O模块都留有备用点，每个柜内的模块槽架都有模块的扩展接口，其PLC控制器因考虑到二期工程的预留，采用了3mbp内存空间，电源模块也采用了30%～40%的预留余量。

在一期程控系统中，CPU的处理能力、速度及其内存上做了科学预留，在I/O节点和模块扩展上也做好了合理的估算，为二期程控系统的扩建留有余地。

然而在网络设计和施工方面，还是存在一些
的不足，给程控系统的稳定运行带来一定隐患。

图1为总站和各远程站之间的网络布置图，可见，由总站和各分站之间采用同轴电缆－光纤适配器－光纤－光纤终端盒－光纤－光纤终端盒―光纤适配器－同轴电缆连接方式进行通信，但#1远程站和总站之间连接是通过#2远程站的光纤适配器进行中转，这样会造成在#2远程站失电的情况下或其光纤适配器通信故障的情况下，#1远程站也将会与主站失去通信。

同样，#4远程站也可能会出现上述情况。

由于光纤、光纤终端盒和光纤适配器的通信质量决定了整个系统的通信质量，只有它们在通信中稳定运行，整个系统的通信速度和通信性能才能稳定。

但是，在现场观察中发现，其光纤与光纤终端盒的连接布置并未按照严格的工艺要求去做，而是很随便的放置在每个站的程控柜底，光纤的缠绕和
台山电厂输煤程控设计方案分析
金太山
（广东国华粤电台山发电有限公司，广东 台山 529228）
摘要：
文章根据国华粤电台山电厂现有燃料设备工况及程控系统硬件配置情况，对600MW 机组燃煤程控系统的设计模式进行分析，并对后期扩建工程燃料程控系统的设计方案进行预想。

关键词：
输煤程控；设计模式；方案预想中图分类号：
TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）25-0110-032012年第25期（总第232期）NO.25.2012
（CumulativetyNO.232）
接口的不端正都可能是通信故障的隐患。

对于上位机来说，操作系统的稳定是监控软件稳定运行的坚实后台，如果在操作系统上没有安装正确或配置正确，会造成运行环境的不稳定，而且对整个系统的兼容性也有不少影响。

我们的上位机现在安装的操作系统为WINDOWS2000 PROFESSIONAL 版，基于系统的独立性，需要独立安装，隔离病毒，而且需要及时更新其SERVER PACK包和补丁包，提高其硬件系统的兼容性。

由于为工控机，许多软件的安装和硬件的选择需要考虑到其运行软件的兼容性，不能随意地安装市面上的普通软件包。

针对我们现在使用的A－B公司的编程软件和及其监控软件，需要清楚了解其软件系统所要求的硬件条件。

我们目前所配置的上位机主机为研华工控机，虽为高配，但在目前使用中仍有反应迟钝现象，而且会经常出现通信故障的报警，最严重的是能脱网1分钟然后自动恢复。

这些现象都是不正常的。

曾经见到在沙角C电厂也有输煤程控通信系统脱网现象，可见，对这一现象不能解决可能都是由于对A-B公司的设备并没有正确的使用和真正了解原因所造成。

针对网络“阻塞”现象严重，执行网络命令会出现“延迟”现象，通过咨询A-B公司及翻阅相关资料，对系统监控程序进行了优化，并调校了通讯模块、I/O模块的参数，解决了类似的问题；另是设备出现不明原因的“自跳闸”现象，通过检查判断为控制回路感应电压过高，导致误发故障信号所致，通过将控制信号电缆的所有备用芯全部接地，在产生感应高电压回路上的输入继电器上并联阻容，吸收感应电压，并对控缆、动缆交杂铺设进行了梳理隔离，系统不明原因的非停现象基本没有再出现。

2　燃料程控扩建工程设计方案预想
考虑到一期和二期有共同的燃料设备，也将有各自分开的设备。

在控制上要做到恰到好处，而且能够保证整个燃料系统的稳定控制和稳定通信，必需要经过严密的逻辑分析和最佳的方案设计。

要做好这些，主要从以下几个方面入手：网络设计、程序设计和运行管理。

2.1　网络设计
由于燃料一期工程可以通过1个控制室、2台热备PLC下位机实现控制，控制权独立。

对于一、二期工程，设备分布较广，且有各自的独立设备，两期机组负荷也不同，对设备要求也将不同，下面将就几种方案进行分析：
2.1.1　PLC下位机联网方案。

通过光纤将两个系统中的PLC系统联网实现PLC下位机系统联网。

数据交换是在下位机系统内实现的。

网络系统结构如图2所示，PLC系统采用以太网通信方式联网和上位机系统通信。

PLC联网需要PLC专用的光纤（PLC专用光纤内径200μm，普通光纤内径60μm）、专用的光纤的接头和专用的PLC光纤联网模块。

联网的优点是通信安全、可靠，编程简单，缺点是由于下位机处理器的处理能力与上位机相差较远，时实通
信处理能力较差。

图2　PLC下位机网络系统结构图
2.1.2　IPC上位机系统联网方案。

通过光纤通讯将两个系统中的IPC网络进行联网以实现IPC上位机系统联网。

网络数据交换是在上位机系统内实现的。

网络系统结构如图3所示。

IPC系统联接成标准的以太网，通过交换机构筑的以太网与PLC系统通信。

联网的优点是通信速度快，可以使用普通光纤收发器；缺点是IPC上位机系统监控程序的实时性、开放性和可靠性都将影响其下位机及整个网络的可靠性；而且硬件要求上网络光纤收发器需要有精密电源供电。

2.1.3　PLC、IPC系统同时联网方案。

IPC和PLC系统同时联网的网络系统结构图如图4所示。

IPC、PLC系统同时联网，是指将IPC系统和PLC系统同时分别进行联网。

网络数据交换是在上位机系统和下位机系统内实现的。

IPC系统和PLC系统之间通
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过以太网方式通信。

这种网络结合两者的有点，形成最可靠的和通信速度最快的通信网络；缺点是系
统造价高、维护工作量大。

图3　IPC上位机网络系统结构
图4　IPC和PLC系统同时联网的网络系统结构图综上所述，可以发现，保证通信稳定速度快的前提是拥有IPC上位机系统联网方式，在条件许可的情况下可以考虑同时拥有IPC、PLC两种联网方式。

这样一旦在PLC网络系统出现故障时可以利用IPC网络连接来重新恢复连接，同样PLC网络连接也可以拯救IPC网络连接。

不过在此功能实现上，如何让网络有效激活和识别、如何实现I/O控制权的分配，还需要网络软件的进一步优化。

2.2　程序设计
严密的程序设计是整个控制系统能够正常稳定运行的保证。

对于一期、二期整个控制系统程序设计的要求主要可以从以下几个方面入手：
2.2.1　一期、二期输煤程控系统都可以实现对全部输煤系统设备的监视和控制。

通过IPC或PLC 联网系统，一期和二期工程所有设备都可以在同一间控制室，同一台上位机内得到控制。

2.2.2　通过网络操作相关设备时，一期、二期控制室间的操作权可以相互闭锁。

在一期工程上位机上可以不需要权限就能操作本系统内设备，但需要代理操作二期工程相关设备时，需收回二期工程设备操作权限才可以操作，这样能在二期上位机出现故障或无人操作时，能够代理操作二期设备。

同样，二期也可以通过如此方法操作一期设备。

2.2.3　公共设备等的控制可以通过选择网络控制的权限来实现。

公共设备的控制可以通过网络控制的权限来执行，在一台公共设备的控制权上只能被一方独立占有，如若另一方需要操作，必须让对方交出控制权才可以。

这样可以防止误操作和重复性操作。

2.2.4　在控制系统断网时，应尽快实现网络自愈。

一旦一方的控制系统断网，可以通过PLC或IPC网络联网功能实现网络自愈，也可以通过一期、二期工程互相的代理管理达到稳定控制的目的。

2.2.5　完善的故障显示、记忆、报警和信号查询等管理功能。

拥有双方实时故障报警信息和设备状态信息，能够使一期、二期工程控制方掌握现场设备的状态，以便能够及时掌控和调整。

随着工控设备技术的不断发展，接口和应用协议的增加及画面监控软件的逐步完善，程控系统实现的功能也越来越丰富、越来越稳定。

尤其是近10年来，火力发电厂输煤程控系统的发展，使原本使用落后、不稳定的继电器、按钮控制的局面、一改为高度自动化、集中化的控制形式，提高了燃料系统设备运行的安全性和可靠性，进而提高了燃料系统运行的效率，为发电机组容量的增加奠定了基础。

作者简介：金太山（1980-），男，江苏南京人，广东国华粤电台山发电有限公司助理工程师，研究方向：机电工程。

（责任编辑：秦逊玉）
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