施耐德电气QuantumPLC在火电厂辅控网系统中的应用.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：施耐德电气QuantumPLC在火电厂辅控网系统中的应用以云南大唐红河电厂辅控网系统为例论述施耐德电气QuantumPLC在火电厂辅机系统中的应用。对Quantum系统的硬件、软件结构、工作原理进行了说明阐述电厂辅控网模式在经济、管理上的合理性和技术上的可行性并且根据江边取水系统重点介绍QuantumPLC的具体应用。二、概述随着工业自动化技术的飞速发展电力系统的进一步深入改革电厂对辅控网系统自动化程度的不断提高。在火力发电厂的辅机系统的设计中一般是根据辅控设备的功能按“水”、“灰”、“煤”三个系统设立了独立的集中监控网。但为了保证设备优质高效的运行、提高劳动生产率、提高运行人员整体素质满足减员增效的要求取消一般的“水”、“灰”、“煤”三个独立的监控网只构建一个电厂集中辅控网的新思路并把辅控网数据并入SIS系统中。三、工程描述大唐红河电厂辅控网包括江边取水、生水石灰预处理、次氯酸钠、锅炉补给水、工业废水、凝结水精处理、炉内加药、含煤废水、输煤、燃油泵房、制氢、气力除灰、电除尘一共十三个子系统全部使用QuantumPLC系统。辅控网对PLC有较高要求主要有以下几个特点：1、由于电厂控制水平要求高所以根据工艺段的重要级别大部分子系统选用QuantumPLC双机热备系统；2、在满足工艺、控制要求的前提下提高性能价格比对点数不太多的子系统选用了CPU11303双机热备系统;3、为保证电源的可靠性子系统选用了冗余电源；4、对I/O模块的选型设计进行了优化；在开远大唐红河电厂辅控网中我们充分利用了QuantumPLC强大的功能很好解决了控制系统中存在的问题和难点。在通讯上我们使用工业以太网用TCP/IP协议加光纤远距离传输构建百/千兆网络。NOE通讯模块至交换机采用双绞线厂区内各系统到辅控网基本上没超过2公里所以用多模光纤；江边取水系统距离较远所以用单模光纤网络速度好信息传输方法机制合理所以实时性相当强。网络结构图如（图一）所示：图一四、PLC介绍QuantumPLC模块采用现代大规模集成电路技术经过严格的生产工艺制造内部电路采取了先进的抗干扰技术所以具有很高的可靠性。QuantumPLC还带有硬件故障自我检测功能出现故障时可及时发出警报信息。而且可以在Concept中编入外围器件的故障自诊断程序使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护使整个系统有极高的可靠性。所有模块都可以带电拔插无需停止系统减少工作量维护方便。LED状态指示器直观地显示CPU及其I/O模板通道状态为快速检修故障提供了极大方便。QuantumPLC的配套齐全、功能完善、适用性强江边取水、凝结水精处理等重要系统采用双机热备、冗余电源、冗余远程I/O、再加上双以太网确保系统安全连续运行。尤其是先进的双机热备系统组态简单操作方便。通过两套配置完全相同的模块形成主备的形式。在正常状态下主机CPU负责处理程序运行进行I/O通讯通过热备模块更新备用机CPU的状态及数据备用机则监视主机的运行状态。当主机发生故障时备用机马上进行切换变成主机接替故障机的处理工作而且切换时间短不会超过PLC的一个扫描周期所以不会影响逻辑运行。五、工程实例1、工艺描述云南大唐红河电厂水源地江边取水系统处于离主厂房17公里外的南盘江畔一共分囤船取水、沉沙池、澄清池和二级泵房四个子站。江边取水系统由囤船三台取水泵将南盘江水抽到沉沙池进行泥沙沉淀再自流到澄清池加如凝聚剂助凝剂进一步沉淀杂质再由生压泵打到山顶水池蓄水自流到电厂作为电厂补给水源。流程如（图二）所示2、控制方式江边取水系统操作运行分别设有“远程自动”、“远程手动”、“就地手动”三种工作模式。“远程自动”模式为正常的主要运行方式根据系统满足自动顺序运行的条件在操作员站上操作完成整个工艺流程。在程序编写中注意自动顺序执行期间出现任何故障或运行人员中断信号都能使正在运行的程序中断并回到安全状态使程序中断的故障或运行人员的指令都将在画面实时显示。“远程手动”模式为运行人员在画面上点操一个被控对象。在远方手动模式下系统提供了丰富帮助操作指导和反馈信息指引操作人员的操作以防止误操作。“就地手动”模式是运行人员通过就地控制箱操作被控对象就地操作与远方程控操作之间有相互连锁。3、系统配置控制系统采用耐德电气QuantumPLC系列整个系统开关量输出192点、开关量输入252点、模拟量输出8点、模拟量输入93点。设计时在需要的点数上还留有15%的余量。本系统模块数量如下（表一）系统配