综合利用电厂辅机集控技术的研究与应用

摘要：针对南屯矿电厂的实际，论证了综合利用电厂辅机集控系统可靠性建设的可行性和必要性，提出了南屯矿电厂提高辅控系统可靠性的具体实施方案，以全面提升电厂辅控系统的可靠性，为同类型电厂可靠性建设、提高自动化水平提供了积极的示范和带动作用。

关键词：辅机集控；可靠性；优化

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2013）23019702

0引言

华聚能源南屯矿电厂作为兖矿集团首家综合利用电厂始建于上世纪80年代末，在建厂初以及后期改造中，各辅控系统都广泛采用了自动化监控系统，但由于设计思路的不统一、不同厂家之间产品互通互联问题以及当时通信技术限制等原因，在电厂的实际应用中出现了各辅控系统本身自动化程度高，但都成为了“信息孤岛”，在全厂控制层面上通讯不畅、调度困难，整体自动化水平不高。电厂各辅助子系统独立组成一套监控系统，有各自的控制室、上位机（或触摸屏）和运行值班人员，在这种模式下，辅助系统设备配置重叠，运行人员多且分散，造成管理困难和设备、人员的浪费。

利用先进的计算机技术、网络技术，将相互独立的各个辅助系统实现集中监控或相对集中监控，实现辅助控制系统无人值班化或少人值班，最终达到合理利用资源，提高整体管理水平、降低故障率的目的。这对保证火电厂稳定安全运行有极为重要的意义。

1概述

南屯矿电厂辅助系统主要包括输煤、输灰、电除尘、出渣、化水等系统。控制室岗点分别在输煤集控室、筒仓底部、空压机房配电室、电除尘配电室、出渣控制室、化水控制室等处。

1.1输煤配电控制系统

南屯矿电厂输煤系统由8条皮带、三座1000吨的煤仓和三个炉前仓组成。由于配电控制系统的原因，习惯上把煤仓之前的部分称为输煤一系统，煤仓以后的部分称为输煤二系统。目前整个输煤系统有两个控制室岗点，一个在输煤集控室，对输煤一系统设备（0#—3#皮带等设备）控制、监控；另一个在筒仓底部，为输煤二控制系统，对上煤系统设备（4#—6#皮带等设备）控制、监控。

1.2输灰控制系统

输灰系统采用气力输送，PLC硬件产品选用SLC-5/04控制器，上位组态系统为RSView32 Works。目前，除灰控制室内有上位机一台，对输灰设备实时监控。

1.3电除尘控制系统

电厂电除尘共3台，其中1#炉除尘电控制系统选用德国西门子公司的S7-200控制器（采用214CPU模块），无上位机操作，且PLC接口已占用，外接TD400C。2#、3#炉除尘电控系统，PLC控制系统选用日本欧姆龙的CQM1H-CPU21控制器，系统无上位机，PLC接口未占用，为欧姆龙DB9接口。

1.4出渣控制系统

出渣系统有出渣配电控制柜一台，安装在目前出渣控制室内，运行人员在就地配电控制屏上操作，主要控制3条出渣链条机、大小出渣皮带等设备。

1.5化水控制系统

化水系统反渗透装置的控制系统采用S7-300，配合数字、模拟I/O插件，控制化水系统化运行。上位系统采用WinCC。

各辅机系统设立有独立的控制室及相应的运行人员，因此，各系统通常是相互独立控制运行的。系统分散、距主控制室较远，这会给系统的运行、维护和管理带来许多困难。为提高综合利用电厂的技术水平，实现提高控制自动化、操控简易化、管理信息化、工作程序化的目标，达到提高效率、提高效益、提高安全可靠性、提高运行质量，降低劳动强度、减少用人数量、降低消耗、降低事故的目的，山东华聚能源股份有限公司成立以南屯矿电厂为主要成员的课题组，利用现代通信技术将基于计算机控制的辅控系统进行互联，从而实现对辅控系统的集中监视和控制，从而改进和完善辅助系统的控制方式和运行方式，实现电厂安全生产，提高管理水平。

2实施方案

（1）整合输煤一、输煤二、出渣控制系统，合成一个输煤控制操作系统，通过两台上位机实现远程监控操作。将2台远程控制上位机均安装放置在现输煤控制室，作为辅机岗位集控室。

（2）整合电除尘与输灰控制系统，合成一个控制操作系统，通过2台上位机在现输煤控制室由辅机人员实现远程切换监控操作。

（3）将原输灰控制室改为输灰配电室，原配电柜等放置在原处不变；原电除尘控制室改为电除尘配电室，除尘电控柜在原处不变；出渣配电柜放置在原处，改为出渣链条机配电室；原输煤二控制室改为输煤二配电室，安装放置新更换的配电控制柜设备。

（4）将目前输煤一、输煤二、出渣三个岗位运行人员集中到辅机控制室运行，实现配电室与控制室分开。

（5）覆盖全厂的多通道环形工业以太网，以主要生产岗点、办公点为节点，可以同时传输生产监控数据、工业电视监控、办公数据等。并且为物理冗余，安全可靠性高。电厂输煤配电室接入点设置于输煤配电室内，作为骨干节点向外延伸四条网络数据链路，分别接入化水间（反渗透系统）、电除尘控制室（电除尘系统）、检修楼（输煤集控）和空压机房（输灰控制）的相关控制数据，接入点合计四个，设置相关数据采集接口设备及敷设数据线缆，配置光纤接入传出设备、环网交换机等硬件设备。3主要关键技术

3.1适合于综合利用电厂的辅机集控系统

该辅机集控系统以IFIX系统为平台，以输煤一、输煤二、出渣组成的皮带输送系统为单元，输灰、电除尘系统为单元进行布置和控制，实现煤、灰两大辅机系统的集中控制，这种方式的意义在于方便了全厂层面上的统一管理控制以及调度，消除各个信息孤岛，实现真正的“减员增效”，提高劳动生产率，使经济效益最大化。

3.2工业以太网和实时数据监控平台

电厂输煤配电室骨干接入点延伸的四条网络数据链路详述如下：

化水间数据链路主要针对电厂化水系统的数据接入，通过双绞线或室外屏蔽网线（走架空）连接输煤配电室交换机，接入点一个，设计接入点数为150点（实际点数为104点），接入设备为反渗透系统的西门子S7-300PLC，安装有WinCC上位系统。

电除尘控制室数据链路主要针对电厂电除尘设备的数据接入，双绞线或室外屏蔽网线连接输煤配电室交换机，接入点两个，设计接入点数为300点（实际点数为256点），接入设备为1#炉除尘控制系统所用的西门子S7-200控制器（采用214CPU模块）；2#3#炉除尘控制系统所用的欧姆龙的CQM1H-CPU21控制器。西门子S7-200控制器扩展PLC的数据接口，输出ModBus协议格式的控制数据；欧姆龙PLC输出的ModBus协议数据通过上位系统匹配相应转换模块和上位软件进行位号组态和协议转换后，以TCP/IP方式实现生产数据的网络共享。

检修楼数据链路主要针对输煤控制系统0#1#2#3#输煤皮带的PLC控制系统数据接入，通过双绞线或室外屏蔽网线连接输煤配电室交换机，接入点一个，设计接入点数为312点（预留ET200M从站点数，再加现有实际点数206点），接入设备为输煤皮带控制主站所用的西门子S7-300控制器。

空压机房数据链路主要针对电厂输灰控制系统的PLC控制系统数据接入，同样通过双绞线或室外屏蔽网线连接输煤配电室交换机，接入点一个，设计接口点数为200点（实际点数为168点），接入设备为美国A-B公司的SLC-5/04控制器，其上位组态系统采用RSView32 Works和RSLogix500 English。

4结束语

南屯矿电厂采用先进的工业以太网技术，在基本不提高造价的情况下，将全部辅机控制系统，即输煤、输灰、电除尘、出渣、化水等系统集成为一体化的控制网络，形成了与以DCS为核心的主机集控系统并列的第二个综合控制系统，基本达到与主机DCS控制系统相当的水平，实现了对水、煤、灰网运行状态的实时监控及远程控制，达到了降低成本、减员增效、信息共享、维护方便的效果，提高了电厂自动化控制和管理水平，以及大型火力发电厂的整体控制水平。

参考文献

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