浙江長興發電公司4×300MW機組水處理分散控制系統
一:概述
隨著電力市場的進一步開放、中國電力改革的不斷深化和廠網分開、競價上網的逐步實施,如何提高生產效率、降低發電生產成本、提高控制水平是每個大型現代化電廠急需解決的問題, 熱工自動化技術的發展為解決這些問題提供了可能。輔助車間點多面廣, 成為各發電公司提高控制水平、減員增效的重點。本公司輔助車間包括水處理控制、精處理控制、加藥控制、超濾反滲透控制幾個控制點,將輔助車間這幾個控制點進一步優化與集中,采用成熟的PLC控制器與以太網控制技術將這幾個控制點集中,實現在輔助控制室對全廠外圍的設備進行監控和調整。
本公司輔助車間采用的是AB公司的CONTROOOLLOGIX系列的PLC,在化水車間控制室設5臺操作員站,其中1臺兼做工程師站; 在另外設置2臺服務器用來與操作員站通訊,服務器,同時兼做通訊接口機,與全廠PI通訊。操作員站均以IFIX3.5(中文版)為操作員操作系統,以RSLLGIX5000為組態平臺開發的監控軟件運行。各控制站和操作員站通過冗余的ControlNet網聯接。
二:輔助車間的系統及網絡組成結構
輔助車間包括鍋爐補給水系統、超濾反滲透系統、凈水系統、原水系統、加藥系統、除灰沖渣系統、精處理系統、廢水系統,各系統的控制點及距控制器的距離如下:
鍋爐補給水系統 距控制器100 控制點650個左右
超濾反滲透系統 距控制器100 控制點600個左右
凈水系統 距控制器300 控制點550個左右
原水系統 距控制器500 控制點220個左右
加藥系統 距控制器100 控制點450個左右
除灰沖渣系統 距控制器100 控制點100個左右
精處理系統 距控制器200 控制點550個左右
廢水系統 控制器500 控制點320個左右
ControlNet網絡為總線型結構,基于生產者/消費者模型,各節點站作為生產者把需要發送的數據按一定格式打包發送到網絡上,網絡上其它各節點站作為消費者按需提取數據,通信效率高。網絡通信速率為5Mbps,傳輸介質同為軸粗纜,阻抗為75Ω。網絡通信電纜與各節點站之間通過T型連接器實現聯接,安裝和調試簡便,連接穩固,維護量小。網段內只有2個節點時最大傳輸距離為1000m,隨著節點的增多,最大傳輸距離將減小,其計算公式為:1000-(N-2)×16.8m,其中N為節點數。下位機采用的是AB公司的ControlLogix系列的PLC,PLC控制器采用32位總線的Logix5555,基本內存750K,擴展內存1.5M,通過SRM熱備模塊實現雙CPU間的互為備用,在PLC的型號上面實現了全廠的的統一,上位機采用的是IFIX3.5的控制軟件,采用OPC通訊方式通過上位機的以太網連接到控制網上,為輔助車間的連網提供了便利。
輔助車間監控網采用“網絡分層,集中控制”的原則。
(一)網絡分為以太網層和ControlLogix層,兩者網絡各司其者,彼此獨立有相互聯系。
A:在精處理加藥控制室設立集中監控,對精處理及加藥進行控制和監視。以便運行在巡檢時及時了解精處理及加藥設備的運行狀況。
B:在超濾反超濾反滲透設立集中監控,對超濾反超濾反滲透設備進行控制和監視。以便運行在巡檢時及時了解超濾反超濾反滲透設備的運行狀況。
C:在水處理控制室設置集中監控,對鍋爐補給水系統(遠程I/O)、凈水系統(遠程I/O)、原水系統(遠程I/O)、除灰沖渣系統(遠程I/O)、廢水系統(遠程I/O)控制和監視,同時,通過通訊與各遠程I/O站聯系在一起,并對各遠程I/O站進行控制和監視。
D:其他。在需要監控的地方設立監控點,在需要時方便控制和調整。
(二)以太網層:本層是遠程控制層,通過交換機、光纖轉換器、光纖與遠方的電腦連接,實現遠方控制和監視。同時,也是也為我們在遠程I/O監視設備提供了可能。(也就是拿臺筆記本與網線通過網卡直接連在ControlLogix網,就可以控制本網絡內需要控制的設備)
(三)ControlLogix網層,這是控制的最低層。ControlLogix 的媒介訪問方式充分利用了生產者 / 消費者模式的優越性,ControlLogix 允許多個控制器在同一線路上控制 I/O 。這比那些在一個線路上只能有一個主站的網絡有很大的優越性。 ControlLogix 還允許多點發送輸入和對等數據,從而減少了線路上的通訊,提高了系統性能。遠程I/O與I/O站通過ControlLogix網連接在一起,CNBR是ControlLogix網的通訊卡,每一機架配一塊CNBR與ControlLogix網連接,機架上面在配置需要的卡件,比如AI DI DO AO 等(本公司二期綜合水與超濾反滲透在熱備機架上由2塊CNBR實現連接,相互獨立又相互緊密的 連接)。
三:網絡連接
各遠程I/O與I/O站之間的連接采用同軸電纜與光纖相結和的連接方法,距離小于1000米的就用軸電纜,距離大于1000米就使用光纖,注意要選好恰配的設備(指光纖設備的選型)。光纖的走向上要走橋架,在有些地方要加裝渡鋅管,盡量解少光纖彎曲。
四:具體實施
確定使用編程軟件的版本,用ControIFLASH軟件把卡件刷成編程軟件對應的版本。本公司編程軟件用AB公司的RSLLGIX5000,版本13.03,需要投PLC的熱備,卡件對應的版本為:
CPU 13.70
CNBR 5.38.4
SRM 3.39.16
ENBT 3.7.3
輔助車間設計的廠家比較多,各廠家都有各自的軟件編制習慣和方法,要實現連網控制的統一,就必須有統一的要求:
1:由于是多個I/O站,以太網卡件也多塊,對各IO站的IP地址要統一的規劃,以方便日后的工作。同理,CNBR也有多塊,對每一塊的站號也要有統一的規劃,以免發生重號的現象。
本公司各個CPU的IP地址如下:
192.168,1.11 192.168,1.12 二期精處理CPU
192.168,1.21 192.168,1.22 超屢反滲透CPU
192.168,1.51 192.168,1.52 水處理CPU
192.168,1.61 192.168,1.62 一期精處理CPU
192.168,1.71 一期爐內加藥CPU
192.168,1.75 一期精處理再生CPU
192.168,1.48 192.168,1.49是服務器的IP地址.
其中IP地址的最后是11/12 21/22 51/52 61/62是熱備的CPU ,在主CPU地址為1時,備CPU地址自動添加1為2.
在各個CPU之間,我們使用以太網卡(ENBT)來連接,用ControlLogix網絡的連接軟件RSLinx連接各遠程I/O及部分I/O站..
使用RSLinx連接A-B PLC的通訊網絡,首先配置通訊卡,選擇ConFigure Drivers