李定青

摘 要：文章針對廣東粵電湛江生物質電廠工業(yè)水系統(tǒng)程控多次出現(xiàn)通訊故障導致系統(tǒng)設備監(jiān)控狀態(tài)丟失的現(xiàn)象，提出增加獨立的PLC節(jié)點對工業(yè)水系統(tǒng)程控進行改造。改造縮短了工業(yè)水系統(tǒng)與集控室監(jiān)控站之間的通訊線路，提高了設備通訊速率和可靠性，同時增加工業(yè)水系統(tǒng)PLC節(jié)點分散了全廠BOP輔助設備控制，降低了設備運行風險。

關鍵詞：生物質電廠；程控系統(tǒng)；通訊；GE PLC

1 概述

廣東粵電湛江生物質電廠的2×50MW發(fā)電機組屬于純?nèi)忌镔|項目，是目前全國單機容量及總裝機容量最大的生物質發(fā)電廠，屬于國家鼓勵和支持的環(huán)?？稍偕茉串a(chǎn)業(yè)，同時也是國家和省重點發(fā)展節(jié)能減排的陽光產(chǎn)業(yè)。電廠在籌建期采用GE Fanuc可編程控制器和工業(yè)以太網(wǎng)技術建立了一套自動化水平較高的輔助車間控制系統(tǒng)，對提高生產(chǎn)效率和降低發(fā)電成本起到了重要作用。

2 目前狀況

廣東粵電湛江生物質電廠2×50MW機組全廠輔助設備在控制區(qū)域分別按化水、除塵輸灰兩個大模塊控制點進行設計，采用GE Fanuc可編程控制器及工業(yè)以太網(wǎng)控制技術建立全廠BOP輔機集中監(jiān)控網(wǎng)絡結構，其中，化水網(wǎng)絡控制系統(tǒng)包括化學補給水和工業(yè)水，采用RX 7i 雙機熱備冗余系統(tǒng)，模塊采用 VERSAMAX 系列遠程I/O，I/O 模塊和 CPU 之間的通訊采用 GENIUS 總線控制方式。工業(yè)水監(jiān)控網(wǎng)絡配置如圖1：

3 存在問題

3.1 通訊線路長，通訊設備性能不穩(wěn)定

工業(yè)水程控系統(tǒng)設計為化水PLC的遠程I/O站，由于采用的GENIUS總線控制器通訊，鏈路較長，加上通訊設備GENIUS總線控制器老化，性能不穩(wěn)定，通訊速率低，影響化水PLC控制器與工業(yè)水遠程I/O站之間數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定性，容易造成工業(yè)水系統(tǒng)監(jiān)控失靈。已多次發(fā)生GENTUS總線控制器通訊故障造成工業(yè)水系統(tǒng)設備運行狀態(tài)監(jiān)控丟失，對機組的安全運行造成很大隱患。

3.2 工作環(huán)境惡劣，可靠性降低

工業(yè)水系統(tǒng)程控屬于化水控制系統(tǒng)的遠程VERSAMAX I/O站，位于工業(yè)水配電室，采用的是緊湊型本地盒式底座，可熱插拔I/O模塊，由于I/O模塊安裝在現(xiàn)場配電柜，柜內(nèi)工作環(huán)境惡劣，通風散熱差，模塊溫度較難控制，加上模塊投入運行時間已有六七年，部分設備老化，可靠性降低。

3.3 涉及區(qū)域及設備范圍廣，運行風險高

化水控制系統(tǒng)PLC控制范圍包括化學補給水和工業(yè)水兩大區(qū)域，涉及到的設備I/O點數(shù)較多，一旦化水PLC控制系統(tǒng)崩潰，容易造成涉及化學補給水和工業(yè)水系統(tǒng)設備故障，設備影響范圍廣，運行風險高。

4 改造方案

4.1 設置獨立控制器

本次工業(yè)水控制系統(tǒng)技術改造將工業(yè)水遠程I/O站改造成獨立的PLC節(jié)點，增加RX 3i控制器為工業(yè)水獨立控制器，設計為雙機冗余備用，控制器型號選用IC695CPE310，主頻1.1Ghz Atom。該控制器布爾執(zhí)行時間0.074毫秒/1K邏輯，相比IC695CPU310的0.25毫秒/1K邏輯，性能提升30%。選用該控制器可以減少設備維護、提高性能，并確保向下兼容。

4.2 縮短通訊線路

工業(yè)水控制系統(tǒng)從化水控制系統(tǒng)中分離出來，設置獨立PLC節(jié)點，通過RX 3i控制器上的集成式工業(yè)以太網(wǎng)接口，工業(yè)水控制系統(tǒng)可以直接與化水程控交換機建立通訊交換數(shù)據(jù)，取消了原有GENIUS總線通訊，縮短了通訊線路，提高設備可靠性及通訊速率，保證了工業(yè)水設備通訊穩(wěn)定，分散設備運行風險。

4.3 分散設備控制點

原有化水控制系統(tǒng)設備控制點包含化學補給水系統(tǒng)和工業(yè)水系統(tǒng)，共有316個，現(xiàn)化水控制系統(tǒng)設備控制點只包含化學補給水系統(tǒng)，有208個，工業(yè)水控制系統(tǒng)設備控制點有108個。改造將原有設備控制點分成化水控制系統(tǒng)和工業(yè)水控制系統(tǒng)，分別受控于各自控制器，分散了設備運行風險。

4.4 改善控制系統(tǒng)運行環(huán)境

改造將PLC現(xiàn)場安裝配電柜重新規(guī)劃配置，預留合適的安裝空間，保證PLC模塊的通風散熱，降低PLC因過熱發(fā)生故障。

5 結束語

本次工業(yè)水系統(tǒng)程控改造最大限度地節(jié)約了成本、縮短改造工期、控制改造費用，同時顯著提升工業(yè)水程控系統(tǒng)改造后的整體效益。改造后PLC現(xiàn)場安裝配電柜整體布局合理，通風良好。工業(yè)水程控系統(tǒng)PLC通訊穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸正常，監(jiān)控畫面顯示無延遲，監(jiān)控站工業(yè)水系統(tǒng)所有設備操作功能正常。本次改造分散了設備運行的危險點，同時提高了工業(yè)水系統(tǒng)設備運行的可靠性和穩(wěn)定性，為機組的安全運行打下了堅實基礎。