PLC在电厂气力除灰系统中的应用教学文稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PLC在电厂气力除灰系统中的应用-施耐德QUANTUMPLC在电厂气力输灰系统中的应用前言气力输灰系统是火电厂的一个重要辅机系统，它有着保护环境的重要作用。而传统的水力输灰系统，不但对环境的污染很严重，而且非常浪费水资源。近年来随着我国经济建设的发展，粉煤灰的利用率也越来越高。因此，目前绝大部分的火电厂输灰系统都采用正压浓相气力输灰系统。在正压浓相气力输灰系统中，工况恶劣、控制点数多。传统的控制系统由于抗干扰能力弱、可靠性差、效率低，达不到预期的控制目标。而可编程逻辑控制器(PLC)的抗干扰能力强、可靠

2、性高，用于输灰系统可以显著提高工程的实用性。现以云南国电小龙潭发电厂(2X300MW机组)#3、#4炉的正压浓相气力输送系统为例。系统概述1.系统配置：每台炉一套正压浓相气力输送系统，采用五电场静电除尘器，每个电场配备4台仓泵，一、二电场每两个仓泵一个输送单元，三、四、五每四个仓泵一个输送单元，共6个输送单元，各个输送单元进行必要的联锁。每个仓泵配置一个就地控制箱,利用控制箱上的旋钮开关，可以对现场阀门进行手动操作和现场调试。正常工况为全自动运行。2.工艺流程：如图每个输灰循环可分为三个阶段：进料阶段：开透气阀开进料阀开蝶阀-系统开始进料。气化阶段：仓泵高料位或“进料时间到”关蝶阀关进料阀关透

3、气阀-开进气阀开输送阀系统开始气化。三、输送阶段正常输灰：仓泵压力达到“压力上限”值开出料阀系统开始出料仓泵压力达到“关输送”值关输送阀仓泵压力达到“压力下限”值关进气阀。进入下一循环的进料阶段。3控制要求(1)实现出灰的过程自动化，为便于操作调整及应急处理，应能随时切换到手动控制状态;(2)当操作室内的“远程/就地”开关打到“就地”位置时，自动停止出灰;(3)仓泵的料位计和进料时间双重控制，料位计或进料时间任意一个达到要求都作为仓泵料满对待;(4)同一出灰管线上只能有一个仓泵出灰，一电场两个单元各用一根出灰管，可同时出灰。二电场两个单元共用一根出灰管，先满足出灰条件的优先出灰。三、四、五电场

4、共用一根出灰管，先满足出灰条件的优先出灰;(5)当发生灰管堵塞后(灰管压力大于400KPa)，报警指示灯发出声光报警，系统发进行自动排堵，直至灰管堵塞故障排除;(6)当来气母管压力小于350KPa时，二、三、四、五电场自动停止运行，保证一电场的用气量。(7)设空压机远程站、灰库设备远程站两个，对上述两个站的设备进行监视和远控。监控系统构成1.本系统选用施耐德公司的QUANTUM系列可编程控制器，每台炉各一套冗余PLC。监控系统分两层，第一层即现场控制层，该层是生产控制的执行层，包括QUANTUMPLC控制柜、远程I/O柜、现场控制箱、若干测量传感器和辅助电器(压力传感器、电磁阀、料位计等由生产

5、厂家配套供给)等。第二层即控制室监控层，是本监控系统的核心层，采用光纤、光纤收发器、交换机及工控机，构成上一层完整的控制室监控层与现场控制层之间的连接，PLC主站与远程站采用ModiconRIO网络连接，使得整个系统具有极高的可靠性。现场程控控制系统利用PLC对现场的设备进行数据采集和控制，控制主机型号为140CPU53414。CPU采用双机热备。在主站站与远程I/O分站均采用双缆冗余结构通讯，以提高整个系统的可靠性。上位机选用研华IPC610工业控制机，它与PLC间通过以太网进行通讯，并可方便的接入厂用MIS和DCS系统。因#4炉的PLC柜距两台炉共用的监控室距离较远，采用光纤进行通讯，配置

6、相应的光纤转换器等。整个监控系统的网络结构图如下：SKIPIF10现场设备开关量输入信号采用DC24V开关电源，传感器等模拟信号采用DC24V线形电源，所有使用AC220V控制的电器元件，均通过OMRON继电器隔离后再与QUANTUMPLC的I/O模块连接，确保柜内模块的安全性。2.QUANTUM系列PLC作为施耐德公司主力产品，具有以下特点:(1)功能强:极强的计算性能，完善的指令集，并且有三种灵活的组网方式：本地I/O、分布式I/O、远程I/O，可满足用户不同需求的配置。(2)快速:指令处理极其快速，只需1ms就可处理3K指令，在文字处理方面也同样表现出色;(3)通用:高性能模板和多种CP

7、U适用任一场合，通过组网模块最多可扩至128个扩展机架，用户友好的CONCEPT编程软件，能与当今流行的绝大多数上位机监控软件互相通讯;(4)全集成:全部模块化，运行可靠，操作方便，特别适合于比较恶劣的工况。3.本系统PLC由电源模块(PS)、模拟量输入模块(AI)、模拟量输出模块(AO)、数字量输入模块(DI)、数字量输出模块(DO)、热备模块(CHS)、以太网模块(NOE)、接口模块(CRP/CRA)和中央处理单元(CPU)组成，构成完整的双机热备系统。QUANTUMPLC双机热备技术的主要特点双机热备系统具有非常高的可靠性，体现在以下几个方面：控制系统为冗余的双CPU设计，运行时一主一备

8、，并通过高速光缆连接；控制系统为冗余的双通讯通道，控制系统间通讯网络采用ModbusPlus或TCP/IP协议,控制系统内部采用RIO网络结构，以上网络均可以采用双缆冗余方式；控制系统为冗余的双电源供电。在双机热备系统中，互为热备的控制器具有如下的工作特性：实时数据传输，确保双CPU程序的完全一致；每个扫描周期均传送数据及状态信息，确保双CPU工作状态的完全一致；两个控制器之间采用光缆连接；切换完成的最长时间是两个扫描周期；通讯速率为10M,热备系统可放于3km之外；当控制程序发生改变时，可以自动完成程序下装功能；初次组态时，用户快速、有效只需下装一次程序；使用IEC方式的双机热备配置不HYPERLINK/word/77742.aspxo需要需要编程工作；使用ModSoft/Concept组态软件均可进行配置；用可装载功能块支持984/800系列用户；CHS模块热更换-无需停机时间。应用总结云南国电小龙潭发电厂(2X300MW机组)已于2006年12月顺利通过168验收，现已正式投产，经过半年多的运行