PLC在电厂热工保护系统改造中应用

1、PLC在电厂热工保护系统改造中应用-管理资料1前言随着我国电力工业的迅速发展，火电厂的装机容量和单机容量都 日益增大，热工保护系统的规模也大幅度上升，对热工保护系统的 控制方式、运行水平的要求也越来越高，热工保护的主要作用是当机组在启停和运行过程中发生危及设备 和人身安全的故障时，自动采取保护或联锁措施，防止事故产生和 避免事故扩大，从而保证机组的正常启停和安全运行。热工保护是 通过对设备工作状态和机组运行参数的严密监视，发生异常情况时, 及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机 组维持原负荷运行或减负荷运行。当发生重大故障而危及机组设备 时，停止机组（或某一部分）运行，避免

2、事故进一步扩大。2原有热工保护系统改造的必要性保护装置在机组正常运行时是长期不动作的，而一旦出现异常情 况却要求必须可靠的立即动作，因此对于热工保护装置应有必要的 监视和试验手段，以确保热工保护装置本身动作的正确和可靠。机组运行的安全可靠，不仅依赖于各设备的安全可靠性能，而且 同各类保护控制装置的准确性和可靠性密切相关。电厂原有热工保 护装置较落后且投运时间较长，保护系统由继电器组成控制回路， 回路硬接线多，加上继电器长期带电工作，继电器触点易老化，导 致接触不良，易产生拒动或误动的情况。大修期间需对继电器进行 测试，以确保继电器工作正常，大大增加了热工人员的维护工作量。 而且随着运行时间的越

3、来越长，故障点相应增多，维护工作量越来 越大，严重影响着机组的安全运行，因此亟待进行改造。3热工保护系统改造的设计思想系统设计的出发点是提供可靠、高效的产品，有效地提高火力发 电厂热工保护系统的控制水平，给发电机组的安全、经济运行提供 保障，同时实现减员增效的目的。由于微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，PLC已发展成 为新一代工业控制机。它具有编程组态方便、硬件配置灵活、高可 靠性和适应工业恶劣环境等优点，已经越来越多的被应用于各个工 业控制领域。新系统采用“上位机PLC”方式，应用计算机通讯技术和PLC控 制技术，对多个输入输出信号实现动态实时监控，具有输入输出信 号状态显示、保护动作

4、记录、报表打印、保护联锁试验等功能。4可编程控制器(PLC)的特点4.1功能丰富PLC具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件，可 以进行各种逻辑问题处理以及数据的运算。PLC不仅能完成复杂的控制逻辑，而且也能实现模拟量控制和智 能控制；并能实现远程通讯、计算机联网及上位机监控等功能。4. 2编程方便PLC是为取代传统的继电器控制逻辑而设计的，它沿用了继电器 原理图或梯形图的编程方法，包含有触点、连线和线圈等概念。PLC 一般采用梯形图编程，可由非计算机专业人员在使用现场完成，程 序可以在线修改。4. 3系列化与标准化程度高PLC在结构、形式、编程语言、通讯等方面大同小异，且各种 PL

5、C产品均形成了适用于不同控制要求的系列产品。因此，PLC应用 于发电厂的控制系统将使系统的设计及硬件配置更为经济合理。4. 4开放的通讯功能PLC既具有各PLC之间的协议通讯接口，也具有多种的通讯方式, 如:RS232接口方式硬件成本低，经济性好，目前较常用，但传送距 离短、速率低;RS485接口方式克服了 RS232的一些缺点，传送距离 大(最大可达1.2Km);CAN方式接口传送速度快，最大12M/S,传 送距离可达1. OKm,误码率低；以态通讯方式传送速度非常快 (10Mbit/S),同时可以实现超远距离的传输，只是硬件和传送介质 的成本略高，用户组成大型控制系统时，可根据外围设备进行

6、方便 的选择，4. 5PLC的选择根据保护系统所需要的输入输出点数、节点容量、系统功能等的 要求，采用欧姆龙公司的SYSMACC200HGPLC对保护系统进行改造， C200HG-CPU63的各项性能指标如下表所示：项目功能存储器用户存储器(UM) 15. 2K字普通 DM6. 144 字(DMOOOO-DM6143)固定 DM512 字(DM6144-DM6655)扩展 DMO-3000 字(DM7000-DM9999)扩展 DM 存储器(EM) 6. 144 字(EM0000-EM6143)I/O分配扩展机架3个机架I/O单元单元号0-9, A-F特殊I/O单元单元号0-9, A-F指令执

7、行时间基本指令0. 156 u sMOV (21)0. 625 HsADD (30) 16. 65 HsI/O刷新时间0. 7ms通讯方式RS232c端口时钟功能具备时钟功能5改造后热工保护系统的主要构成改造后的保护系统主要由PLC控制器和上位计算机两大部分组成, 通过RS232电缆通讯。C200HGPLC控制器配置包括CPU机架和扩展机架，CPU机架由四 部分组成:CPU底板、C200HGCPU、电源单元、I/O单元。扩展机架由 三部分组成:扩展底板、电源单元、扩展I/O单元。6PLC与上位机的串行通讯PLC接收上位机发送过来的开启、停止信号，通过梯形图编制的 逻辑回路来控制相应的输出点，从

8、而实现对外部设备和装置的控制。 PLC与上位机采用串行通讯格式，ASCII码，7位数据位，2位停止 位，奇偶校验位，通讯速率为9600bit/s。7改造后的热工保护系统特点a系统结构简单可靠，组件式插接，便于安装维护。I/O模件卡 件式设计，可灵活、方便的进行扩充。b保护系统采用双电源供电，确保了系统稳定、连续的工作。c对PLC采用梯形图的组态编程方式，可方便的进行组态、监视 和修改。通过梯形图编程可实现相应的保护联锁功能和在线编辑， 系统工作安全可靠。d采用上位机监控，可实现报表打印、报警查询、状态监视、保 护联锁试验记录等多种功能。e对输入信号状态进行记录，确认其动作或恢复的时间，给事故 分析提供准确的依据。8小结a改造后的热工保护系统由上位机和可编程控制器PLC组成，对 原有的由继电器构成的保护回路进行改造。系统结构合理、可靠性 高、易扩展，能完全满足火电厂热工保护的需要。b能对所有输入/输出点进行状态记录，包括各输入点的接通和 断开时间，而且热工维护人员可根据所提供的动作记录来判断一次 元件或现场接线可能存在的问题，消除事故隐患。d该系统灵活性高、适应性强、扩展性好，可根据用户需要进行 扩展和修改，并提供了与其它控制系统的接口。热