K0202控制系统PLC系统设计说明书要点

五丰塘焦化1五丰塘焦化1菲、2井焦炉干熄焦工程1X25MW汽轮发电机组 系统设计说明书南京科远自动化集团股份有限公司 第页共17页五丰塘焦化1五丰塘焦化1菲、2井焦炉干熄焦工程1X25MW汽轮发电机组 系统设计说明书南京科远自动化集团股份有限公司南京科远自动化集团股份有限公司科昶司KIEYUAN科昶司KIEYUANFA07068S-K0202系统设计说明书项目名称：宁波钢铁有限公司五丰塘焦化 1#、2#焦炉干熄焦工程1X25MW汽轮发电机组阶段：工程设计版本：A编制人:审核人:批准人:编制日期：编制人:审核人:批准人:审核日期： 批准日期： 南京科远控制工程有限公司NANJINGKEYUANCONTROLENGINEERINGCO.,LTD目录TOC\o"1-5"\h\z一、 概述： 3\o"CurrentDocument"二、 自动化水平 4\o"CurrentDocument"三、 系统配置： 41、 PLC控制系统： 42、 工程师站和操作站： 43、 操作台： 44、 仪表盘： 45、 就地盘： 4\o"CurrentDocument"四、 系统功能: 41、 ETS系统： 42、 循环水系统： 43、 油系统： 54、 汽机调节系统 55、 数据通讯 56、 其它系统： 57、 系统网络： 58、 系统电源： 79、 系统接地： 7\o"CurrentDocument"五、 逻辑功能： 71、 模拟量控制系统（MCS 71.1凝汽器水位调节 81.2减温减压器温度调节 81.3减温减压器压力调节 82、 顺序控制系统（SCS 82.1汽机 102.2循环水 12\o"CurrentDocument"六、 人机界面： 131、 界面布局 132、 工艺流程的表现 133、 监控功能的实现 144、 安全区设计 17、概述:本工程为宁波五丰塘焦化厂 1#、2#焦炉干熄焦工程1X25MW气轮发电机组，通过干熄焦锅炉产生的蒸汽进行发电，同时提供低压蒸汽供化产工序或其他热用户使用。系统设计范围包括汽机热力系统、汽轮机本体、汽轮机调节系统、发电机系统、油系统、循环水系统及减温减压装置。1、热力系统参数主汽压力：9.5MPa主汽温度：540C主汽流量：正常71.87t/h，最大80.5t/h抽汽压力：0.68—1.2MPa抽汽温度：290—321C抽汽流量：正常45t/h，最小20t/h，最大100t/h2、系统主要受控设备：凝结水泵2台射水泵2台电控油泵2台高压油泵1台低压油泵1台直流油泵1台胶球泵1台电动阀门7台调节阀4台3、盘柜PLC控制柜2台PLC远程柜1台PLC电源柜1台仪表柜1台就地盘1台低压柜1台ETS柜1台高压柜5台保护控制柜4台操作台1节（三单元）二、 自动化水平系统采用PLC控制系统，实现汽机的集中控制，控制系统（PLQ的功能包括数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、汽机危机跳闸装置（ETS）、锅炉辅机顺序控制（SCS），具备SOE功能。在控制室内，运行人员能以LCD和键盘为监控中心，完成机组正常运行工况的监视和调整、异常工况的报警和紧急事故处理，在控制室内可在少量就地运行人员的配合下，可实现机组的分阶段半自动启/停。控制室内的控制盘上只布置少量汽机、发电系统必要的后备操作设备，旨在PLC系统出现局部故障时能减少用户的经济损失，当 PLC系统出现全局故障时应保证系统安全停机，再辅以少量必备的监视仪表和操作手段完成设备的启动、停止及正常运行时的监视调整和事故工况下的紧急处理。三、 系统配置：1、PLC控制系统：本系统采用AB公司PLC冗余控制系统，PLC控制系统的控制范围包括汽机、 发电机、油系统、循环水系统及减温减压装置。系统配置1台PLC电源柜、2台PLC控制柜和1台PLC远程柜，PLC远程柜布置在循环水泵房，循环水系统设备及测点进入 PLC远程柜。2、 工程师站和操作站：系统配置1台LCD操作员站和1台LCD工程师站，每台操作站都是全功能操作站，两套全功能操作员站分别用于汽机、电气及循环水、减温减压的参数进行连续监视和控制对象的控制。3、 操作台：系统配置操作台（3单元）放置在控制室，其上布置操作站，并设置紧急停汽机、发电机按纽及重要设备的启停按钮。、仪表盘：仪表盘布置在控制室，操作台前方，其上布置有闪光报警器、重要信号二次表、 TSI仪表、505E、超速保护装置，作为运行操作的后备操作盘。、就地盘：安装在汽机头前方，其上布置了一些重要的压力就地仪表，在汽机开机时使用，开机时就地人员能够方便的看到各部分参数。四、 系统功能：1、 ETS系统：ETS系统独立于主机控制系统，设置独立的控制屏。与 PLC控制柜布置在一起，现场来停机信号直接进入ETS控制屏经继电器扩展后，一付送ETS控制屏用于继电器逻辑控制紧急安全停机；另一付送主机控制系统进行历史记录。2、 循环水系统：循环水泵功能子组采用远程站控制，循环水泵、 阀门及冷却水系统作为SCS中的独立的远程控制站，既能在主机控制系统运行员站上控制，又可以在现场控制盘上操作。3、 油系统：油系统包括交直流润滑油泵、高压油泵，电控油泵，油系统包括了润滑油系统和高压抗燃油系统，测点进入控制系统。4、 汽机调节系统汽轮机的调节由汽机厂配置的 505E完成，包括汽机转速、汽机负荷、汽机抽汽压力调节，安装在仪表盘内。5、 数据通讯数据通讯系统将各分散处理单元、 输入/输出处理系统及人机接口和系统外设联接起来，保证可靠和高效的系统通讯。连接到数据通讯系统上的任一系统或设备发生故障， 不会导致通讯系统瘫痪或影响其他联网系统和设备的工作。通讯总线的故障不会引起机组跳闸或使 DPU停止工作。挂在数据通讯总线上的所有站，都能接受数据通讯总线上的数据，并可向数据总线上发送数据。通讯总线敷设时应避开高频强电设备，如变频器，避免与动力电缆平行敷设，以消除数据传送过程中的误差和干扰。数据通讯总线敷设时必须采用金属保护管，以防止外界损伤。电站主控系统要预留2个通讯接口，一个用于和干熄焦主控系统通讯，通讯采用以太网方式通过光纤口相连，另一个用于电气综合保护系统。6、 其它系统：（1） 凝结水子组项包括凝结水泵、凝结水管路阀门等。（2） 凝汽器子组项包括凝汽器循环水进、出口阀门等。（3） 凝汽器真空系统子组项包括射水泵、射水抽汽器、管路有关阀门等。（4） 汽机轴封系统子组项包括轴封供汽阀门，汽机本体疏水阀门等。（5） 汽机蒸汽管道疏水阀子组项包括主蒸汽、再热汽、排汽管道疏水阀门等。（6） 轴封压力、轴封温度控制7、 系统网络：系统网络图如下：Ei¥d-MXTW1-9SiP-was—畑iLHH3-TCLE□O□■aQo口口□□□口口RACK1KACK2L-~~-II七LU*■■-BAt*■>■■■-■'i*・=F:-I-:..---u.--■■£!8、 系统电源：系统配置1台电源分配柜。外部由2路220VAC±10%，50Hz土1Hz单相电源供电，这二路电源中的一路来I段厂用电源，另一路来自H段厂用电源，其中一路厂用电进入 UPS装置，UPS输出电源与另一路厂用电在电源分配柜内组成两套互相隔离的供电电源，向系统内各设备供电。除外部接受上述二路电源外，在各个机柜和站内部配置相应的冗余电源切换装置和回路保护设备，并用这二路电源在机柜内馈电。机柜内有二套冗余直流电源。这二套直流电源都具有足够的容量和适当的电压，满足设备负载的要求。任一路电源故障都报警，二路冗余电源通过二极管切换回路耦合。在一路电源故障时自动切换到另一路， 以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电和机组的正常运行。9、 系统接地：⑴、过程控制器DPU、系统接地（TE）确保可靠接地即可，阻抗在 5欧姆范围之内，相互间在2欧姆内。、屏蔽接地（PE）这种接地用于机柜内，作为 I/O卡件的信号返回接地和屏蔽电缆接地， PE是一根铜排。所有机柜的PE接地线汇总后接到电气主接地网，阻抗在5欧姆范围之内，相互间在2欧姆内。⑵、操作站的接地、操作站主机的接地操作站主机装在机柜中，主机接地要求同 CPU相同。主机通过铜排确保接地，接地电阻小于1欧姆。、操作站外设的接地外设通过操作站接地。外部设备接地由三线插座完成。 在某些情况下，外设可能被安置在远离工作站的地方。在这种情况下，外设必须被接入一个与系统地线相连的电源上 （或按主机控制系统的要求单独接地）。五、逻辑功能:1、模拟量控制系统（MCS模拟量控制系统主要以死循环控制为典型，包括下列回路，子回路间相互协调动作，使机组能安全、快速、稳定地响应所有工况下负荷变化要求，这些回路是：-凝汽器水位调节•减温减压器温度调节•减温减压器压力调节1.1凝汽器水位调节控制方式：单PID+模拟量手操调节对象：凝汽器水位设定值：执行机构：凝结水再循环调节门调节参数：P: I: D:动作规律：当PV>REMOTES死区时，调节门自动关小；当PWREMOTES死区时，调节门自动开大，维持PV值在REMOTS左右.1.2减温减压器温度调节控制方式：单PID+模拟量手操调节对象：减温减压器温度设定值：执行机构：减温减压器温度调节门调节参数：P: I: D:动作规律：当PV>REMOTES死区时，调节门自动开大；当PV<REMOTES死-区时，调节门自动关小，维持PV值在REMOTS左右.1.3减温减压器压力调节控制方式：单PID+模拟量手操调节对象：减温减压器压力设定值：执行机构：减温减压器压力调节门调节参数：P: I: D:动作规律：当PV>REMOTES死区时，调节门自动开大；当PV<REMOTES死-区时，调节门自动关小，维持PV值在REMOTS左右.2、顺序控制系统（SCSSCS分为三级，由设备操作保护级、设备联锁级组成。设备是指电动门、电动机、电磁门、电动执行机构等。设备操作保护级是SCS勺基础级。操作人员通过CRT!盘对各台设备分别进行操作，实现单台设备的启停，在出现危险工况时，自动启停 /开关设备。设备联锁级是指两个设备之间的联动。功能组级，操作人员发出功能组启动指令后，同一功能组的有关设备将按预定的操作顺序和时间间隔自动启动。对所有设备进行相应的分类，并为同类型的设备设计通用的控制功能块，使编程标准化。受控设备表序号设备名称设备类型

1减温减压器入口电动门FVL_BT2减温减压器出口电动门FVL_BT3汽机主烝汽电动门FVL_BT4电站1#循环水泵FMT_ST5电站2#循环水泵FMTST6-电站3#循环水泵FMTST7电站1#循环水泵进口门FVLBT8电站1#循环水泵出口门FVL_BT9电站2#循环水泵进口门FVL_BT10:电站2#循环水泵出口门FVLBT:11电站3#循环水泵进口门FVL_BT12电站3#循环水泵出口门FVL_BT13汽机胶球清洗泵FMTST14汽机循环水甲侧进电动门FVLBT:15汽机循环水甲侧出电动门FVLBT16汽机循环水乙侧进电动门FVLBT17汽机循环水乙侧出电动门FVLBT181#射水泵FMTST192#射水泵FMTST201#凝结水泵FMTST212#凝结水泵FMTST22高压交流油泵FMTST23低压交流油泵FMTST24直交流油泵FMTST25—盘车电机FMTST26#1EH油泵FMTRS27#2EH油泵FMTRS:28加热器FMTRS29「1#净环冷却水供水泵FMTST「302#净环冷却水供水泵FMTST311#净环冷却水供水泵进口门FVLBT321#净环冷却水供水泵出口门FVLBT33 :2#净环冷却水供水泵进口门FVLBT:342#净环冷却水供水泵出口门FVLBT35 :1#干熄焦循环供水泵FMTRS362#干熄焦循环供水泵FMTRS371#冷却塔风机FMTST382#冷却塔风机FMTST标准电机FMT_ST电机类设备的软件功能主要有以下几种工作状态和启停方式：调试状态在调试状态下，操作人员可对电机进行手动启和停操作而不受启条件或停条件的限制。检修状态在检修状态下，电机不可进行启和停操作。（3） 软手动/自动状态在软手动状态下，电机不参与顺序控制，转到自动状态时电机才能自动启停。（4） 启动允许/停止允许：当未转到调试位时，只有在启动允许状态下，电机才能手动启动和顺控启动。当未转到调试位时，只有在停止允许状态下，电机才能手动停止和顺控停止。（5） 强制启动和强制停止当强制启动或强制停止信号为“TRUE时，只要电机不在检修状态，电机立即启动或停止。（6） 自动启动或自动停止当电机转到自动，电机不在检修状态，调试投入，自动启动或自动停止信号为“ TRUE时,电机启动或停止。当电机转到自动，电机不在检修状态，调试未投入，自动启动或自动停止信号为“ TRUE且启动/停止条件满足时，电机启动或停止。（7） 手动启动和手动停止当电机转到软手动，电机在启动允许和停止允许状态下，调试投入，不在检修状态时，操作人员可对电机进行手动启动和停止操作。当电机转到软手动，电机在启动允许和停止允许状态下，调试未投入，不在检修状态且启动/停止条件满足，操作人员可对电机进行手动启动和停止操作。（8） 报警及确认当下列情况之一发生时，设备模块发出报警信号•当现场的电机送入故障信号•启电机的DC信号发出后未在规定时间内接收到“已启”信号•停电机的DO信号发出后未在规定时间内接收到“已停”信号（9） 电机跳闸标志位电机在正常的远程启动后，系统没有给电机发出停止指令而电机的运行信号消失时，认为电机意外跳闸，此标志位进行显示记录报警。单电控电机FMT_RS软设备接口和标准电机软接口差异在 FMT_RS改为单输出持续的信号。其他接口功能和FMT_S■一致。不可调节电动门FVL_BT这两者的内部逻辑和标准电机基本一样，只是输入信号有所不同。不可调电动门没有跳闸判断逻辑。2.1汽机1、 主蒸汽电动门无联锁条件2、 凝汽器甲侧循环水进水门无联锁条件3、 凝汽器甲侧循环水出水门无联锁条件4、 凝汽器乙侧循环水进水门无联锁条件5、 凝汽器乙侧循环水出水门无联锁条件6、 减温减压器入口电动门无联锁条件7、 减温减压器出口电动门无联锁条件8、 1#、2#射水泵A运行泵跳闸，备用泵启动，备泵启动B射水泵出口母管压力低低限（待设定），备泵启动逻辑关系：A+B9、 1#、2#凝结水泵联锁开：A运行泵跳闸，备用泵联动B凝结水母管压力低（0.4Mpa）,联动备用泵逻辑关系：A+B10、 交流高压油泵联锁启动：A主油泵出口油压低于0.9MPa11、 交流润滑油泵联锁启动：A润滑油压低于0.05MPa12、 直流油泵联锁启动：A润滑油压低于0.04MPa13、 盘车电机联锁停止：A润滑油压低于0.015MPa14、 加热器无联锁15、 胶球清洗泵无联锁16、 #1EH油泵、#2EH油泵A运行泵跳闸，备用泵联动,联动备用泵BEH油系统油压低于（0.4Mpa）,联动备用泵逻辑关系：A+B2.2循环水1、 #1循环水泵2、 #2循环水泵3、 #3循环水泵启动条件：A 循环水泵进口门已开B 循环水泵出口门已关逻辑关系：A_B联锁启动：A工作泵跳闸联锁停止：A泵运行延时20SB 对应的出口门未开逻辑关系：A^B4、 1#2#3#循环水泵进口门无联锁1#2#3#循环水泵出口门联锁打开：A对应的循环水泵运行5、 #1冷却塔风机低速联锁停止：A#1冷却塔风机高速运行6、 #1冷却塔风机高速联锁停止：A#1冷却塔风机低速运行7、 #2冷却塔风机低速联锁停止：A#2冷却塔风机高速运行8、 #2冷却塔风机高速联锁停止：A#2冷却塔风机低速运行注：以上联锁动作均在联锁已投入情况下有效六、人机界面：系统采集和处理所有与机组有关的重要测量信号及设备状态信号，以便及时向操作人员提供有关的运行信息，实现机组安全经济运行 •一旦机组发生任何异常工况，及时报警，提高机组的可利用率。至少有下列功能： 显示：包括操作显示、成组显示、棒状图显示、报警显示等。--操作：设备的手自动操作、联锁、保护。――调节：汽机辅助系统调节等。--制表记录：包括定期记录、事故追忆记录等。--历史数据存储和检索1、界面布局画面被分成三部分。图的左上方显示两条最新报警信息，其下布置报警分区状态按钮：从左到右是 A、B、……F;点击各个区出现的报警图名称依次为： ALARMAALARM、……、ALARMF图的右边是系统时间、位号显示/隐藏按钮、科远公司标志、以及进入退出监视画面的按钮等。画面大部分在中间区域，用于显示工艺流程及参数，报警，趋势和操作记录等画面。底部为画面导航按钮区。2、工艺流程的表现1）、颜色背景 深灰色。蒸汽——红色。若同一幅模拟图上有多根蒸汽管道，则根据压力或温度的高低，选择不同的红色，压力温度越高，则越红。给水——草绿色。同样为了区别不同的水管，可以选择不同的绿色。油 黄色；同样为了区别不同的油管，可以选择不同的黄色。空气——蓝色。电气：直流110V——褐色交流220V——梨黄色交流380V——黄褐色交流10KV 深蓝色接地线 黑色2）、流程图流程按工艺划分为：a） 主流程画面显示各子流程的关键设备和关键过程检测值。b） 汽轮机热力系统流程图主要显示入汽轮机和出汽轮机进入冷凝器的蒸汽流程图。需要显示该流程上的所有相关的过程检测值以及气轮机组的关键过程检测值c） 汽轮机油系统流程图包含所有油系统的检测点和润滑油冷却水的相关检测点。d） 汽轮机本体检测流程图显示汽轮机和发电机本体组所有的参数检测值e） 循环水流程图循环水系统所有设备和循环水入汽轮机组前的过程参数检测。f） 电气系统显示电气系统设备供配电情况。g） SOE报警汽轮机事故跳闸数据记录、查询。h） 联锁投切操作画面i） 综合报警画面j） 数据趋势操作画面k） 硬件配置显示PLC系统状态和IO测点的当前值，方便调试、检修维护。画面导航按钮布局如下主热八、、力油汽轮机循电气联锁综合SOE数据硬件画系系本环系投报报趋配面统统体水统切警警势置备用3、监控功能的实现1）、过程参数检测的显示数据颜色数据天蓝色。2）电动门颜色状态：

开 红色；关 绿色；综合故障红黄闪烁调节门的开度在设备旁边显示检修设备背景天蓝色）电机颜色状态：启动 红色停止 绿色综合故障红黄闪烁检修设备背景天蓝色电机的电流在设备旁边显示3）、设备操作子画面如上，显示该设备的已开，已关,正在开，正在关，检修，综合故障信息。有启动、停止、检修、报警复位操作按钮）、PID操作子画面显示设定值、回馈值、输出值的棒状图。操作设定值、手/自动切换、手动输出值、PID参数。操作弹出设定值、回馈值、输出值趋势画面的按钮。）、SOE报警专用的SOE报警记录软件。）、联锁投切操作画面设备的联锁投切操作，对设备联锁启动或联锁停止的点以设备为单位操作。7）、综合报警画面需要归入报警记录的信号:a） 设备故障b） 设备跳闸报警c） 模拟量限值d）联锁触发信号报警根据工艺流程可划分为以下几个报警区：a） 系统故障b） 汽机热力系统报警区c） 油系统报警区d）