1 引言

大型火力發(fā)電廠油庫(kù)系統(tǒng)在機(jī)組啟停及機(jī)組低負(fù)荷時(shí)用于向鍋爐提供燃油。傳統(tǒng)運(yùn)行方式由值長(zhǎng)下達(dá)用油命令，油庫(kù)值班人員啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行管理，需要人員長(zhǎng)期在油庫(kù)值班，浪費(fèi)大量人力，本文將介紹廈門某4*300mw電廠采用組態(tài)王軟件及plc進(jìn)行油庫(kù)控制系統(tǒng)改造，實(shí)現(xiàn)油庫(kù)設(shè)備無(wú)人職守。

2 工藝流程分析

燃油系統(tǒng)共有兩個(gè)油罐通過(guò)閥門切換可以選擇#1油罐、#2油罐進(jìn)行用油，在供油母管安裝有一個(gè)氣動(dòng)閥門，通過(guò)控制閥門開(kāi)度，可以控制供油母管回油數(shù)量，從而調(diào)節(jié)供油母管的壓力，以確保鍋爐用油在正常壓力范圍內(nèi)。

2.1 主機(jī)監(jiān)控要求

主機(jī)在鍋爐需要用油時(shí)啟動(dòng)一臺(tái)油泵電機(jī)向鍋爐供油，同時(shí)打開(kāi)油泵循環(huán)冷卻水閥門。當(dāng)供油管壓力小于3mpa時(shí)，調(diào)小供油母管氣動(dòng)閥，當(dāng)氣動(dòng)閥調(diào)到最小時(shí)還無(wú)法達(dá)到母管所需壓力要求時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)另一臺(tái)油泵電機(jī)及其油泵循環(huán)冷卻水閥門。

2.2 輔機(jī)控制要求

輔機(jī)包括控制一臺(tái)污油回收泵電機(jī)及凈化油回收泵電動(dòng)機(jī)，當(dāng)油庫(kù)污油池達(dá)到高油位時(shí)啟動(dòng)污油回收泵，進(jìn)行污油回收，到低油位時(shí)停止電機(jī)運(yùn)行;油庫(kù)凈化油池達(dá)到高油位時(shí)啟動(dòng)凈化油回收泵，進(jìn)行污油回收，到低油位時(shí)停止電機(jī)。

2.3 上位機(jī)監(jiān)控要求

模擬量信號(hào)主要包括兩個(gè)油罐溫度測(cè)點(diǎn)共22個(gè)、供油母管壓力、供油母管回油氣動(dòng)閥開(kāi)度、兩臺(tái)油泵電機(jī)電流信號(hào)、油罐油位;數(shù)字量信號(hào)——兩臺(tái)油泵電機(jī)狀態(tài)(包括運(yùn)行、停機(jī)、跳閘)、污油回收泵電機(jī)及凈化油回收泵電動(dòng)機(jī)狀態(tài)(包括運(yùn)行、停機(jī)、跳閘)、兩臺(tái)油泵出口壓力狀態(tài)(包括低壓力、高壓力)、污油池高低油位、凈油池高低油位、plc通信狀態(tài)等。

2.4 硬件架構(gòu)體系

plc主機(jī)采用日本歐姆龍c200he-cpu42單元。執(zhí)行系統(tǒng)邏輯控制，運(yùn)算及通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)模擬量輸入信號(hào)的采樣、濾波、pid控制等功能，上位機(jī)通過(guò)rs-232c/rs422通信接口轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)與plc通信。硬件系統(tǒng)有2個(gè)數(shù)字量輸入模塊、2個(gè)數(shù)字量輸出模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各開(kāi)關(guān)狀態(tài)采集及執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)，6個(gè)溫度采集模塊用于兩個(gè)油罐本體溫度的采集，ad002模塊用于氣動(dòng)閥控制，da002用于油泵電動(dòng)機(jī)電流、母管油壓、油罐油位、供油回油閥開(kāi)度信號(hào)采集。

3 plc程序流程設(shè)計(jì)

3.1 油泵電機(jī)控制

當(dāng)接到啟動(dòng)油泵指令時(shí)，操作人員在上位機(jī)上進(jìn)行啟動(dòng)操作，可選擇啟動(dòng)a油泵電機(jī)或b油泵電機(jī)并啟動(dòng)相應(yīng)的油泵冷卻水系統(tǒng)，對(duì)油泵進(jìn)行水冷卻，避免油泵溫度過(guò)高。啟動(dòng)一臺(tái)油泵無(wú)法達(dá)到母管壓力工作要求(大于3mpa)時(shí)，首先對(duì)回油氣動(dòng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)到氣動(dòng)閥最小形程時(shí)，仍無(wú)法達(dá)到3mpa以上，啟動(dòng)另一臺(tái)油泵，并進(jìn)行判斷油壓是否大于3mpa，如果還小于3mpa，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警處理，通知運(yùn)行人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。當(dāng)母管油壓大于工作壓力最大值6mpa時(shí)，調(diào)整氣動(dòng)閥進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，如果氣動(dòng)閥已調(diào)整到最大值仍無(wú)法滿足工作壓力要求，進(jìn)行報(bào)警，通知運(yùn)行人員處理。程序流程如圖1所示。

圖1 油泵電機(jī)控制流程

3.2 油庫(kù)輔助系統(tǒng)

油庫(kù)輔助系統(tǒng)主要根據(jù)油池的油位控制兩臺(tái)電機(jī)的啟停，以及時(shí)回收廢油，避免環(huán)境污染。其工作流程分別如圖2、圖3所示。

圖2 油位控制流程

圖3 回收廢油流程

3.3 模擬量數(shù)據(jù)采集處理

為了避免現(xiàn)場(chǎng)干擾，模擬量采集在plc中采用平均值濾波方法進(jìn)行抗干擾處理。連續(xù)采集五次數(shù)，并剔除其中最高及最低兩個(gè)數(shù)，然后在對(duì)其余的三個(gè)數(shù)作平均，并以其值作為采集數(shù)。

3.4 氣動(dòng)閥控制

由plc模擬量模塊輸出控制信號(hào)4~20ma，閥門控制器把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)的行程信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由杠桿帶動(dòng)閥桿運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)直行程。電機(jī)運(yùn)行，通過(guò)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，由三接頭的滑動(dòng)變阻器輸出閥門的定位信號(hào)，此外還有全開(kāi)，全關(guān)數(shù)字量限位信號(hào)。控制系統(tǒng)根據(jù)上位機(jī)的給定值及反饋開(kāi)度信號(hào)，通過(guò)pid運(yùn)算進(jìn)行控制。

4 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)監(jiān)控軟件采用組態(tài)王5.1版本，該系統(tǒng)運(yùn)行于windows 系統(tǒng)，系統(tǒng)功能完善、穩(wěn)定，其內(nèi)嵌的可編程控制器通信協(xié)議有廣泛的硬件支持，并采用dll通信方式，采樣速度快，可靠性高，使用方便。上位機(jī)組態(tài)王主要功能設(shè)計(jì)：

4.1 油庫(kù)設(shè)備動(dòng)態(tài)顯示

通過(guò)與plc進(jìn)行通信，采集油庫(kù)各設(shè)備狀態(tài)，并通過(guò)程序組態(tài)，可以直觀顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、電機(jī)電流、調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、溫度等數(shù)值，操作人員在控制室就能獲得設(shè)備狀況并及時(shí)做出反應(yīng)，如圖4所示。

圖4 油庫(kù)設(shè)備動(dòng)態(tài)顯示畫面

4.2 遠(yuǎn)程控制

在供油泵運(yùn)行主窗口上用鼠標(biāo)點(diǎn)擊設(shè)備控制窗口，系統(tǒng)彈出該設(shè)備操作畫面，就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)操作，包括兩臺(tái)油泵根據(jù)母管油壓狀態(tài)進(jìn)行連鎖/解鎖運(yùn)行、油泵啟動(dòng)/停運(yùn)、污油泵、回收泵啟動(dòng)/停運(yùn)，氣動(dòng)閥開(kāi)度設(shè)置等。

4.3 實(shí)時(shí)曲線及歷史曲線

實(shí)時(shí)曲線可以實(shí)時(shí)反應(yīng)各模擬量參數(shù)變化情況，以方便運(yùn)行人員及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)。通過(guò)歷史曲線查詢，設(shè)備管理人員可以掌握現(xiàn)存設(shè)備運(yùn)行情況，以便為計(jì)劃?rùn)z修提供依據(jù)，同時(shí)可以在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，查找原因提供數(shù)據(jù)。

4.4 報(bào)警功能

包括實(shí)時(shí)報(bào)警功能及歷史報(bào)警記錄。當(dāng)出現(xiàn)新的報(bào)警數(shù)據(jù)時(shí)，彈出報(bào)警窗口及聲響，報(bào)警窗口包括

4.5 安全管理

組態(tài)王提供操作權(quán)限分級(jí)管理功能，為不同人員提供分級(jí)操作功能，并把各項(xiàng)操作記錄操作日志上，以方便管理人員查找設(shè)備操作情況，提供整套系統(tǒng)安全保障。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)改造解決舊系統(tǒng)靠繼電回路控制，自動(dòng)化水平低下，需要運(yùn)行人員長(zhǎng)期職守等問(wèn)題，新系統(tǒng)提高設(shè)備自動(dòng)化水平及生產(chǎn)可靠性，同時(shí)為電廠減員增效做出貢獻(xiàn)，提高生產(chǎn)效率。