一期凝結(jié)水精處理系統(tǒng)程控改造

1、凝結(jié)水精處理程控改造××（*第二發(fā)電有限責(zé)任公司）摘要：根據(jù)一期精處理系統(tǒng)存在的問題，在詳細調(diào)研的基礎(chǔ)上，對精處理控制系統(tǒng)進行改造，將其由DH+網(wǎng)絡(luò)升級為CONTROL NET網(wǎng)，以提高設(shè)備的可靠性。關(guān)鍵詞 精處理 DH+ 改造1、 概述××第二發(fā)電有限責(zé)任公司一期凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)投產(chǎn)于2005年9月。該系統(tǒng)由美國US FILTER公司成套設(shè)計和制造。系統(tǒng)采用AB 的PLC5控制，冗余設(shè)計，整個控制系統(tǒng)主要由一個系統(tǒng)控制柜和13個遠程柜組成，采用工業(yè)DH+網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊，上位機采用DELL工控機，設(shè)計兩臺上位機監(jiān)控，一臺工程師站和一臺操作員站。系統(tǒng)設(shè)計

2、有硬手操緊急停運按鈕和軟手操急停按鈕。主要控制一期兩臺600MW的6臺高速混床，以及配套的樹脂再生系統(tǒng)和相關(guān)的廢水處理系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的基本情況為，主站采用的是ROCKWELL公司的PLC5系列產(chǎn)品，遠程站采用的是ROCKWELL公司的1794系列通訊模塊，主站與遠程站之間通過DH+網(wǎng)絡(luò)進行通訊。現(xiàn)場信號采集到遠程站內(nèi)，通過通訊模塊經(jīng)過DH+網(wǎng)絡(luò)與主站進行信息交換，實現(xiàn)設(shè)備控制?？刂崎y門的電磁閥集中布置在就近的遠程站操作箱內(nèi)。系統(tǒng)設(shè)計兩臺上位機，一用一備，分別實現(xiàn)工程師站和操作員站功能。由于各種原因，該系統(tǒng)經(jīng)過5年的運行間，發(fā)生了許多不可修復(fù)的硬件故障。該套控制系統(tǒng)自投產(chǎn)之日起，故障頻繁發(fā)生，多

3、次造成設(shè)備誤動，嚴重威脅到主機的安全運行。2008年AB公司宣布對PLC5的產(chǎn)品停止生產(chǎn)，該產(chǎn)品的備品價格升高，也給公司的備品采購和維護造成了很大的影響?；谏鲜鲈颍Y(jié)合我公司的實際情況，公司決定對其程控系統(tǒng)進行改造，以達到徹底解決該系統(tǒng)存在的問題，確保設(shè)備的安全可靠運行的目的。2、 系統(tǒng)改造總體方案總體方案是經(jīng)過了運行和管理部門的詳細論證和討論后，結(jié)合現(xiàn)場實際情況而確定的。經(jīng)過論證，我們提出了以下三種改造方案以供參考：方案一：CPU升級現(xiàn)場設(shè)備保持不動，對PLC5控制系統(tǒng)進行升級改造，更換為雙冗余的L62系列產(chǎn)品。遠程I/O仍舊采用DH+網(wǎng)絡(luò)，需要對L62系統(tǒng)采用DH+網(wǎng)絡(luò)的可行性進行考證

4、。軟件部分可采用原邏輯翻譯升級方式進行。避免對現(xiàn)有邏輯進行大范圍改動。優(yōu)點：解決了硬件冗余問題，施工工作量小，工期短，影響??；缺點：卡件仍舊采用PLC5配套卡件，控制部分升級不徹底，仍舊面臨備品采購費用高的問題；DH+網(wǎng)絡(luò)存在的抗干擾能力差的問題沒有得到解決；L62系統(tǒng)與DH+網(wǎng)絡(luò)的兼容性和穩(wěn)定性無法保證，據(jù)了解，國內(nèi)電廠沒有采用此類方案的實例。工期控制：可在20天內(nèi)完工方案二：控制系統(tǒng)升級改造內(nèi)容包括：一個主站和6個遠程站以及相關(guān)的閥門控制箱、就地取樣架控制箱等。其余現(xiàn)場設(shè)備（閥門執(zhí)行機構(gòu)，測量儀表等）維持不動，對混床的6個電磁閥箱進行內(nèi)部改造，拆除原有I/O模塊，布置接線端子，將其引入每臺

5、機組的遠程I/O柜中。1、2號機組各增加一個遠程控制柜?？蓪F(xiàn)有的電磁閥箱用作端子箱，在現(xiàn)有電磁閥柜和增加的就地控制柜中間增加電纜。遠程控制柜至控制室之間采用CONTROL NET同軸連接。盡可能的利用現(xiàn)有的電纜。將新增加的控制柜布置在原控制柜左側(cè)西墻下（原有電纜通道正好從該位置通過，確保原電纜可以直接利用接至新控制柜上）。優(yōu)點：控制部分改造徹底，采用以太網(wǎng)方式，徹底解決DH+抗干擾差的問題。缺點：邏輯需要重新進行編寫，后期調(diào)試工作量較大。軟件可升級或編寫，要求能完全滿足改造要求。工期較長，30天內(nèi)可完成。方案三：控制系統(tǒng)升級，增加混床就地手動控制功能。其余功能與方案二相同。經(jīng)過系統(tǒng)的論證和分

6、析，方案一風(fēng)險較大，技術(shù)上可能存在兼容性等問題，同時其沒有對I/O卡件進行升級，造成技術(shù)改造不夠徹底。同時DH+與CONTROL NET的通訊轉(zhuǎn)換問題是否可靠也缺乏可靠的技術(shù)性支持。方案二方案實施可靠性高，且工期能在小修工期內(nèi)完成，可確保設(shè)備的正常運行。方案三，由于僅在方案二的基礎(chǔ)上增加了就地手動功能，運行人員認為增加就地功能后，反而易造成人員誤操作，對設(shè)備安全更為不利，因此不宜采用。綜合對三個方案的優(yōu)缺點進行比對、分析，決定采用方案二進行改造?？刂乒癫贾脠D由于原有的控制臺和控制柜為一體化的操作臺，由于改造計劃分階段進行，使得改造中不可能利用原有控制柜。系統(tǒng)中原控制室布置圖如下：筆者根據(jù)原有的

7、布置圖，確定了新控制柜的位置布置在電纜通道左側(cè)靠墻放置，這樣做既能確保合理利用房屋空間，更重要的是有效利用了原來電纜通道的電纜，可以非常方便的將原有電纜接入到新控制柜中，保證新舊系統(tǒng)雙軌運行，同時提高了原來電纜的利用率，減少了敷設(shè)電纜，降低了改造成本。同時原有的控制臺在拆除相關(guān)設(shè)備后，可以作為上位機的操作臺得以利用。擬改造后的控制室布置圖3、 控制系統(tǒng)配置系統(tǒng)采用AB LOGIX L62控制器實現(xiàn)冗余配置，采用CONTROL NET冗余網(wǎng)絡(luò)替代原有的DH+網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)共設(shè)計5面盤柜，兩臺機組各1面遠程I/O柜，其余3面布置在控制室，1臺電源柜，另外兩臺I/O柜，其布置圖如下：根據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)共有I/

8、O點數(shù)量統(tǒng)計如下：以下I/O點數(shù)為2臺機組點數(shù)： 名 稱數(shù) 量DIDOAIAO#1機凝結(jié)水精處理系統(tǒng)1125935153#2機凝結(jié)水精處理系統(tǒng)1125935153樹脂輸送及再生系統(tǒng)366184137441合計5903022077474、 系統(tǒng)實現(xiàn)功能根據(jù)工藝過程對原邏輯進行優(yōu)化，解決原有系統(tǒng)中部分設(shè)備不能自動運行的問題。畫面的修改結(jié)合了運行人員的建議和意見，結(jié)合二期系統(tǒng)畫面的風(fēng)格，確保整個系統(tǒng)風(fēng)格統(tǒng)一。修改后的邏輯注釋清晰，畫面功能強大，導(dǎo)航界面操作簡潔，更符合運行人員的操作習(xí)慣，同時實現(xiàn)了歷史曲線調(diào)閱，打印功能，報警信號經(jīng)過分類區(qū)分，按系統(tǒng)的重要程度分為兩類，區(qū)別報警。使得系統(tǒng)的可靠運行提供

9、了有力的保證。原有系統(tǒng)畫面設(shè)計均為英文版本，不利于現(xiàn)場運行人員監(jiān)護和學(xué)習(xí)。此次改造中采用中文版的IFIX4.0作為畫面監(jiān)控軟件。畫面的設(shè)計沿用一期精處理中設(shè)計合理的功能，同時結(jié)合二期設(shè)計中的優(yōu)點。采用統(tǒng)一的畫面風(fēng)格方式，完善各類報警、保護功能。使得新系統(tǒng)的人機界面更加人性化，實用化。上位機采用了研華工控機，在確保硬件可靠性的基礎(chǔ)上，按照原系統(tǒng)分為工程師站和操作員站進行設(shè)計，上位機設(shè)計完備的備份功能，能有效的確保設(shè)備安全可靠運行。系統(tǒng)設(shè)計采用的軟件包括：1、 PLC硬件組態(tài)工具包軟件：RSLogix Controlnet Networks2、 PLC編程軟件：RSLogix5000 v15.0中

10、文版3、 RSNetWorx for ControlNet,用于組態(tài)控制網(wǎng)（ControlNet）；4、 監(jiān)控軟件：ifix 4.0 中文版，軟件限制點數(shù)為無限點。5、 通訊軟件：RSlinx2.5中文版，用于編程軟件與PLC通訊，上位機數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件與PLC的通訊。6、 操作系統(tǒng)選用了傳統(tǒng)的window xp，能有效保證系統(tǒng)的兼容性。5、 可靠性設(shè)計5.1主機系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)廣泛采用了冗余設(shè)計技術(shù)，對控制主機PLC、通訊設(shè)計、電源模塊、上位控制、機柜供電均采取了1:1的冗余。在單臺設(shè)備故障時不影響系統(tǒng)的正常工作，同時卡鍵可實現(xiàn)熱插拔，提高了系統(tǒng)整體的可用性。對I/O卡件采用了繼電器隔離，網(wǎng)絡(luò)具備

11、智能網(wǎng)絡(luò)功能。上位機采用雙網(wǎng)卡冗余配置，可有效降低網(wǎng)絡(luò)故障引起的設(shè)備無法操控的風(fēng)險。5.2系統(tǒng)總體可靠性對整個系統(tǒng)設(shè)計上最大限度的提高了系統(tǒng)的可靠性，電源回路采用了隔離變壓器將整個系統(tǒng)與動力電源回路實現(xiàn)了電氣隔離，有效的隔離了動力電源的干擾，設(shè)計了系統(tǒng)的接地，將系統(tǒng)主機柜可靠的接地。5.3系統(tǒng)功能的優(yōu)化根據(jù)現(xiàn)場工藝，結(jié)合以往高塔分離技術(shù)的精處理的優(yōu)缺點，在系統(tǒng)設(shè)計階段完善了系統(tǒng)控制邏輯，采用了更為規(guī)范的編程模式，克服了以往程控用戶軟件愛你設(shè)計的隨意性為軟件維護帶來的困難。6、 改造過程我們根據(jù)機組的特點選擇在1號機組小修中實施了本次改造工作。我們對物料和設(shè)備供應(yīng)進行了詳細的統(tǒng)籌計劃，并針對小修

12、工期，倒排了工作計劃，對施工方案進行了多次的審查核對，對此制定了詳細的施工方案和措施，根據(jù)此我們確定本次改造分三步進行實施。6.1第一階段：公用系統(tǒng)和1號機組改造施工。本次改造在1號機組小修期間2009年8月17日進行，由于2號機組正在運行，因此改造工作必須以確保2號機組的可靠運行為前提展開。在進行三措的審批完成后后，結(jié)合小修項目的工期進度，首先進行了公用系統(tǒng)的改造，改造成功后，首先使得其能滿足2號機組樹脂再生的需要。然后進行1號機組的改造。所有的改造工作嚴格按照施工工藝進行，電纜的敷設(shè)規(guī)范，施工標準，絕緣測定，屏蔽信號等均經(jīng)過了嚴格的驗收。閥門的單體調(diào)試，系統(tǒng)模擬試驗，邏輯功能的模擬測試，均

13、通過了驗收。正是在做了大量基礎(chǔ)工作的基礎(chǔ)上，第一階段的改造工作沒有因為施工發(fā)生任何的不安全因素，沒有對2號機組的運行造成威脅。6.2第二階段：雙（新舊）系統(tǒng)運行階段。雙系統(tǒng)運行階段，由于改造的特殊性，我們對運行人員在雙系統(tǒng)運行階段進行了詳細必要的培訓(xùn)工作，同時安排施工單位的技術(shù)人員在雙系統(tǒng)運行階段輔助運行人員進行監(jiān)護操作，為運行保駕護航。對雙系統(tǒng)運行過程中需要涉及的操作，全部進行了跟蹤確認，使得后續(xù)的雙系統(tǒng)運行得以順利進行。雙系統(tǒng)運行持續(xù)了6個多月的時間。6.3第三階段：具備條件后，改造2號機系統(tǒng)，同時拆除舊系統(tǒng)。2010年3月2號機組小修開始后，2號機組的改造具備條件，我們通過第一階段的順利

14、實施，取得了一定的改造經(jīng)驗。在實施2號機組的改造中，嚴格控制工藝和工期，加班加點，僅7天時間就完成了2號機組的改造任務(wù)。所有的試驗檢查項目全部完成。7、 改造中注意的問題7.1由于改造期間，因2號機組運行，為了確保不發(fā)生2號機組設(shè)備誤動，改造期間必須采取可靠的措施，確保舊系統(tǒng)能夠可靠穩(wěn)定運行，為此，在開工前應(yīng)進行了相關(guān)試驗，驗證1號機組相關(guān)設(shè)備拆除后對2號機組的影響。7.2調(diào)試過程中，由于混床內(nèi)有樹脂，清理工作難度較大，針對此問題，我們制定了閥門的調(diào)試方案，即只對執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)試，門本體與執(zhí)行機構(gòu)脫離。這樣即保證了調(diào)試工作的順利進行，又確保了樹脂不發(fā)生泄漏，確保了系統(tǒng)安全，隔離徹底，杜絕了樹脂

15、泄漏的發(fā)生。7.3 公用系統(tǒng)和1號機組改造完畢后，我們針對2號機組沒有停運的現(xiàn)象，制定了詳細的運行方案與操作措施。實現(xiàn)了雙軌制運行。確保了兩臺機組給水品質(zhì)的可靠安全。7.4 采用倒排工期法，確定工程進度表；為了確保工程改造的質(zhì)量，對工程設(shè)置了9項工程節(jié)點，通過三方確認簽字確保工期和質(zhì)量雙保證。7.5為控制器分配ip地址時，應(yīng)注意在其過程中千萬不能發(fā)生斷電現(xiàn)象，否則相關(guān)模塊將發(fā)生故障，無法使用，因此在進行此項工作前，應(yīng)首先檢查主電源供電回路正常，UPS電源投入正常。若系統(tǒng)供電由UPS主供，應(yīng)設(shè)法進行切換；若電源系統(tǒng)不能保證時，應(yīng)停止該項工作。8、 總結(jié)本次系統(tǒng)改造工作，前后共歷時30天，分兩期進行。改造工程順利結(jié)束后，我們對其功能進行了驗收測試，取得了良好的改造效果，達到了改造的目的。同時通過改造解決了原有系統(tǒng)存在的所有問題，通過在改造中優(yōu)化系統(tǒng)控制方案，保證了系統(tǒng)的安全性、可靠性、靈活性現(xiàn)。該系統(tǒng)的改造成功，對于解決DH+網(wǎng)絡(luò)的改造