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)備無人職守。
2工藝流程分析
燃油系統(tǒng)共有兩個(gè)油罐通過閥門切換可以選擇#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，通過控制閥門開度，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
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、供油回油閥開度信號(hào)采集。
3plc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，避免油泵溫度過高。啟動(dòng)一臺(tái)油泵無法達(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，全關(guān)數(shù)字量限位信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)上位機(jī)的給定值及反饋開度信號(hào)，通過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
通過與plc進(jìn)行通信，采集油庫(kù)各設(shè)備狀態(tài)，并通過程序組態(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
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。
作者簡(jiǎn)介
陳銀萬(wàn)(1973-)男工程師，企業(yè)電氣自動(dòng)化裝備管理工程。
參考文獻(xiàn)
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