PLC在電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)改造中應(yīng)用

1、PLC在電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)改造中應(yīng)用-管理資料1前言隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電廠的裝機(jī)容量和單機(jī)容量都 日益增大，熱工保護(hù)系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度上升，對熱工保護(hù)系統(tǒng)的 控制方式、運(yùn)行水平的要求也越來越高，熱工保護(hù)的主要作用是當(dāng)機(jī)組在啟停和運(yùn)行過程中發(fā)生危及設(shè)備 和人身安全的故障時(shí)，自動(dòng)采取保護(hù)或聯(lián)鎖措施，防止事故產(chǎn)生和 避免事故擴(kuò)大，從而保證機(jī)組的正常啟停和安全運(yùn)行。熱工保護(hù)是 通過對設(shè)備工作狀態(tài)和機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的嚴(yán)密監(jiān)視，發(fā)生異常情況時(shí), 及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，必要時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)或切除某些設(shè)備或系統(tǒng)，使機(jī) 組維持原負(fù)荷運(yùn)行或減負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生重大故障而危及機(jī)組設(shè)備 時(shí)，停止機(jī)組（或某一部分）運(yùn)行，避免

2、事故進(jìn)一步擴(kuò)大。2原有熱工保護(hù)系統(tǒng)改造的必要性保護(hù)裝置在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)是長期不動(dòng)作的，而一旦出現(xiàn)異常情 況卻要求必須可靠的立即動(dòng)作，因此對于熱工保護(hù)裝置應(yīng)有必要的 監(jiān)視和試驗(yàn)手段，以確保熱工保護(hù)裝置本身動(dòng)作的正確和可靠。機(jī)組運(yùn)行的安全可靠，不僅依賴于各設(shè)備的安全可靠性能，而且 同各類保護(hù)控制裝置的準(zhǔn)確性和可靠性密切相關(guān)。電廠原有熱工保 護(hù)裝置較落后且投運(yùn)時(shí)間較長，保護(hù)系統(tǒng)由繼電器組成控制回路， 回路硬接線多，加上繼電器長期帶電工作，繼電器觸點(diǎn)易老化，導(dǎo) 致接觸不良，易產(chǎn)生拒動(dòng)或誤動(dòng)的情況。大修期間需對繼電器進(jìn)行 測試，以確保繼電器工作正常，大大增加了熱工人員的維護(hù)工作量。 而且隨著運(yùn)行時(shí)間的越

3、來越長，故障點(diǎn)相應(yīng)增多，維護(hù)工作量越來 越大，嚴(yán)重影響著機(jī)組的安全運(yùn)行，因此亟待進(jìn)行改造。3熱工保護(hù)系統(tǒng)改造的設(shè)計(jì)思想系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是提供可靠、高效的產(chǎn)品，有效地提高火力發(fā) 電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)的控制水平，給發(fā)電機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供 保障，同時(shí)實(shí)現(xiàn)減員增效的目的。由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，PLC已發(fā)展成 為新一代工業(yè)控制機(jī)。它具有編程組態(tài)方便、硬件配置靈活、高可 靠性和適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)越來越多的被應(yīng)用于各個(gè)工 業(yè)控制領(lǐng)域。新系統(tǒng)采用“上位機(jī)PLC”方式，應(yīng)用計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)和PLC控 制技術(shù)，對多個(gè)輸入輸出信號實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有輸入輸出信 號狀態(tài)顯示、保護(hù)動(dòng)作

4、記錄、報(bào)表打印、保護(hù)聯(lián)鎖試驗(yàn)等功能。4可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)4.1功能豐富PLC具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲信息的內(nèi)部器件，可 以進(jìn)行各種邏輯問題處理以及數(shù)據(jù)的運(yùn)算。PLC不僅能完成復(fù)雜的控制邏輯，而且也能實(shí)現(xiàn)模擬量控制和智 能控制；并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)及上位機(jī)監(jiān)控等功能。4. 2編程方便PLC是為取代傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯而設(shè)計(jì)的，它沿用了繼電器 原理圖或梯形圖的編程方法，包含有觸點(diǎn)、連線和線圈等概念。PLC 一般采用梯形圖編程，可由非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員在使用現(xiàn)場完成，程 序可以在線修改。4. 3系列化與標(biāo)準(zhǔn)化程度高PLC在結(jié)構(gòu)、形式、編程語言、通訊等方面大同小異，且各種 PL

5、C產(chǎn)品均形成了適用于不同控制要求的系列產(chǎn)品。因此，PLC應(yīng)用 于發(fā)電廠的控制系統(tǒng)將使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及硬件配置更為經(jīng)濟(jì)合理。4. 4開放的通訊功能PLC既具有各PLC之間的協(xié)議通訊接口，也具有多種的通訊方式, 如:RS232接口方式硬件成本低，經(jīng)濟(jì)性好，目前較常用，但傳送距 離短、速率低;RS485接口方式克服了 RS232的一些缺點(diǎn)，傳送距離 大(最大可達(dá)1.2Km);CAN方式接口傳送速度快，最大12M/S,傳 送距離可達(dá)1. OKm,誤碼率低；以態(tài)通訊方式傳送速度非?？?(10Mbit/S),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的傳輸，只是硬件和傳送介質(zhì) 的成本略高，用戶組成大型控制系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)外圍設(shè)備進(jìn)行

6、方便 的選擇，4. 5PLC的選擇根據(jù)保護(hù)系統(tǒng)所需要的輸入輸出點(diǎn)數(shù)、節(jié)點(diǎn)容量、系統(tǒng)功能等的 要求，采用歐姆龍公司的SYSMACC200HGPLC對保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造， C200HG-CPU63的各項(xiàng)性能指標(biāo)如下表所示：項(xiàng)目功能存儲器用戶存儲器(UM) 15. 2K字普通 DM6. 144 字(DMOOOO-DM6143)固定 DM512 字(DM6144-DM6655)擴(kuò)展 DMO-3000 字(DM7000-DM9999)擴(kuò)展 DM 存儲器(EM) 6. 144 字(EM0000-EM6143)I/O分配擴(kuò)展機(jī)架3個(gè)機(jī)架I/O單元單元號0-9, A-F特殊I/O單元單元號0-9, A-F指令執(zhí)

7、行時(shí)間基本指令0. 156 u sMOV (21)0. 625 HsADD (30) 16. 65 HsI/O刷新時(shí)間0. 7ms通訊方式RS232c端口時(shí)鐘功能具備時(shí)鐘功能5改造后熱工保護(hù)系統(tǒng)的主要構(gòu)成改造后的保護(hù)系統(tǒng)主要由PLC控制器和上位計(jì)算機(jī)兩大部分組成, 通過RS232電纜通訊。C200HGPLC控制器配置包括CPU機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架，CPU機(jī)架由四 部分組成:CPU底板、C200HGCPU、電源單元、I/O單元。擴(kuò)展機(jī)架由 三部分組成:擴(kuò)展底板、電源單元、擴(kuò)展I/O單元。6PLC與上位機(jī)的串行通訊PLC接收上位機(jī)發(fā)送過來的開啟、停止信號，通過梯形圖編制的 邏輯回路來控制相應(yīng)的輸出點(diǎn)，從

8、而實(shí)現(xiàn)對外部設(shè)備和裝置的控制。 PLC與上位機(jī)采用串行通訊格式，ASCII碼，7位數(shù)據(jù)位，2位停止 位，奇偶校驗(yàn)位，通訊速率為9600bit/s。7改造后的熱工保護(hù)系統(tǒng)特點(diǎn)a系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，組件式插接，便于安裝維護(hù)。I/O模件卡 件式設(shè)計(jì)，可靈活、方便的進(jìn)行擴(kuò)充。b保護(hù)系統(tǒng)采用雙電源供電，確保了系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)的工作。c對PLC采用梯形圖的組態(tài)編程方式，可方便的進(jìn)行組態(tài)、監(jiān)視 和修改。通過梯形圖編程可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)聯(lián)鎖功能和在線編輯， 系統(tǒng)工作安全可靠。d采用上位機(jī)監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)報(bào)表打印、報(bào)警查詢、狀態(tài)監(jiān)視、保 護(hù)聯(lián)鎖試驗(yàn)記錄等多種功能。e對輸入信號狀態(tài)進(jìn)行記錄，確認(rèn)其動(dòng)作或恢復(fù)的時(shí)間，給事故 分析提供準(zhǔn)確的依據(jù)。8小結(jié)a改造后的熱工保護(hù)系統(tǒng)由上位機(jī)和可編程控制器PLC組成，對 原有的由繼電器構(gòu)成的保護(hù)回路進(jìn)行改造。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、可靠性 高、易擴(kuò)展，能完全滿足火電廠熱工保護(hù)的需要。b能對所有輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)記錄，包括各輸入點(diǎn)的接通和 斷開時(shí)間，而且熱工維護(hù)人員可根據(jù)所提供的動(dòng)作記錄來判斷一次 元件或現(xiàn)場接線可能存在的問題，消除事故隱患。d該系統(tǒng)靈活性高、適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展性好，可根據(jù)用戶需要進(jìn)行 擴(kuò)展和修改，并提供了與其它控制系統(tǒng)的接口。熱