1、前 言
隨著DCS系統(tǒng)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠商的DCS系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)許多電廠得到廣泛應(yīng)用。目前分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用已進(jìn)入成熟期，新華公司XDPS系統(tǒng)的功能覆蓋面，已經(jīng)從傳統(tǒng)的CCS、FSSS、SCS、DAS、DEH、MEH子系統(tǒng)，擴(kuò)展到ECS、ETS、BPC、公用系統(tǒng)等子系統(tǒng)，并進(jìn)一步覆蓋了定排程控、吹灰程控、輸煤程控、循環(huán)水泵房控制等輔助系統(tǒng)的控制。
濰坊電廠自1999年11月采用XDPS-400分散控制系統(tǒng)對(duì)#2機(jī)組進(jìn)行徹底改造后，從中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。為了進(jìn)一步提高機(jī)組的整機(jī)自動(dòng)化水平，濰坊電廠相繼采用XDPS-400分散控制系統(tǒng)對(duì)輸煤程控，#1、#2密相正壓氣力輸灰，灰水程控，空壓機(jī)房，燃油泵房等輔助系統(tǒng)進(jìn)行了DCS改造，并得到了很大成功。使濰坊電廠輔助控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平又上一個(gè)新臺(tái)階，確保了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2、XDPS系統(tǒng)在電廠輔助系統(tǒng)控制中應(yīng)用的可行性及必要性
2.1 應(yīng)用的必要性
由于輔助控制系統(tǒng)的投入不足，使得系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性及減員增效難以實(shí)現(xiàn)，只有采用技術(shù)進(jìn)步的辦法，使電廠的經(jīng)濟(jì)效益得以提高。
采用XDPS系統(tǒng)對(duì)電廠輔助系統(tǒng)進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)全廠輔助控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)及集中控制；可與主機(jī)DCS系統(tǒng)和MIS（SIS）系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；對(duì)改造機(jī)組可在不影響運(yùn)行的條件下，增加少量投資即可實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)；可實(shí)現(xiàn)最大限度的減員增效；減少備品備件種類(lèi)及數(shù)量，從而減少資金積壓；對(duì)新建機(jī)組可減少資金投入；減少培訓(xùn)投入等。
為了進(jìn)一步提高電廠的勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)能降耗，降低成本，很有必要對(duì)輔助系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行DCS改造。
2.2 應(yīng)用的可行性
八十年代末以來(lái)，我國(guó)引進(jìn)或開(kāi)發(fā)的輔助控制系統(tǒng)中主要采用PLC加上位機(jī)控制技術(shù)，經(jīng)過(guò)近十年的運(yùn)行實(shí)踐，目前已基本在全國(guó)推廣開(kāi)來(lái)。但近十年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也有了新的飛速發(fā)展，人們也在考慮如何將這些先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在輔助控制系統(tǒng)中，以進(jìn)一步提高電廠的控制水平及管理水平。PLC加上位機(jī)控制技術(shù)解決了獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行的安全及可靠性，但獨(dú)立且分散的控制系統(tǒng)必然使用較多的運(yùn)行維護(hù)人員，而且也暴露了諸如聯(lián)系不方便，備品備件種類(lèi)多，難于管理及設(shè)備投資大等缺點(diǎn)。
XDPS系統(tǒng)是最近幾年被廣泛應(yīng)用的DCS分散控制系統(tǒng)，它的硬件及軟件系統(tǒng)功能穩(wěn)定，應(yīng)用方便靈活，系統(tǒng)可靠性高，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，在電廠主機(jī)系統(tǒng)的控制中被廣泛運(yùn)用。XDPS-400系統(tǒng)從性能價(jià)格比上看，優(yōu)于PLC系統(tǒng)；從市場(chǎng)上看，提高經(jīng)濟(jì)效益及勞動(dòng)生產(chǎn)率不僅是企業(yè)的需要，也是當(dāng)今電力系統(tǒng)改革的必然方向，作為企業(yè)應(yīng)從此角度積極推進(jìn)輔助系統(tǒng)采用DCS技術(shù)的應(yīng)用及推廣，使之在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位；從技術(shù)上看，大機(jī)組輔助系統(tǒng)的控制已基本成熟，加上先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)等的高速發(fā)展，為輔助系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)的推廣及應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3、XDPS系統(tǒng)在濰坊電廠輔助系統(tǒng)中運(yùn)用的實(shí)例
3.1 輸煤程控系統(tǒng)改造
3.1.1 改造前設(shè)備狀況
山東濰坊發(fā)電廠一期工程輸煤控制系統(tǒng)投產(chǎn)于1993年9月。主要由控制操作臺(tái)、集中控制屏以及大量按鈕、開(kāi)關(guān)組成。設(shè)計(jì)全部為電氣硬接線方式，控制系統(tǒng)的人機(jī)操作界面全部使用硬手操，控制盤(pán)面保留大量的常規(guī)按鈕、指示燈，報(bào)警顯示光字牌，系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)邏輯由電氣硬接線實(shí)現(xiàn)。由于設(shè)計(jì)水平較低，操作盤(pán)面既保留系統(tǒng)模擬圖，又嵌入系統(tǒng)設(shè)備的操作按鈕、設(shè)備狀態(tài)指示燈，致使操作盤(pán)面布置復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)量較大。各設(shè)備連接信號(hào)均由硬接線實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)接線復(fù)雜，設(shè)備故障點(diǎn)非常多。各種保護(hù)投入較少，系統(tǒng)檢測(cè)的信息量少，給檢修及運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備的維護(hù)及操作帶來(lái)了很大困難。
3.1.2 系統(tǒng)改造情況
輸煤程控改造后實(shí)現(xiàn)了DCS系統(tǒng)集中控制方式。運(yùn)行人員在控制室內(nèi)能對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行集中監(jiān)視、管理，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)設(shè)備的啟動(dòng)、停止、運(yùn)行監(jiān)控、自動(dòng)順序控制。采用CRT操作站作為操作員人機(jī)接口站，通過(guò)CRT畫(huà)面和鼠標(biāo)對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制，不再設(shè)常規(guī)模擬屏和操作盤(pán)。所有運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)可定時(shí)或隨時(shí)打印記錄，可以根據(jù)實(shí)際需要產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)報(bào)表和運(yùn)行定期報(bào)表。
整個(gè)系統(tǒng)配有兩臺(tái)操作站，其中一臺(tái)兼做工程師站，另一臺(tái)兼做歷史數(shù)據(jù)站，采用新華OEM工控機(jī)， 21英寸彩色顯示器，配置一臺(tái)HP激光打印機(jī)作為系統(tǒng)打印機(jī)。工程師站用于開(kāi)發(fā)用戶(hù)應(yīng)用程序，下載到操作站和過(guò)程控制站（或DPU）中，在完成軟件開(kāi)發(fā)后，通過(guò)密碼權(quán)限的設(shè)置可作為操作站使用。操作站用于監(jiān)視和控制整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程。
過(guò)程控制站配置兩對(duì)DPU，各對(duì)DPU控制范圍按照功能進(jìn)行了劃分，具體分為兩部分：上煤部分和配煤部分，相應(yīng)控制范圍是：1號(hào)DPU控制從翻車(chē)機(jī)煤斗葉輪給煤機(jī)到煤場(chǎng)、圓筒倉(cāng)的所有設(shè)備。2號(hào)DPU控制從圓筒倉(cāng)葉輪給煤機(jī)到9號(hào)皮帶煤倉(cāng)間犁煤器所有設(shè)備。使兩部分功能相對(duì)對(duì)立，互不影響，便于部分停運(yùn)檢修。為了優(yōu)化系統(tǒng)減少設(shè)備投資，在原刮板給煤機(jī)層增加一個(gè)遠(yuǎn)程I/O站，收集8-9號(hào)皮帶以及煤倉(cāng)間犁煤器等附屬設(shè)備的輸入信號(hào)，并輸出控制8-9號(hào)皮帶以及煤倉(cāng)間犁煤器等附屬設(shè)備。該遠(yuǎn)程I/O站配置兩塊BC-NET卡件，采集、接受遠(yuǎn)程I/O站所有控制信號(hào)，利用光纜在遠(yuǎn)程站與集控室DPU之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所有的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)（包括備用輸入）全部使用中間繼電器隔離，將控制系統(tǒng)和外設(shè)隔離，有效的克服了長(zhǎng)距離電纜信號(hào)傳輸?shù)男盘?hào)干擾。極大的提高了系統(tǒng)設(shè)備的安全可靠性。系統(tǒng)兩路總電源通過(guò)隔離變壓器與輸煤主電源實(shí)現(xiàn)隔離，防止了主系統(tǒng)對(duì)控制設(shè)備的電氣干擾。
系統(tǒng)改造后，控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，保證了機(jī)組用煤正常的供應(yīng)。
3.1.3 改造中遇到的問(wèn)題及解決方法：
由于是舊系統(tǒng)改造，控制電纜多數(shù)采用原來(lái)的舊電纜，信號(hào)干擾較嚴(yán)重，但輸入信號(hào)均采用繼電器擴(kuò)展隔離的方法，很大程度的減小了這方面的影響。
在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，皮帶的"跑偏、皮帶打滑"信號(hào)經(jīng)常誤發(fā)，造成設(shè)備誤動(dòng)作，嚴(yán)重影響設(shè)備的可靠運(yùn)行。為了避免此中問(wèn)題的發(fā)生，我們?cè)谄У牟僮髅姘迳显黾恿艘粋€(gè)"屏蔽"按鈕，讓運(yùn)行人員根據(jù)情況選擇是否投入兩個(gè)信號(hào)的保護(hù)，如果不需要，就"屏蔽"；如果需要，就不"屏蔽"。
3.2 #1、#2密相正壓氣力輸灰系統(tǒng)改造
3.2.1 改造前設(shè)備狀況
濰坊電廠原輸灰系統(tǒng)是用水將電除塵落下的灰?guī)У交覞{池，再通過(guò)灰漿泵將灰漿打倒?jié)饪s池，然后再用柱塞泵將灰漿打倒灰場(chǎng)。以上整流程均采用人工盤(pán)臺(tái)操作，控制功能低下，自動(dòng)化水平低，運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，并且將灰漿送到灰場(chǎng)，既浪費(fèi)了廠用電，又浪費(fèi)了大量水利資源。
3.2.3 系統(tǒng)改造情況
在原水力除灰系統(tǒng)仍然保留的基礎(chǔ)上，重新安裝一套除灰系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用國(guó)家電力公司電力建設(shè)研究所研制的雙套管密相氣力輸送系統(tǒng)，通過(guò)壓縮空氣將省煤器和電除塵器灰斗收集的飛灰用雙套管輸送系統(tǒng)輸送到廠內(nèi)灰?guī)?，?shí)現(xiàn)飛灰的再利用。系統(tǒng)的原理是在輸灰管內(nèi)上方附設(shè)一根輔助空氣管，在輔助空氣管上每隔一定距離設(shè)置一個(gè)開(kāi)口，在開(kāi)口中安裝節(jié)流板，飛灰在輸送氣的作用下，以較低的速度向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)管內(nèi)飛灰沉積時(shí)，輸送空氣從輔助空氣管中流過(guò)，并在開(kāi)口處噴出，擾動(dòng)沉積下的灰，將積灰擾動(dòng)吹散，使飛灰繼續(xù)向前輸送。
每臺(tái)爐采用一套雙套管氣力除灰系統(tǒng)，每套系統(tǒng)通過(guò)兩條輸灰管道將粉煤灰輸送到廠內(nèi)灰?guī)?，其中一電?chǎng)通過(guò)一條DN200+ DN250輸灰管道，二三四電場(chǎng)通過(guò)一條DN150+ DN200+250輸灰管道。在原灰?guī)旌图?xì)灰?guī)斓妮敾夜苌显O(shè)有氣動(dòng)管路分路閥，通過(guò)該閥門(mén)實(shí)現(xiàn)原灰?guī)旌图?xì)灰?guī)熘g的切換。每臺(tái)爐的一套雙套管輸送系統(tǒng)共分五個(gè)單元，定義如下：
●一電場(chǎng)1單元：一電場(chǎng)1#、2#、3#、4#壓力輸送罐（上位機(jī)顯示：一單元）
●一電場(chǎng)2單元：一電場(chǎng)5#、6#、7#、8#壓力輸送罐（上位機(jī)顯示：二單元）
●二、三、四電場(chǎng) （上位機(jī)顯示：三、四、五單元）
濰坊電廠2臺(tái)300MW機(jī)組，1、2號(hào)機(jī)組電除塵內(nèi)旁通密相正壓氣力輸灰控制系統(tǒng)（干灰控制系統(tǒng)）采用上海新華公司的XDPS-400，這是XDPS-400在300MW機(jī)組密相正壓氣力輸灰系統(tǒng)的首次應(yīng)用。#1機(jī)組輸灰控制系統(tǒng)已運(yùn)行近一年的時(shí)間，系統(tǒng)運(yùn)行良好。
系統(tǒng)改造完畢后，對(duì)收集的干灰進(jìn)行了充分利用，創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益。將老系統(tǒng)停運(yùn)，節(jié)約了大量的水利資源。
3.2.3 改造中遇到的問(wèn)題及解決方法：
該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，由于XDPS-400系統(tǒng)不論從硬件還是從軟件上來(lái)看，日見(jiàn)成熟，再加上維護(hù)人員對(duì)這套系統(tǒng)已非常熟悉，因此控制
