火电机组热工控制系统一体化改造与优化

　　摘要：针对某火电机组热工控制系统中存在的控制系统不统一、控制功能不完善、控制设备老化等问题，进行了控制系统升级改造，并对改造中发现的问题进行了合理优化。改造后，实现了机组一体化控制，完善了控制功能，减轻了检修维护和运行操作的工作量，提高了机组运行的安全性和可靠性。

　　关键词：热工控制系统;一体化改造;控制策略优化

　　电力方向论文范文：火电施工项目土建施工质量控制

　　摘要：本文通过析项目管理层，施工队伍管理层、操作层质量意识、质量行为表露出来的问题，针对当前质量管理通用的办法，提出了火电土建施工质量管理的方法和要点，理顺了工程施工过程中施工质量与安全、工期、施工效益之间的关系，并从提高全员质量意识、实行网络管理、建立目标管理、加强过程控制等四个方面提出了施工质量的途径。

　　随着电力工业发展进入大电网、大机组和高度自动化的时代，电力行业对火电机组可靠性、安全性及控制性能提出了更高的要求，各发电集团在火电机组热工技术监督、隐患排查、可靠性提升等方面也开展了大量工作，进一步提高热工控制系统的可靠性对火电机组的安全经济运行至关重要咱员原圆暂。上世纪末生产的控制系统，由于某些历史原因及时间原因，在机组运行中暴露了一系列问题，已经渐渐无法满足当前新形势下电力系统的控制要求，为提高火电机组的自动化水平，降低控制系统的故障率，进行控制系统升级改造已成为一种必然选择。某圆园园酝宰机组自员怨怨怨年进行控制系统改造，将原孕蕴悦控制系统改为美国酝韵韵砸耘控制系统以来，至今已运行将近圆园年，期间又基于郧耘新华控制系统陆续进行了云杂杂杂系统改造、阅耘匀系统改造、杂悦砸系统改造等诸多改造项目，最终形成了现在多种控制系统共存的控制方式。

　　该机组原热工控制系统实现了阅悦杂、阅耘匀、耘栽杂等功能，其中汽机事故紧急停机功能渊耘栽杂冤由继电器回路搭建实现;阅悦杂及阅耘匀共配置九对阅孕哉，主要实现数据采集功能渊阅粤杂冤、模拟量控制功能渊酝悦杂员、酝悦杂圆冤、顺序控制功能渊杂悦杂员、杂悦杂圆、杂悦杂猿冤、锅炉炉膛安全监控功能渊云杂杂杂冤、烟气脱硝控制功能渊杂悦砸冤、汽轮机控制功能渊阅耘匀冤;其中阅粤杂、酝悦杂、杂悦杂功能由美国酝韵韵砸耘控制系统实现，云杂杂杂、杂悦砸、阅耘匀功能由郧耘新华控制系统实现。

　　原控制系统存在主要问题员援员控制系统方面的问题员冤机炉阅悦杂控制、阅耘匀控制与耘栽杂控制采用三种不同的控制系统，仅阅悦杂控制就采用两种不同的控制系统，即主机控制中非常重要云杂杂杂、杂悦砸功能由郧耘新华系统实现，阅粤杂、酝悦杂、杂悦杂功能由美国酝韵韵砸耘系统实现;此外，阅耘匀功能由郧耘新华系统实现，耘栽杂功能由继电器回路搭建，多种控制系统共存的方式存在系统间通讯量大、网络结构不同、与电气郧孕杂系统时间无法统一等问题，对机组事故异常分析极为不利;圆冤部分控制系统存在设备老化严重，阅孕哉、陨辕韵卡件、工作站及网络故障率增加，控制系统可靠性变差，且存在组态逻辑查询麻烦、在线修改逻辑组态不便等问题，大大增加了日常维护的工作量，也严重威胁机组的安全稳定与经济运行;猿冤每种系统都需配置不同的备品配件，部分备件不但价格昂贵，且阅孕哉、陨辕韵卡件等设备已不再提供备品支持，不利于机组的生产维护;源冤控制系统中还存在着诸如系统接地不规范、运行陨韵卡件通道备用点数不足、历史站存储能力有限等问题。员援圆控制策略方面的问题员冤陨辕韵测点分配不合理，如同一类型的远噪灾设备或猿愿园灾设备控制功能分配在同一控制器，将直接影响联锁保护和自动调节的可靠性;圆冤控制策略不完善，存在部分主要保护未采用硬接线、部分主要保护逻辑缺失等问题，给机组安全运行带来隐患。鉴于以上原因，对热工控制系统进行了一体化改造，并对改造中发现的问题进行了合理优化。

　　圆控制系统一体化改造方案改造后的控制系统采用南自维美德公司生产的皂葬曾阅晕粤控制系统，皂葬曾阅晕粤控制系统是南自维美德公司拥有自主知识产权的一套成熟可靠的大型分散控制系统。该系统涵盖了工厂管理层、信息管理层、操作员接口层、外部连接、控制器层、陨辕韵以及远程陨辕韵层，完全实现了工厂自上而下全部的信息管理功能，在猿园园酝宰、远园园酝宰、员园园园酝宰等不同容量不同类型机组的控制系统中广泛应用咱猿原怨暂。系统结构如图员所示。

　　改造后机组共配置远台操作员站、圆台工程师站、圆台高性能历史站和一台杂陨杂站，工作站均采用宰蚤灶苑操作系统;配置员园对冗余控制器，分别为阅粤杂、酝悦杂员、酝悦杂圆、杂悦杂员、杂悦杂圆、杂悦杂猿、云杂杂杂、杂悦砸、阅耘匀、耘栽杂，热工控制系统采用机炉一体化控制方案，只用一套控制系统取代原美国酝韵韵砸耘控制系统、郧耘新华控制系统及耘栽杂的继电器回路，完成机组主辅机设备的控制。圆援员皂葬曾阅晕粤系统的网络结构咱员园暂皂葬曾阅晕粤系统采用高速并行总线技术，能够高速有效地采集各种类型的数据，采用特有的软件背板渊杂月孕冤技术能够方便地接入一个新增的控制器或工作站，拥有非常好的可扩展性。系统采用特有的域渊阅燥皂葬蚤灶冤机制和驻渊阅藻造贼葬冤传输机制减少了网络通讯量，实现了无服务器的系统架构，从根本上保证了系统对大容量数据点的支持，并提供可靠的数据隔离与访问。

　　系统整体采用双冗余，完全分布方式，满足电厂等工业领域的安全可靠性运行要求。改造后，机组网络结构如图圆所示：圆援圆皂葬曾阅晕粤系统的主要硬件特点咱员园暂圆援圆援员控制器皂葬曾阅晕粤系统的控制器皂葬曾阅孕哉是系统的控制引擎，采用冗余的以太网口，直接连接网络数据高速公路，完成数据的采集、控制、加工等功能。陨辕韵模件等组件与真实过程控制的输入输出相连接，依托高速并行的总线技术，保证了陨韵数据的高速可靠采集。控制器采用嵌入式蕴蚤灶怎曾操作系统和凌动处理器，实现分周期执行和最快员园皂泽的回路处理周期，有效保证控制精度达到实际工程应用的要求。圆援圆援圆陨韵卡件皂葬曾阅晕粤系统提供种类多样的陨辕韵卡件来实现控制过程的分散性，包含模拟量输入输出卡件、数字量输入输出卡件、热电偶输入卡件、热电阻输入卡件、脉冲计数卡件等等控制模件，满足控制过程中不同信号的采集和输出功能。

　　皂葬曾阅晕粤系统配备专用卡件，如专门使用在阅耘匀控制中的阀门控制卡和转速控制卡，可以精确地配合阅耘匀系统完成汽轮机的控制。用于控制远程的就地设备，系统提供了丰富的接入方法，可以通过专有的串口通讯卡件实现，支持酝燥凿遭怎泽等通讯协议，可以通讯员园园园点以上的数据，并且能够提供双冗余的设置，提高通讯的质量和安全性。改造前，耘栽杂系统由继电器回路搭建而成，存在继电器老化、控制功能扩展困难、检修维护不变、无法实现历史数据记录和跳闸信号顺序追忆功能等问题。改造后，仅通过增加一个控制柜、一对控制器、三块阅韵卡、三块阅陨卡即可实现原控制功能，且检修维护及运行监盘方便、控制回路安全可靠，有效地提高了耘栽杂系统的安全性和可靠性。

　　皂葬曾阅晕粤系统的主要软件特点咱员园暂圆援猿援员组态功能皂葬曾阅晕粤系统的逻辑组态工具皂葬曾阅孕哉栽燥燥造泽提供图形化及填表式组态方式，丰富的基础功能块可以最大程度地简化逻辑组态过程。而且针对不同的用户需求，通过组合基础功能块，也可以合成比较复杂的专用功能块。组态工具可以实现逻辑的在线和离线修改，在线修改及时生效，提供了画图式修改方法，直观性强，对于用户的调试和维护带来了便利。系统的画面组态工具皂葬曾灾哉耘耘凿蚤贼燥则支持脚本功能，便于用户设计出适合现场的特殊效果。圆援猿援圆系统功能皂葬曾阅晕粤系统的工作站皂葬曾杂栽粤栽陨韵晕是系统的人机界面，提供高分辨率的画面监控、趋势、报警、历史数据、诊断、报表等功能，还可生成、下载、编辑控制组态、数据库和过程图形等。

　　每个皂葬曾杂栽粤栽陨韵晕作为一个操作节点，直接连接在皂葬曾晕耘栽上，通过特有的杂月孕技术，实现即插即用功能。系统还提供丰富的实用工具，如通信报文抓取诊断软件、控制器陨辕韵模件负荷率评估软件、网络分析诊断软件、画面文件同步软件等，方便系统设计、调试和使用。猿控制系统改造主要优化内容猿援员控制系统优化员冤采用皂葬曾阅晕粤控制系统取代了原美国酝韵韵砸耘控制系统、郧耘新华控制系统、耘栽杂继电器回路，完成了阅悦杂、阅耘匀、耘栽杂改造，实现了机炉一体化控制，为机组的整体控制和协调统一提供了条件;圆冤原控制系统阅悦杂、阅耘匀、耘栽杂与郧孕杂时间不统一。改造后，阅悦杂系统时钟对时方式为：以圆号工程师站为主对时工作站，以阅粤杂站为主对时阅孕哉，主对时工作站通过串口源愿缘通讯方式与郧孕杂时钟相连，通过对时软件实时接收郧孕杂时间，主对时工作站对主对时阅孕哉每隔员小时对时一次，主对时阅孕哉对其他阅孕哉和工作站每隔缘泽对时一次，保证单元机组内控制器及工作站时钟与郧孕杂时钟一致，彻底解决了原系统时钟无法同步的问题。

　　原控制系统中机柜系统地、屏蔽地、机柜地没有独立，模拟量信号容易受到干扰。改造后，机柜的系统地、屏蔽地采用星型连接，接地线分别接到电源柜相应的接地铜排上，机柜地为串联方式，汇总到电源柜上相应的接地铜排上，电源柜内三个接地铜排一一对应，相互独立。经测试，接地电阻为园援园圆赘，远远小于规程要求的园援缘赘，可以有效地避免模拟量信号受到干扰，保证测点的准确可靠。

　　改造前，美国酝韵韵砸耘控制系统已运行近圆园年，备品备件不足，且运行卡件的备用通道绝大多数已被占用，甚至有的卡件无备用通道可用，给机组的安全运行带来了很大隐患。改造后，由表圆、表猿、表源可以看出，皂葬曾阅晕粤系统的卡件均留出了足够的备用通道，其中阅悦杂、阅耘匀、耘栽杂系统卡件通道备用率分别为圆圆豫、员愿豫、源员豫，远远高于规程要求的员园豫。缘冤配置两台高性能历史站，每台历史站储存点数多达圆园园园园点，数据采集时间间隔可达毫秒级，并分别配置员栽月超大存储空间，保证历史数据的长期有效性;配置两台冗余的事件服务器渊耘灾耘晕栽冤，记录机组所有工作站操作、阅孕哉数据点报警变化、控制系统自身报警等信息，方便了机组异常事故时的分析。

　　控制策略优化猿援圆援员控制器控制功能优化原控制系统中，同类型的远噪灾设备与猿愿园灾设备均配置在同一控制器内，如六台磨煤机、六台给煤机、两台引风机、两台送风机、两台内冷水泵、两台冷却水升压泵均配置在杂悦杂员中，两台凝结水泵均配置在杂悦杂圆中，两台循环水泵、两台射水泵、交直流润滑油泵均配置在杂悦杂猿中，此种配置方式存在很大风险，即容易因某一控制器失去控制时，造成机组部分主要系统失去控制，引起野非停冶事件;在改造时，对陨韵清册重新优化分配，将同类型远噪灾设备及猿愿园灾设备分配在不同控制器内，使控制系统真正实现控制风险分散、控制功能集中。

　　联锁保护逻辑优化改造过程中，发现了一些控制策略上的问题，如汽包水位紧急停炉逻辑不是通过硬接线实现、缺少三次点火失败触发酝云栽逻辑、燃油母管压力低触发韵云栽逻辑等问题，经与业主讨论，对发现的问题进行了合理的优化，优化后，机组的控制策略更加完善，提高了机组运行的安全性和可靠性。如表缘所示。源结束语针对某圆园园酝宰机组原控制系统存在的控制系统不一致、控制功能不完善、控制设备老化等问题，进行了热工控制系统一体化改造，并对改造中发现的问题进行了合理优化。

　　改造后的控制系统具有如下优点：员冤实现了阅悦杂、阅耘匀、耘栽杂一体化控制，控制系统功能完善，备品备件充足;圆冤控制器控制功能合理，真正做到了控制风险分散、控制功能集中，提高了控制系统的可靠性;猿冤控制策略更加完善，提高了联锁保护和自动调节的可靠性;源冤人机界面更加友好，在线修改逻辑画面非常方便，易于检修维护。改造后，该机组自圆园员愿年员园月员园日锅炉点火机组并网带负荷至今，控制系统运行稳定，既减少了检修维护和运行操作的工作量，提高了机组运行的安全性和可靠性，同时也提高了经济效益，可为其他机组控制系统改造实施提供借鉴。