1050MW机组煤场堆取料机控制系统的改造_吴吉.pdf

，（）上海电气技术收稿时间：第一作者简介：吴吉（），男，硕士，高级工程师，主要从事火电厂热控技术管理工作 机组煤场堆取料机控制系统的改造吴吉何干祥潘宏生马骋国能神福（石狮）发电有限公司福建泉州 摘要：基于 超超临界机组，介绍煤场堆取料机控制系统的组成、原理、改造前存在的问题，并给出具体改造方案。同时分析了 机组煤场堆取料机控制系统改造后的优缺点。关键词：煤场；堆取料机；控制系统；改造中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：，：；改造背景国能神福（石狮）发电有限公司位于福建省泉州市石狮市鸿山镇，公司现场设有两座圆形封闭贮煤场，直径均为 ，煤堆高度约，储煤量约 ，共可储煤约 ，可供两台机组燃用约。每座圆形封闭贮煤场设一台 型堆取料机，额定取料能力为 ，最大取料能力为 ，额定堆料能力为 ，最大堆料能力为 。堆取料机控制系统采用施耐德可编程序控制器控制系统。运营的 超超临界燃煤发电机组分别于 年月、月正式投产发电。目前煤场堆取料机控制系统维护困难，存在如下问题：测量点少，报警条目少，系统内存小，软件存在无历史报警查询功能，主要报警信号没有引出，跳闸后故障信息自动删除，出现多次事故跳闸后无跳闸报警信号。控制系统的旧型号硬件厂家已经停产，无法及时采购备件更换，若发生故障，将无法及时处理，严重影响供煤及卸煤，会引起降出力或停机故障等问题，已不能满足现场生产需求，不利于输煤系统安全运行。为了提高煤场堆取料机控制系统的安全性和长效性，对煤场堆取料机控制系统进行改造势在必行，目的是从根源上解决现场存在的问题，以保证输煤系统安全稳定运行。另外，在安装调试阶段发现新产品同样存在一些不足之处，对此进行介绍，并提出建议。煤场堆取料机控制系统功能煤场堆取料机控制系统主要由电气控制系统、悬臂式皮带堆料机、中心柱、液压油及润滑油系统、刮板式取料机、远程控制站、现场司机室控制面板，以及测量、保护、自动控制、监视等相关设备组成。堆取料机正常运行时，取料与堆料的回转机构彼此间的控制系统相互独立，有明确的层次结构，运行过程中互不影响，取料与堆料作业可以同时进行。整套设备的测量、保护、自动控制、监视等功能均通过堆取料机控制系统来实现。作业过程为通过堆料回转机构带动悬臂式皮带堆料机，以中心柱为轴心展上海电气技术 ，（）开旋转，进行堆取料。在被测参数超出预置的运行极限或者保护信号触发时，保护控制回路动作触发，设备停运，避免事故扩大。堆取料机控制系统软硬件改造前控制系统硬件主要包括四个 电源模块、两个 中央处理器模块、四个 接口模块、两个 以太网模块、五个 输入模块、两个 输出模块、一个 模拟量输入输出模块。改造前控制系统卡件接线方式采用传统的笼式端子，如图所示。可编程序控制器卡件接线端子比较密集，卡件内部接线比较杂乱，发生故障时拆接线操作极不方便。笼式接线端子暴露在外，存在积灰、积粉而导致卡件通道短路的隐患。另外，旧型号硬件已经停产，日常备件无法采购，卡件出现故障时无备件更换，给日常维护带来诸多不便。图传统笼式端子改造前可编程序控制器卡件体积大，内存小，仅为 ，可扩展内存仅 。另外，可选通信端口单一，兼容性比较差，只能与同品牌部分型号设备进行以太网通信，局限性很大。改造前可编程序控制器软件版本为 ，组态软件版本为 ，人机界面软件版本为 。堆取料机控制系统改造方案 方案（）原控制系统硬件拆除。堆取料机停运至检修位置，并且锁定。开工作票，运行人员做好安全措施。拆卸原堆取料机可编程序控制器模块，并拆除旧工控机。（）可编程序控制器柜内新设备安装。按照设计图纸安装电源及可编程序控制器，并按照设计图纸安装输入输出卡件、通信模块及输入输出端子板，配置内部接线，安装新工控机。（）常规检查。按照图纸和设备配置资料，核对检查设备数量、插件位置、部件结构及有无缺损等。控制系统设备的安装应符合设计及有关资料的技术要求。检查控制系统的接地系统，应符合设计及有关资料的技术要求。（）控制系统调试。确认模块设备的型号、规格、保护装置及熔体容量等技术指标，可编程序控制器电源投入，检查电源电压。（）单体调试。对各路输入输出电压值及电源指示灯进行确认，对司机室操作台、就地操作箱、人机界面终端输入输出信号进行检查与确认，对柜内数字量开关输入输出信号依次调出进行确认，对外部传感器限位信号依次调出进行确认。（）系统联调。设备机构之间互锁调试，对堆料功能和取料功能在作业时的保护及联锁功能进行确认，并对设备与地面皮带之间的联锁功能进行确认。改造实施将原有的旧型号可编程序控制器更换为最新的施耐德高端可编程序控制器，特点为性能可靠强大；体积小巧，内存为 ，可扩展内存为 ；通信端口选择性多，兼容性强，可连接大部分下端产品；由插板式接线方式代替传统端子接线方式，卡件内部接线由插针直接连通完成，完全封闭，不会造成卡件接线短路现象；操作更安全、方便、可靠，整体更美观。改造后控制系统硬件配置如图所示。图改造后控制系统硬件配置采用新的可编程序控制器配置，中央处理器为 冗余处理器，内存为 ，支持分布式输入输出与远程输入输出技术。创新的 自动化平台将工业以太网技术的诸多优势汇集于输煤控制系统，从而确保不同控制层级之间、各系统之间和系统内设备之间协同工作更顺畅，更高效。改造后控制系统兼容性更好，安全可靠性更 ，（）上海电气技术高。采用最先进的嵌入式双核微处理器，使用兼顾响应速度和速度带宽的双总线底板技术，为数字煤场智慧平台创建奠定了良好基础。优化内容改造后的堆取料机控制系统是施耐德公司近几年推出的 系列，这一系列的处理能力很强，网络架构能力比较灵活，可以满足大量的离散和过程控制要求。系列重新设计了控制系统硬件布置图。改造后的卡件体积更小，外部接线通过专用接插件与框架背板相连，避免因为没有专用工具及材料而无法更改接线的被动局面。原卡件内部接线是裸露的，容易造成端子之间短路，烧坏卡件，影响堆取料机控制系统的正常工作，存在一定的安全隐患。改造后，可编程序控制器软件版本为 ，组态软件版本为 ，人机界面软件版本为 。改造后控制系统安装的硬件包括两个中央处理器模块、两个冗余通信模块、四个以太网模块、三个 以太网接口、五个输入模块、两个输出模块、一个模拟量模块、两个接口模块、一个 槽机架、三个槽机架。对堆取料机控制系统上位画面和逻辑进行优化、注释，提高逻辑和自封块通读性。完成相关控制方案组态的调试，保证设备保护和控制回路的可靠性。完善历史趋势库查询功能及操作记录日志查询追溯功能，为事故分析、历史数据查询提供依据。对堆取料机司机室触摸屏画面进行全面优化，同时对人机操作界面软件进行升级，对报警信号进行完善，使堆取料机司机室控制系统运行更可靠，更安全，维护更方便。改造后优缺点煤场堆取料机控制系统改造后，控制系统中央处理器、输入输出模块、通信模块等硬件设备工作正常，系统通信畅通，各测量模块的通道信号测试正常。优化后逻辑传送正常，报警及保护反馈信号正确，相关控制回路工作正常。改造后，经过长周期运行验证，完全满足机组正常投运的要求，改造圆满成功。改造后具有如下优点：（）控制系统功能更强大，兼容性更好，运行稳定可靠；（）控制系统硬件升级为最新版本，设备质量更可靠，备件采购更方便、快捷；（）控制软件升级为最新中文版，上位画面及逻辑描述增加中文注释，维护人员操作、查看画面及逻辑显示更直观、易懂；（）控制系统上位机及司机室人机操作界面操作记录日志查询追溯功能、保护、报警等数据信息更完善，对事故分析时，历史数据、信息查询更方便、快速，大大降低运维人员消缺难度及维护工作量。改造后的不足之处如下：（）卡件接线方式通过预制电缆直接插入，安装虽然美观，但是预制电缆内部信号线短路或断路时不易发现，处理难度较大，对检修人员的技术水平要求较高；（）卡件上一个信号产生缺陷时，需要将整个卡件上的测点全部退出方可进行检查，检修范围需要扩大；（）卡件某个通道故障时，无法轻易修改已设定好的点位，不便于单一通道故障处理，需要更换新卡件或者新预制电缆，使备件费用大大提高。综上所述，虽然改造后控制系统有部分不足之处，但是总体上还是利大于弊，控制系统设备可靠性非常高，解决了原控制系统长期存在的问题。参 考 文 献冯振明，赵锋 在斗轮堆取料机控制系统中的应用吉林电力，（）：张立建斗轮堆取料机 控制系统干扰分析及优化治理电子元器件与信息技术，（）：赵彦彬，张清卫 在斗轮堆取料机控制系统中的应用中国仪器仪表，（）：马俊峰，周靖皓 在斗轮堆取料机控制系统中的应用科学家，（）：邵晓宇 在斗轮堆取料机控制系统中的应用科学与财富，（）：闫军，周志霞 基于 的斗轮堆取料机自动控制系统设计 矿山机械，（）：房振发，李春雷 在堆取料机上的应用 自动化仪表，（）：林金梅 冗余系统在顶堆侧取堆取料机上的应用重工与起重技术，（）：，徐磊，何少聪，黄胜键 控制系统在斗轮堆取料机中的运用分析百科论坛电子杂志，（）：冯东拴 斗轮堆取料机控制系统优化及应用研究秦皇岛：燕山大学，（编辑：丁罡）