西門子S7系列可編程控制器在電廠水汽集中取樣監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

項目簡介

徐州發(fā)電廠水汽集中取樣系統(tǒng)采用了由國電南瑞科技股份 有限公司提供的GKS-1000程序控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用西 門子S7系列可編程控制器(PLC)，由我公司開發(fā)符合用戶 需求的應用軟件，實現(xiàn)對徐州發(fā)電廠全廠水汽集中取樣系 統(tǒng)的監(jiān)控，并且實現(xiàn)與MIS網(wǎng)互聯(lián)，將重要數(shù)據(jù)上送到 MIS系統(tǒng)。

我公司是國家電力公司直屬的科研機構(gòu)，承擔電力系統(tǒng)及 其它行業(yè)生產(chǎn)過程自動化技術(shù)的研究、開發(fā)、制造、集成 與應用工作。

由西門子S7系列硬件組成的監(jiān)控系統(tǒng)，采用模塊化設計， 冗余配置，可靠性高。人機接口軟件和控制組態(tài)軟件都基 于Windows NT或更新的平臺，控制組態(tài)軟件符合IEC1131 國際標準，使用方便；系統(tǒng)網(wǎng)絡采用多層結(jié)構(gòu)，提供多 種標準接口，易于擴展和實現(xiàn)過程監(jiān)控網(wǎng)絡化，完全可以 滿足電廠水汽集中取樣過程監(jiān)控的要求。

系統(tǒng)配置

水汽集中取樣監(jiān)控系統(tǒng)采用如圖所示的配置。該系統(tǒng)有二 臺操作員站，其中一臺兼工程師站(并用于與全廠MIS系統(tǒng) 聯(lián)網(wǎng))，一個PLC過程處理單元，二臺機柜。系統(tǒng)通訊網(wǎng) 絡采用以太網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議，網(wǎng)絡速率：10Mbps。

系統(tǒng)配備了二臺操作員站，均掛在PLC上一級的實時數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡Ethernet上，二臺操作員站相互間完全兼容,都能 對PLC進行監(jiān)控。其中一臺兼作工程師站，并用于與全廠 MIS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。傳輸點數(shù)可根據(jù)需方要求設定，和MIS網(wǎng) 通信軟件具有修改功能。

系統(tǒng)功能

· 實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程信息的采集、處理與計算，以及生 產(chǎn)過程的自動順序控制、邏輯控制和自動調(diào)節(jié)。
· 具有聯(lián)鎖保護和選線操作功能。
· 實現(xiàn)CRT顯示、模擬屏顯示、制表打印、報警打印、 實時趨勢分析、歷史數(shù)據(jù)分析以及事件順序記錄等功能。
· 通過工程師站/運行員站對系統(tǒng)進行在線或離線組態(tài)生 成和修改。
· 能實現(xiàn)自動、軟手操、硬手操和就地操作等多種控制 方式。
· 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡化，工藝參數(shù)和設備集中監(jiān)控，實現(xiàn)少 人值班或無人值守。

控制功能

水汽集中取樣系統(tǒng)的控制，采用PID調(diào)節(jié)及模糊控制邏輯, 實現(xiàn)自動加氨、加磷酸鹽等控制。控制對象包括12臺磷 泵、12臺氨泵、2臺循泵、8個爐水左、右側(cè)接通，以及1#－8#汽機凝結(jié)水溶氧，1#－8#除氧器出口水溶氧控制。

12臺磷泵和12臺氨泵，采用就地操作或計算機遠方操作 方式。

2臺循泵的啟停，采用就地操作或計算機遠方操作方式, 同時，具有聯(lián)鎖功能。聯(lián)鎖投入時，當一臺循環(huán)水泵運行 且壓力低于設定的壓力低限時，啟動另一臺循泵，并把自 己停掉，同時解除聯(lián)鎖，系統(tǒng)自動提示運行人員檢查現(xiàn)場 設備，并進行處理。

補水電磁閥控制，具有“手動”/“自動”功能，可以控制往緩沖水箱中進水。

汽包爐水的樣水由左、右兩側(cè)引入，并在低溫架上用電磁閥切換后流入分析表計，切換信號由PLC自動產(chǎn)生。爐水 切換有手動和自動兩種方式。自動方式下，左右側(cè)爐水從 投自動時開始計時，每15分鐘自動切換一次。每臺機組的 爐水樣水可以分別投自動，也可以同時投自動。

采用PLC對汽機凝結(jié)水溶氧、除氧器出口水溶氧監(jiān)測儀進行多點切換測量控制。

利用S7-400 PLC對加氨變頻器進行控制,系統(tǒng)自動分析給水酸度，控制氨泵的轉(zhuǎn)速。對于各臺機組自動加氨的循環(huán) 時間，具有自適應功能。

結(jié)束語

該系統(tǒng)與2002年1月投入運行，運行情況完全達到設計要求。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強；自控投入后, 擺脫了原來依靠手工控制的方法，大大減輕了工人的勞動強 度，提高了工作效率，同時也大大降低了誤操作的可能性, 得到了用戶的好評。

其中，令人感觸頗深的是： Simatic S7可編程控制器采用模塊化設計，模板可以靈活組合 , 擴展十分方便；該 產(chǎn)品采用模塊化無 風扇的設計，堅固 耐用；有廣泛的通 訊能力；它可以通 過多種類型的CPU 和功能模板，組成 不同的專用系統(tǒng) , 擴展和升級也非常 方便。產(chǎn)品性能優(yōu) 越，環(huán)境適應性強,有很好的電磁兼容性和抗沖擊、耐震動性能。S7系列產(chǎn)品完全可以適應電廠水汽集中取樣、化學水處理以及相關(guān)的 程序控制場合，值得推廣應用。

本文摘自《西門子專家會議論文集》作者：夏益青