全集成自動化控制系統——TIA在電廠輸煤控制中的應用

項目簡介

火力發電廠鍋爐的單爐/單磨燃煤的計量準確問題一直是 影響電廠發電成本正平衡統計的頑癥，更是燃煤發熱量和 鍋爐燃燒效率統計計算尚無法解決的棘手問題，大多數早 期的火力發電廠都因此存在著生產成本核算方面的問題。某 電廠曾委托本公司對該廠的輸煤控制和入爐煤計量系統進 行全面改造，以解決生產成本核算問題。鑒于該工程要在 整個電廠正常發電的情況下進行，且改造的內容比較大, 涉及的面比較廣，因此決定分兩步對該項目進行改造，先 期進行輸煤控制系統的改造，而后進行輸煤入爐煤軟測量 的改造，以期最終達到單爐瞬時燃料計量及動態生產成本 核算的目的。

配置及設備特點

該電廠的輸煤工藝系統比一般的火力發電廠要復雜得多, 它先后由一、二期工程來構成現在的輸煤系統，兩個系統 之間即獨立又有相互交叉的工藝連接，同時要為六臺發電 機組供煤。雖然本次僅涉及煤場至入爐煤斗之間的輸煤控 制系統設備改造，但為了安全可靠地實現改造，又不影響 所有機組的正常運行，因此將該項目分兩步進行；第一步 先將輸煤控制系統改造，而后再將入爐煤計量部分改造, 本文所介紹就是第一部分的內容。其工藝布置如圖：

各工藝段所包含的設備有輸煤皮帶機、葉輪給煤機、往復式給煤機、碎煤機、滾軸篩、帶式除鐵器、圓盤除鐵器、精 細除鐵器、犁煤器、切換擋板、拉繩開關和跑扁開關等組 成。其它如撕裂，打滑，堵煤等保護開關均不進本控制系 統。

系統結構

根據現場的實際狀況和輸煤工藝控制的技術規范要求；我 公司推薦采用SIEMENS TIA的系統結構。以滿足輸煤系統 狹長的輸煤棧橋在一側布置的電纜橋架，該橋架既要敷設6000VAC動力電纜，又同時要敷設控制和通訊電纜，因此 電纜周圍的共模和差模干擾信號必然要影響控制系統的通 訊質量，甚至于使得控制系統不能正常工作。為此我公司 選用 PROFIBUS-DP現場總線來組成網絡。用光電交換機 OLM來完成與主控制器之間的信號交換，因為采用了光 纖傳輸通訊，可將電磁場對通訊設備的干擾影響降至最低 程度，真正達到阻斷干擾的目的。

它以主控制器AS-417-2作為主站，通過以太網交換機 ESM連接到四臺安裝有以太網卡CP-1613的工控機上，每 臺的HIM系統界面選用WIN CC V5.2版本，主控制器除了 自身帶有的 PROFIBUS-DP 接口外，另外又配了一塊 PROFIBUS-DP模件；這樣可以組成兩個相對獨立的光纖 環網，亦便于兩個輸煤系統的布置；一個接口連接一期輸煤系統上的六只OLM光電交換機，另一個接口連接二期輸煤系統上的五只OLM光電交換機。其系統拓撲圖如右圖。

結束語

由于工藝控制技術規定的要求，所有控制設備都必須配置 就地控制開關按鈕，因此這里選用了開關按鈕盒作為就地 控制所需。但由于按鈕盒與電機啟動器不能在Asi層之間 直接進行相互通訊，而必須通過主控制器方能完成它們之 間的數據交換，為此這種配置不能滿足就地后備控制的技 術要求。SIEMEN現場執行器MOTOR STARTER的停產是 本方案的大遺憾。

本控制系統由于當時存在經費問題，沒有選用H型冗余控制器，應該是本控制系統不足的地方。另外該項目是老廠 改造項目，有些控制設備不能作徹底改造，亦帶來了些須 遺憾。對于像輸煤系統的控制如果能在新建廠設計時就將 控制與電氣高、低壓開關、變頻設備、燃料計量一起整體 考慮，那將是一套很完整的TIA系統。