火電廠吹灰運行系統(tǒng)操作方式優(yōu)化的研究與實現(xiàn)

摘 要：神華國華定洲電廠二期2×660MW機(jī)組的鍋爐吹灰系統(tǒng)采用現(xiàn)場一體化觸摸屏控制，運行人員勞動強(qiáng)度大，也極易造成誤操作事故。因此，對原有的吹灰運行操作方式進(jìn)行了優(yōu)化，在遠(yuǎn)端（主控室）增加上位機(jī)，將觸摸屏控制界面和程序組態(tài)至上位機(jī)，再通過交換機(jī)與吹灰控制PLC連接和通訊，實現(xiàn)在上位機(jī)上對吹灰系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制。項目實施后，極大的降低了吹灰運行人員的勞動強(qiáng)度，減小了誤操作造成的不安全事故概率，確保了吹灰系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：吹灰系統(tǒng) 操作方式優(yōu)化 遠(yuǎn)程控制 火電廠

中圖分類號：TM62文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）5（a）-0066-02

吹灰系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組不可缺少的輔助設(shè)備，它用于將鍋爐爐膛內(nèi)管壁上附著的結(jié)焦有效清除，能有效防止鍋爐“四管”因換熱不均導(dǎo)致的爆管事故。神華國華定洲電廠二期2×660 MW機(jī)組吹灰控制系統(tǒng)采用Modicon TSX Quantum系列PLC，基建時期設(shè)計的機(jī)組日常吹灰采用一體化觸摸屏（安裝在配電室的控制柜門面上）控制，同時顯示吹灰系統(tǒng)所有受控設(shè)備的各種運行狀態(tài)、故障保護(hù)狀態(tài)及程控裝置自身的工作狀態(tài)。由于觸摸屏的安裝位置較高，運行人員在吹灰操作時必須站立，而每天每臺機(jī)組至少吹灰兩次，每次近4 h，吹灰運行操作人員往往比較疲憊，也極易造成誤操作事故。在機(jī)組投產(chǎn)后，這種矛盾日益凸顯，因此，對現(xiàn)有的吹灰運行操作方式進(jìn)行優(yōu)化將非常必要。

1 項目研究內(nèi)容

吹灰系統(tǒng)運行操作方式的優(yōu)化，是在原有的吹灰器控制的基礎(chǔ)上，取消現(xiàn)場觸摸屏操作方式，在遠(yuǎn)端（主控室）增加上位機(jī)，實現(xiàn)在上位機(jī)上對吹灰器進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制。具體研究內(nèi)容如下。

（1）組態(tài)王6.5版軟件的應(yīng)用（畫面連接及網(wǎng)絡(luò)設(shè)置）；（2）Modicon PLC硬件功能和軟件設(shè)置研究；（3）上位機(jī)硬件配置研究；（4）組態(tài)王應(yīng)用軟件與PLC的網(wǎng)絡(luò)硬件連接；（5）吹灰器上位機(jī)運行操作的靜態(tài)、動態(tài)功能調(diào)試；（6）吹灰器上位機(jī)運行操作功能的試投運與故障分析、處理。

通過對項目研究內(nèi)容的深入分析，我們總結(jié)出該項目在軟件和硬件方面的設(shè)計難點。軟件設(shè)計上，既要充分滿足吹灰器日常運行操作的需要，又要考慮如何減小故障出現(xiàn)的可能性，便于日后維護(hù)。再者，還要充分考慮用戶的使用需求，進(jìn)行人性化的操作界面設(shè)計。硬件方面，由于吹灰系統(tǒng)控制采用的是Modicon PLC系列，因此必須充分考慮硬件設(shè)備的兼容性。

2 項目實施過程

為了預(yù)留足夠的項目調(diào)試時間，項目實施必須在機(jī)組停運后進(jìn)行。在停機(jī)前需要準(zhǔn)備好的硬件設(shè)備包括上位機(jī)、通訊網(wǎng)卡、組態(tài)王軟件及其網(wǎng)絡(luò)連接線等，機(jī)組停運后立即開展工作。具體實施過程如下。

（1）在主控室增設(shè)兩臺吹灰器PLC程控上位機(jī)，并通過交換機(jī)與PLC硬件連接，詳見圖1。

（2）在上位機(jī)的windows系統(tǒng)內(nèi)安裝組態(tài)王軟件并進(jìn)行畫面組態(tài)。為了兼顧吹灰運行需要與運行人員的使用習(xí)慣，畫面內(nèi)容盡量與原來的觸摸屏顯示一致。需要特別說明的是，組態(tài)王軟件要做好解密設(shè)置。

（3）在原PLC系統(tǒng)中安裝Qtm以太網(wǎng)絡(luò)通信硬件并進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，步驟如下：

①在PLC網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置相應(yīng)的IP地址，使其與上位機(jī)通訊。在設(shè)置IP地址時，要保證其分配地址與上位機(jī)IP地址在同一網(wǎng)段內(nèi)且唯一。

②打開Concept中相應(yīng)的工程，在“Project”菜單下選擇“Configurator”，彈出“PLC Configuration”，展開其子項“Config Extensions”，點擊“Select Extensions”，將“TCP/IP Ethernet”的數(shù)量設(shè)為1，即以太網(wǎng)卡通訊模塊的數(shù)量為1塊。

③在“PLC Configuration”的子項“I/O Map”中，將以太網(wǎng)卡通訊模塊配置在與物理機(jī)柜對應(yīng)的槽位上。例如在“I/O Map”中的第一個機(jī)柜上安裝了NOE模塊，其槽位是13號槽，點擊“I/O Map”中第一個機(jī)柜對應(yīng)的“Edit”列中的按鈕，由于只有一個機(jī)柜，所以該表中只有一行。在“Local Qauntum Drop”的13號槽上添加NOE模塊。注意在添加以太網(wǎng)卡通訊模塊時，要和加裝的NOE硬件模塊的型號一致。

④在完成以上配置后，點擊“Config Extensions”中的“Ethernet/ I/O Scanner”，將對應(yīng)槽位的以太網(wǎng)卡通訊模塊IP地址填入。

（4）在完成上述設(shè)置后，需要將組態(tài)好的上位機(jī)程序重新下載至PLC內(nèi)存中，步驟如下：

①連接至PLC系統(tǒng)，選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。（圖2）

②打開在線控制面板，選擇停止PLC運行選項。（圖3）

③選擇Download選項進(jìn)行程序下裝，下裝完成后，重新啟動PLC。（圖4）

下裝重啟完成后，需要測試網(wǎng)絡(luò)通訊是否暢通，如果不暢，檢查一下網(wǎng)絡(luò)硬件的連接及網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)置是否正常。

（5）吹灰上位機(jī)的運行調(diào)試。打開吹灰上位機(jī)的組態(tài)王軟件，軟件顯示為正?？刹僮鹘缑?。將吹灰器的動力電源停掉，在上位機(jī)上逐次進(jìn)行模擬操作，操作方式與原來的觸摸屏操作基本相同。

3 關(guān)鍵技術(shù)問題分析

3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸問題

由于以太網(wǎng)通訊的網(wǎng)絡(luò)傳輸距離有限，故不采用主機(jī)對上位機(jī)的通訊連接方式，而采用主機(jī)對交換機(jī)，交換機(jī)再對上位機(jī)的通訊連接方式，避免了由于傳輸距離過長導(dǎo)致上位機(jī)操作速度變慢的問題。

3.2 PLC以太網(wǎng)卡的安裝和使用

需要對安裝在PLC系統(tǒng)中的以太網(wǎng)卡進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，包括通訊方式、接口、硬件組態(tài)及軟件設(shè)置等，以便正確進(jìn)行硬件安裝、網(wǎng)絡(luò)連接、硬件組態(tài)及離線代碼下傳等。

3.3 以太網(wǎng)卡通訊IP地址的設(shè)置

由于需要增加兩臺上位機(jī)（每臺上位機(jī)對應(yīng)一臺機(jī)組），而使用一臺交換機(jī)，所以IP地址設(shè)置時需要注意兩個地址必須在同一網(wǎng)段內(nèi)，這樣屬于同一網(wǎng)段的兩個地址間的信息交換就不需要通過路由器。

3.4 組態(tài)王軟件的使用

由于市面上盜版的組態(tài)王軟件居多，正版軟件往往涉及到加密狗的安裝，以確保軟件能夠正常使用。此外，在組態(tài)王軟件中需要進(jìn)行正確的網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)置，以確保網(wǎng)絡(luò)連接通暢。

3.5 吹灰器上位機(jī)遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)功能調(diào)試與故障處理

吹灰器上位機(jī)遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的靜態(tài)功能調(diào)試采取離線方法，動態(tài)功能調(diào)試采取在線方法。若調(diào)試過程中出現(xiàn)故障則需解列吹灰器，查找、排除故障點后，再按照“離線-在線”的順序進(jìn)行調(diào)試。

4 結(jié)語

吹灰系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組重要的輔助設(shè)備，神華國華定洲電廠二期2×660MW機(jī)組的日常吹灰采用現(xiàn)場一體化觸摸屏控制，運行人員勞動強(qiáng)度大，也極易造成誤操作事故。因此，必須對原有的吹灰系統(tǒng)運行操作方式進(jìn)行優(yōu)化，在遠(yuǎn)端（主控室）增加上位機(jī)，將觸摸屏控制界面和程序組態(tài)至上位機(jī)，再通過交換機(jī)與吹灰控制PLC連接和通訊，實現(xiàn)在上位機(jī)上對吹灰系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制。項目實施后，極大的降低了吹灰運行人員的勞動強(qiáng)度，減小了誤操作造成的不安全事故概率，確保了吹灰系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

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