時間:2010-05-06 10:40:54來源:luonan
1 前言
隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展,火電廠的裝機容量和單機容量都日益增大,熱工保護系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度上升,對熱工保護系統(tǒng)的控制方式、運行水平的要求也越來越高。
熱工保護的主要作用是當機組在啟停和運行過程中發(fā)生危及設(shè)備和人身安全的故障時,自動采取保護或聯(lián)鎖措施,防止事故產(chǎn)生和避免事故擴大,從而保證機組的正常啟停和安全運行。熱工保護是通過對設(shè)備工作狀態(tài)和機組運行參數(shù)的嚴密監(jiān)視,發(fā)生異常情況時,及時發(fā)出報警信號,必要時自動啟動或切除某些設(shè)備或系統(tǒng),使機組維持原負荷運行或減負荷運行。當發(fā)生重大故障而危及機組設(shè)備時,停止機組(或某一部分)運行,避免事故進一步擴大。
發(fā)電機組的安全可靠性對本機、對電網(wǎng)乃至對國民經(jīng)濟來說都極為重要,因此,保護控制系統(tǒng)的安全可靠性,對保障機組的安全穩(wěn)定運行顯得十分關(guān)鍵。
2 原有熱工保護系統(tǒng)改造的必要性
保護裝置在機組正常運行時是長期不動作的,而一旦出現(xiàn)異常情況卻要求必須可靠的立即動作,因此對于熱工保護裝置應(yīng)有必要的監(jiān)視和試驗手段,以確保熱工保護裝置本身動作的正確和可靠。
機組運行的安全可靠,不僅依賴于各設(shè)備的安全可靠性能,而且同各類保護控制裝置的準確性和可靠性密切相關(guān)。電廠原有熱工保護裝置較落后且投運時間較長,保護系統(tǒng)由繼電器組成控制回路,回路硬接線多,加上繼電器長期帶電工作,繼電器觸點易老化,導(dǎo)致接觸不良,易產(chǎn)生拒動或誤動的情況。大修期間需對繼電器進行測試,以確保繼電器工作正常,大大增加了熱工人員的維護工作量。而且隨著運行時間的越來越長,故障點相應(yīng)增多,維護工作量越來越大,嚴重影響著機組的安全運行,因此亟待進行改造。
4 可編程控制器(PLC)的特點
4.1 功能豐富
PLC具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲信息的內(nèi)部器件,可以進行各種邏輯問題處理以及數(shù)據(jù)的運算。
PLC不僅能完成復(fù)雜的控制邏輯,而且也能實現(xiàn)模擬量控制和智能控制;并能實現(xiàn)遠程通訊、計算機聯(lián)網(wǎng)及上位機監(jiān)控等功能。
4.2 編程方便
PLC是為取代傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯而設(shè)計的,它沿用了繼電器原理圖或梯形圖的編程方法,包含有觸點、連線和線圈等概念。PLC一般采用梯形圖編程,可由非計算機專業(yè)人員在使用現(xiàn)場完成,程序可以在線修改。
4.3 系列化與標準化程度高
PLC在結(jié)構(gòu)、形式、編程語言、通訊等方面大同小異,且各種PLC產(chǎn)品均形成了適用于不同控制要求的系列產(chǎn)品。因此,PLC應(yīng)用于發(fā)電廠的控制系統(tǒng)將使系統(tǒng)的設(shè)計及硬件配置更為經(jīng)濟合理。
4.4 開放的通訊功能
PLC既具有各PLC之間的協(xié)議通訊接口,也具有多種的通訊方式,如:RS232接口方式硬件成本低,經(jīng)濟性好,目前較常用,但傳送距離短、速率低;RS485接口方式克服了RS232的一些缺點,傳送距離大(最大可達1.2Km); CAN方式接口傳送速度快,最大1~2M/S,傳送距離可達1.0Km,誤碼率低; 以態(tài)通訊方式傳送速度非??欤?0Mbit/S),同時可以實現(xiàn)超遠距離的傳輸,只是硬件和傳送介質(zhì)的成本略高,用戶組成大型控制系統(tǒng)時,可根據(jù)外圍設(shè)備進行方便的選擇。
5 改造后熱工保護系統(tǒng)的主要構(gòu)成
改造后的保護系統(tǒng)主要由PLC控制器和上位計算機兩大部分組成,通過RS232電纜通訊。
C200HG PLC控制器配置包括CPU機架和擴展機架, CPU機架由四部分組成:CPU底板、C200HG CPU、電源單元、I/O單元。擴展機架由三部分組成:擴展底板、電源單元、擴展I/O單元。
6 PLC與上位機的串行通訊
PLC接收上位機發(fā)送過來的開啟、停止信號,通過梯形圖編制的邏輯回路來控制相應(yīng)的輸出點,從而實現(xiàn)對外部設(shè)備和裝置的控制。PLC與上位機采用串行通訊格式,ASCII碼,7位數(shù)據(jù)位,2位停止位,奇偶校驗位,通訊速率為9600bit/s。
7 改造后的熱工保護系統(tǒng)特點
a 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠,組件式插接,便于安裝維護。I/O模件卡件式設(shè)計,可靈活、方便的進行擴充。
b 保護系統(tǒng)采用雙電源供電,確保了系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)的工作。
c 對PLC采用梯形圖的組態(tài)編程方式,可方便的進行組態(tài)、監(jiān)視和修改。通過梯形圖編程可實現(xiàn)相應(yīng)的保護聯(lián)鎖功能和在線編輯,系統(tǒng)工作安全可靠。
8 小結(jié)
a 改造后的熱工保護系統(tǒng)由上位機和可編程控制器PLC組成,對原有的由繼電器構(gòu)成的保護回路進行改造。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、可靠性高、易擴展,能完全滿足火電廠熱工保護的需要。
b 能對所有輸入/輸出點進行狀態(tài)記錄,包括各輸入點的接通和斷開時間,而且熱工維護人員可根據(jù)所提供的動作記錄來判斷一次元件或現(xiàn)場接線可能存在的問題,消除事故隱患。
c 系統(tǒng)可實現(xiàn)保護聯(lián)鎖試驗、動作記錄數(shù)據(jù)管理、狀態(tài)監(jiān)視、系統(tǒng)組態(tài)等功能,大大提高了熱工保護裝置的技術(shù)水平,減輕了熱工人員的維護量,為事故分析提供了可靠、客觀的依據(jù)。
d 該系統(tǒng)靈活性高、適應(yīng)性強、擴展性好,可根據(jù)用戶需要進行擴展和修改,并提供了與其它控制系統(tǒng)的接口。
熱工保護系統(tǒng)肩負著保護主、輔設(shè)備,保證機組安全運行和防止事故擴大的重任,它是機組自動化控制的重要組成部分。隨著機組容量的增大,熱工保護的重要性已日益為人們所認識。因此,合理地設(shè)計熱工保護系統(tǒng),對提高機組自動控制水平,減輕運行人員的負擔,增加機組運行的可靠性具有重大意義。
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