西门子6ES7222-1EF22-0XA0千万库存

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   1．顺控系统SCS（包括BMS、ECS）

    SCS是现代高参数、大容量火电机组*的控制系统，原ALSTOM公司设计了功能完善、逻辑严密的逻辑控制回路，对保证机组安全运行起到了重要保，本次改造充分遵循了原制造商的设计思路。改造后SCS（包括BMS、ECS）由5个模件柜、9个端子柜组成，共有20对MFP12多功能处理器，系统余量大，MFP12负荷率适当。锅炉保护系统FSSS、电气控制系统ECS分别由一对冗余的MFP12实现。

    2．模拟量调节系统MCS

    MCS共使用1个模件柜，2个端子柜。MCS与SCS、DEH协调配合，由4对冗余MFP12处理器完成了各项控制功能，包括机炉协调控制系统、燃料量调节系统、给水全程控制系统、一次风压力调节系统、炉膛压力调节系统、燃烧空气调节系统、气温调节系统、制粉系统控制等。主要配置是：（1）协调控制、燃料控制、高旁、低旁、空预器保护（1对MFP12）；（2）制粉系统、一次风压、风量控制、炉膛压力（1对MFP12）；（3）给水控制、过热减温、再热减温（1对MFP12）；（4）凝汽器水位、除氧气压力、部分DAS点（1对MFP12）。3．汽轮机组控制系统DEH和ETS

    DEH由1个模件柜、1个端子柜组成，包含4对冗余的MFP12，完成汽轮机组从挂闸、冲转、同期并网、应力计算、负荷调节、在线实验等全部控制功能。汽轮机保护系统没有使用常规的可编程控制器PLC，亦采用一对冗余的多功能处理器MFP12完成机组保护和试验功能。具体配置：（1）汽轮机组自动控制BTC（1对MFP12）；（2）汽轮机组**速保护OPC（1对MFP12）；（3）汽轮机组保护ETS（1对MFP12）；（4）汽轮机组自启停控制ATC（1对MFP12）。

    4．数据采集系统DAS

    DAS由1个模件柜、2个端子柜组成，共有3块MFP12，其中一对冗余的MFP12用于I／O采集（529点），1块MFP用于性能计算，部分DAS点通过MCS接入系统。考虑系统余量及原系统电缆走向等原因，将原常规仪表取消后需进入DCS的各点由MCS进入。性能计算不具备的参数预留了接口并采用人工置数方式完成，实现机组简易效率计算。

    三、改造过程

    2001年2月便开始热工控制系统改造前期工作。先后邀请ALSTOM公司、ABB贝利公司、上海FOXBORO公司、北京和利时公司、上海新华控制公司来厂进行DCS技术交流。与国内DCS专家共同研讨DCS技术规范书编写要求，较终审定了DCS技术规范书。先后到ABB贝利公司、新华公司、FOXBORO公司、北京和利时公司和相关电厂进行DCS改造前的考察。最后确定北BB贝利控制有限公司为DCS改造工程供货商和工程设计单位。

    2002年9月22日，改造工程拉开序幕。按照计划完成了原系统拆卸、新系统安装、接线工作，系统上电进入带电调试及系统静态调试工作。2002年11月16日，DCS改造后**次点火成功，一次并网成功，带负荷320MW，标志着DCS改造工程进入系统精调阶段，预示改造取得阶段性成果。

    过程I／O与多功能处理器之间的数据通讯通过并行子扩展总线XB（ExpanderBus）完成。XB是一个高速8位高速并行通道，传送速率500kHz。

    3．现场控制单元HSU

    该系统配置了二种处理模块：多功能处理器MFP12、顺序事件记录服务器INSOE01。系统配置了八种I／O模件：模拟量输入模件（TC／RTD）IMASI23、模拟量输入模件（15AI）IMFEC12、模拟量输出模件（14AO）IMAS011、数字量输入模件（16DI）IMDS014、数字量输出模件（16DO）IMDS014、脉冲量输入模件（8PI）IM*04、频率计数模件（1PI）IFCS01、控制I／O模件（4AI、2AO、3DI、4DO）IMCSI22。模件功能强、种类少，可为电厂备品配件储备节约大量资金。

    4．人机界面平台

    该系统提供了4台ConductorNT工作站作为操作员站，1台Composer工程师工作站。操作员站、工程师站均采用中文bbbbbbsNT4.0平台，HP公司工作站，基本配置为：InbbbPentium4、主频1.4GHz处理器、内存容256Mbytes、硬盘容量40Gbytes、标准PC键盘、鼠标，工程师工作站配置可读写光驱作为备份工具。以人为本，采用了环保型、高分辨率的21寸液晶显示器。

    5．电源系统

    Symphony系统配置了专用的电源分配柜，接受2路外部220V电源，电源分配柜内安装了自动切换电路。两路电源均来自不间断电源UPS，一路来自单元机组UPS，另一路来自机组公用系统UPS，两路电源分别经15kVA的变压器隔离、二次侧接地后送至电源分配柜。两路电源经无扰自动切换电路切换后送至现场控制单元HSU、人系统接口HSI等。电磁阀48VDC驱动电源由电厂原有48VDC电源系统提供。

    二、系统功能

    改造工程充分遵循原ALSTOM公司对控制系统的划分原则和规律，改造后Symphony系统将控制系统分为SCS（包括BMS、ECS）、MCS、DEH、DAS四个子系统。四大子系统I／O初步总点数3970多点，其中SCS（包括BMS、ECS）共2500余点、MCS共350余点、DEH共210余点、DAS共810余点。

    一、改造原则、范围和系统配置

    1．改造原则和改造范围

    针对机组的客观情况，在DCS改造初期就明确了DCS改造遵循的基本原则：确保机组改造后的安全运行、经济运行，体现当代DCS的先进水平，并在上述前提下实现投资省、的目标。根据这一原则，认真了解国内机组改造情况，调查DCS发展和运用情况，分析机组实际现状，较终确定了如下具体目标和改造范围。

    （1）改造实现的所有功能应充分遵循主设备制造商ALSTOM公司的技术规范，并根据巴蜀江油电厂生产实际进行优化和完善。

    （2）改造范围包括CENTRALOG、MICRO－Z、MI－CROREC、CONTROBLOC，保留原系统中运行情况较好的汽机阀门驱动回路装置、低旁SULZERAV6系统、高旁伺服驱动装置、汽机机械量测量系统、球磨机噪音测量及转换装置等。

    （3）改造后新系统在控制台上仅设置8个必要的事故手动操作按钮：锅炉MFT打闸按钮、汽轮机打闸按钮、发电机打闸按钮、凝汽器真空破坏阀开关按钮、汽机润滑油泵（交、直流）启动按钮、密封油油泵（交、直流）启动按钮；原控制盘台常规显示仪表、记录仪、报警光字牌全部取消，只保留汽包电磁水位表、汽包水位电视、炉膛火焰电视。

    （4）第三方设备（包括一次风粉在线监视装置、锅炉炉管检漏装置、蒸灰PLC装置、上网负荷总加系统）使用通讯方式进入DCS，实现DCS一体化。

    2．网络结构

    该工程的Symphony系统采用了典型的多层网络系统结构

一、原系统分析：
 桥式起重机情况: 
桥式起重机(天车)是一种用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定间隔内水平移动的起重、搬运设备，在生产过程中有着重要应用。5吨桥式起重机，原设备电气驱动系统分为起重机升降、小车、大车三部份。其中起重机升降由一台13kW的绕线式异步电动机驱动，大车由两台4 kW绕线式异步电动机、小车由一台2.5 kW绕线式异步电动机驱动。在原传动控制中，采用转子串接电阻的调速方式.由于工作环境差,粉尘和有害气体对电机的集电环、电刷和接触器腐蚀性大，加上工作任务重,实际过载,由于冲击电流偏大,轻易造成电动机触头烧损、电刷冒火、电动机及转子所串电阻烧损和断裂等故障, 影响现场生产和安全,工人维修量和产生的维修用度也很高.并且原调速方式机械特性较差,调速不够平滑，所串电阻长期发热浪费能量。综上所述原设备存在的主要缺点如下：
（1） 拖动电动机容量大，起动时电流对电网冲击大，电能浪费严重。
（2） 起重机升降、小车、大车起动、停止速度过快，而且都是惯性负载，机械冲击也较大，机械设备使用寿命缩短，操纵职员的安全系数较差，设备运行可靠性较低。
（3） 由于电动机一直在额定转矩下工作，而每次升降的负载是变化的，因此轻易造成比较大的电能浪费。
（4） 起重机天天需进行大量的装卸操纵，由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件---交流接触器来接进和断开电动机转子上串接的电阻，切换十分频繁，在电流比较大的状态下，轻易烧坏触头。同时因工作环境恶劣，转子回路串接的铜电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。因而设备故障率比较高，维修工作量比较大。同样小车、大车的运转也存在上述题目。
（5） 在起重机起升的瞬间，升降电动机有时会受力不均匀，易过载，直接造成电机损坏或者钢丝绳断裂。
（6） 为适应起重机的工况，起重机的操纵职员经常性的反复操纵，起重机的电器元件和电动机始终处于大电流工作状态，降低了电器元件和电动机的使用寿命。
（7） 起重机工作的协调性主要靠操纵职员的熟练程度。由于升降、大车、小车三个凸轮控制器之间没有固定的联系，在起重机工作时操纵职员劳动强度比较大，轻易疲惫，易产生误操纵。
 针对上述现有技术存在的不足，本次改造的起重机采用先进的可编程控制技术（PLC）和变频器技术，以程序控制取代继电器----接触器控制，交流电动机调速方式采用变频调速，进而实现了起重机的半自动化控制。
二、改造方案：
 交流电动机的调速方式很多,针对上述现有技术存在的不足，综合各种性能较佳者为变频调速方式。
2.1拖动系统
1、电动机选型
A.大车与小车用电动机 可选用普通的笼型转子异步电
动机；
B.升降用电动机 由于要求比较高，应选用变频专用的笼
型转子异步电动机。
原设备系统采用的是绕线式异步电动机，出于经济方面的考虑，通过短接转子回路也能进行使用。
2、调速方法
 采用目前国际技术具有矢量控制功能的变频调速系统。变频后转速可以分档控制，一般采用6段速度运行，从低到高自由切换。
3、制动方式 
 采用再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方法。
A.首先，通过变频器调速系统的再生制动和直流制动把运动中的大车、小车和起重机的速度迅速而正确地降到0(使它们停止) ；
B.对于起重机，经常会有重物在半空中停留一段时间（如重物在半空中平移），而变频调速系统固然能使重物静止，但因设备轻易受到外界因素的干扰，（如在平移过程中常易出现的瞬中断电）因此，利用电磁制动器进行机械制动仍然是必须的。

2．2变频调速系统的控制要点
桥式起重机拖动系统的控制动作包括：大车的左、右行走及速度档位；小车的前、后行走及速度档位；起重机的升、降及速度档位等。所有这些，都可以通过可编程序控制器（PLC）进行无触点控制。
桥式起重机控制系统中需要引起留意的是关于防止溜钩的控制。在电磁制动器抱住之前和松开之后的瞬间，较易发生重物由停止状态下滑的现象，称为溜钩。
防止溜钩的控制需要留意的关键题目是：
1）电磁制动器在通电到断电（或从断电到通电）之间是需要时间
的，大约0.6秒（视型号和大小而定）。因此，变频器如过早地停止输出，将轻易出现溜钩。
2）变频器必须避免在电磁制动器抱闸的情况下输出较高频率，以
免发生“过流”而跳闸的误动作。
为此，具体控制方法如下：
1．重物高空停止的控制过程
A．设定一个“停止起始频率”fBS,当变频器的工作频率下降
到fBS时，变频器将输出一个“频率到达信号”，发出制动电磁铁断电指令；
B. 设定一个fBS 的维持时间tBB, tBB是非应略大于制动电磁铁从开始开释到完全抱闸所需要的时间；
C. 变频器将工作频率下降止0。触摸屏和PLC与变频器在成套供水设备控制系统中的应用
    
      在工业现场控制领域，可编程控制器（PLC）一直起着重要的作用。随着国家在供水行业的投资力度加大，水厂运行自动化水平不断提高，PLC在供水行业应用逐步增多。触摸屏与PLC配套使用，使得PLC的应用更加灵活，同时可以设置参数、显示数据、以动画等形势描绘自动化过程，使得PLC的应用可视化。
变频恒压供水成为供水行业的一个主流，是保证供水管网在恒压状态的重要手段。现代变频器完善的网络通信功能，为电机的同步运行，远距离集中控制和在线监控等提供了必要的支持。通过与PLC连接的触摸屏，可以使控制更加形象、直观，操作更加简单、方便。
组合应用PLC、触摸屏及变频器，采用通信方式对变频器进行控制来实现变频恒压供水。
2、系统结构
变频恒压供水系统原理如图1所示，系统主要由PLC、变频器、触摸屏、压力变送器、动力及控制线路以及泵组组成。用户可以通过触摸屏了解和控制系统的运行，也可以通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。通过安装在出水管网上的压力变送器，把出口压力信号变成4～20mA或0～10V标准信号送入PLC内置的PID调节器，经PID运算与给定压力参数进行比较，输出运行频率到变频器。控制系统由变频器控制水泵的转速以调节供水量，根据用水量的不同，PLC频率输出给定变频器的运行频率，从而调节水泵的转速，达到恒压供水。PLC设定的内部程序驱动I/O端口开关量的输出来实现切换交流接触器组，以此协调投入工作的水泵电机台数，并完成电机的启停、变频与工频的切换。通过调整投入工作的电机台数和控制电机组中一台电机的变频转速，使系统管网的工作压力始终稳定，进而达到恒压供水的目的。
3、工作原理
该系统有手动和自动两种运行方式。手动方式时，通过触摸屏或控制柜上的启动和停止按钮控制水泵运行，可根据需要分别控制1#～3#泵的启停，该方式主要供设备调试、自动有故障和检修时使用。自动运行时，首先由1#水泵变频运行，变频器输出频率从0HZ上升，同时PID调节器把接收的信号与给定压力比较运算后送给变频器控制。如压力不够，则频率上升到50HZ，由PLC设定的程序驱动I/O端口开关量的输出来实现切换交流接触器组，使得1＃泵变频迅速切换为工频，2＃泵变频启动，若压力仍达不到设定压力，则2＃泵由变频切换成工频，3＃泵变频启动；如用水量减少，PLC控制从先起的泵开始切除，同时根据PID调节参数使系统平稳运行，始终保持管网压力。
若有电源瞬时停电的情况，则系统停机，待电源恢复正常后，人工启动，系统自动恢复到初始状态开始运行。变频自动功能是该系统较基本的功能，系统自动完成对多台泵的启动、停止、循环变频的全部操作过程。
4、设备参数的设置
在进行通信之前必须对PLC、触摸屏和变频器的通讯参数进行正确设置。本系统定义为Modbus协议，波特率为9600，数据位为8，无校验，停止位为1。变频器除设置通信参数外，还需启用“自由停车”以保护电机。
5、PLC控制系统
该系统采用三菱FX-200的PLC，继电器输出，PLC编程采用三菱PLC的专用编程软件，软件提供完整的编程环境，可进行离线编程、在线连接和调试。为了提高整个系统的性价比，该系统采用可编程控制器的开关量输入输出来控制电机的起停、自动投入、定期切换，供水泵的变频及故障的报警等，而且通过PLC内置的PID给定电机的转速、设定压力、频率、电流、电压等模拟信号量。
以往的变频恒压供水系统在水压高时，通常采用停变频泵，再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式理论上要比直接切换工频的方式先进，但其容易引起泵组的频繁起停，从而减少设备的使用寿命。而在该系统中采用直接停工频泵的运行方式，同时由变频器迅速调节，只要参数设置合适，即可实现泵组的无冲击切换，使水压过渡平稳，有效的防止了水压的大范围波动及水压太低时的短时间缺水的现象，提高了供水品质。