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昆腾PLC在气力输灰系统的应用 |
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newmaker |
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1 引言
本工程安装2×350mw燃煤机组，飞灰系统包括电气除尘器及省煤器排灰系统，其飞灰处理采用正压浓相气力输送系统，每台炉为一单元。每台锅炉配两台双室四电场静电除尘器，每台静电除尘器设有8个灰斗，其系统出力按燃用设计煤种时排灰量的150%考虑，同时满足燃用校核煤种时排灰量的120%的裕度。每台锅炉设有4个(暂定)省煤器灰斗。静电除尘器和省煤器灰斗下均设有一只插板门、一个灰输送器和相关的阀门，灰斗内的灰首先由灰输送器收集后通过管道将其输送到设置在烟囱后的贮灰库。
两台炉共设2座储存粗灰库，公用1座储存细灰库。每座灰库的直径为12m，有效容积为1800m3。在每座灰库下设有两个(或三个)排放口，一路接干灰散装机，用于综合利用，另一路(或两路)接气力输送泵，二级输送到中转灰库(有效容积500 m3)，然后再由气力输送泵三级输送到终端灰库(有效容积300m3)。在终端灰库灰库下设有加湿搅拌机，灰经加湿搅拌后，运至灰场碾堆放。干灰系统采用自动程序控制。
为防止库底飞灰板结，设有灰库气化风和电加热系统。每座贮灰库设有一台灰库气化风机，三座灰库公共备用一台灰库气化风机。
2 系统构成
本系统设操作室、控制室共两间，9台控制柜安放在主控制室，由一台电源柜、主plc控制柜(采用昆腾plc671系列双机热备系统作为核心系统)和1#i/o站、2#i/o站、3#i/o站组成，该站通过同轴电缆与plc站连接，对灰库区、捞渣系统、空压机所需程控的设备提供控制及反馈，另外在厂外安装3台控制柜，组成#4远程i/o控制柜，对厂外灰库程控所需设备提供控制及反馈，并通过光纤与主plc程控柜建立联络；空压机、冷干机、吸干机由厂内、外电源柜对电除尘区电磁阀箱及空气系统、捞渣系统电动门等设备提供控制用电。通过交换机与plc系统连接。
系统设上位机两套，安放在操作室，两台计算机分别做为工程师站及操作员站，可对现场设备进行远程控制及监控，包括：电除尘下所有气动阀门；灰库布袋除尘器及分路阀；所有料位计、压力开关及压力变送器空压机系统、捞渣系统电动门控制反馈。空气系统的所有设备及灰库卸料设备则为就地操作，但可在上位机上显示；系统通过各储气罐及孔板后安装的压力变送器、压力开关及发送罐料位计等现场设备实现输灰过程的自动运行。
3 硬件plc特性要点
(1) lcu应该提供rs-485串行接口方式的，modbus或者modbus plus标准通信规约的接口，以保证方便地与励磁系统的微机调节器、调速系统的微机调速器、微机保护装置、主变冷却器控制装置、闸门控制设备、机组辅助设备控制系统、直流系统、中低压空压机控制箱、检修和渗漏排水泵控制箱、技术供水系统、厂房主通风控制箱、消防技术供水控制箱、调压井蝴蝶阀控制箱等公用设备控制系统进行通信。
(2) lcu系统中的远程通讯应采用s908 rio确定性通讯规约，通讯速率恒定，不随站点数和距离的增加而衰减，保证远程i/o与本地i/o同步更新，以确保控制系统的安全性和实时性。
(3) lcu中的plc与工作站之间，采用国标gb/z19582-3规定的标准工业以太网规约modbus tcp/ip，应用层采用开放的modbus协议。
(4) 以太网支持i/o扫描方式，能自动识别以太网上各种设备，方便用户实时在线增减设备，方便维护。
(5) 所有i/o模件与冗余cpu模件属于同一系列同一档次产品。i/o模件的长高尺寸与冗余cpu模件一致，每个分站采用统一的背板，i/o模件均由电源模件通过背板进行供电。采用统一的高速背板总线，背板速率不低于80mbps。
(6) cpu模板采用双处理器结构，程序执行和以太网通讯由不同的处理器分担，以保证系统的高度可用性。
(7) cpu集成lcd屏和键板，以便设置和诊断，随时监控cpu的运行状态。
(8) cpu上集成以太网通讯、12m的usb标准编程口、modbus plus口和modbus口。
(9) cpu主频266mhz以上。
(10) 输出模板支持故障状态预定义，增强系统的可靠性。
(11) soe精度小于等于1ms，硬件保证。(严格达到1ms精度，gps时钟直接连接到soe模板，对soe模板提供μs级别的对时精度，soe模板支持事件本地缓存，每模板支持事件存储容量4000条以上，以便出现故障时，精确及时的查找故障原因。)
(12) 温度采集支持二、三或者四线制连接方式，精度达到0.1℃。
(13) plc系统的任何模板可位于任何位置，cpu、电源、i/o模板、智能模板和网络通讯模板均支持热插拔，以保证系统维护的方便。
(14) plc编程软件，全中文图形化界面，符合iec61131-3标准，同时提供ld(梯形图)、fbd(功能块图)、st(结构化文本)、sfc(顺序功能图)、il(指令表)等编程语言完成离线仿真功能。
4 系统工艺流程
每台炉16只发送罐分为3个单元进行控制。一、二单元为共用一根输灰母管。三单元为一管道单元。两条母管允许同时运行。在同一根输灰母管的各单元之间输灰互相锁定，即任一时候只一个单元输送；一个单元输送完毕后，另一单元才开始输送。以一单元(一电场#1～#4发送罐)为例，输灰流程如附图所示。
输灰流程图
5 结束语
由于昆腾plc冗余系统下述特点：
(1) lcu应配置为双机热备系统，即双机架、双cpu、双电源、双远程i/o网络、双以太网通讯，保证系统的高度可靠性；
(2) plc系统中，冗余以太网的地址在热备系统中能够自动无扰切换，无论哪台plc切换成主机，主机和备机的ip地址总能够自动切换，使之始终保持不变；
(3) 热备系统的数据交换，采用100m光纤，直接连接cpu上的光纤接口，以保证数据交换的效率；
(4) 热备切换时间严格控制在1个扫描周期以内，保证不要影响控制过程。
因此减轻系统维护量，减少工人劳动强度，避免了工人在恶劣环境下工作条件，同时也节约了大量人力，物力资源，为企业节约大量成本，降低生产成本。(end)
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(10/19/2011) |
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