項目概述
貴州黔北電廠位于貴州省畢節(jié)地區(qū)金沙縣，總裝機容量為4X300MW，是西電東送工程的主力機組之一。電廠輔機程控系統(tǒng)按工藝分為水集中控制系統(tǒng)、除灰渣控制系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)等，采用Simatic S7-414H冗余系統(tǒng)。系統(tǒng)配置圖如下圖所示：
本系統(tǒng)共配置2對冗余CPU-414H的控制器：#1控制器主要控制#1、 #2發(fā)電機組配套除灰渣系統(tǒng);#2控制器主要控制#3、#4發(fā)電機組配套除灰渣系統(tǒng)。本系統(tǒng)的I/O模件采用了S7-300系列I/O模件，通過ET200M遠(yuǎn)程機架與控制器相連。系統(tǒng)配置的總I/O點數(shù)達(dá)1500點。系統(tǒng)的控制組態(tài)軟件采用STEP7 V5.1;操作站監(jiān)控軟件采用了WinCC5.1。
西門子S7-414H冗余系統(tǒng)的特點
● 先進(jìn)的S7-400H冗余系列PLC控制器，實現(xiàn)了控制器冗余，大大提升了PLC控制的安全性能
● 采用PROFIBUS現(xiàn)場總線控制技術(shù)，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程I/O機柜現(xiàn)場布置，節(jié)省了電纜敷設(shè)量
● 硬件均為模塊化結(jié)構(gòu)，可靠性高，模擬量輸入卡件可通過跳線滿足不同類型輸入信號，減少了備件種類
● 采用WinCC軟件，人機界面友好，提高了監(jiān)管水平
Simatic S7-414H冗余系統(tǒng)，通過先進(jìn)的控制器冗余技術(shù)、開放的計算機網(wǎng)絡(luò)及PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)、遠(yuǎn)程I/O機柜現(xiàn)場布置方式、可靠的硬件系統(tǒng)和良好的人機界面，不僅降低了工程造價，而且提高了輔機程控系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定性，為實現(xiàn)大型火電機組輔助車間集中控制積累了寶貴經(jīng)驗。
Simatic S7-414H系統(tǒng)還使用了先進(jìn)、開放的計算機網(wǎng)絡(luò)，特別是符合IEC61158標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術(shù)，具有監(jiān)控范圍廣，機柜布置位置分散，工程造價低等特點?；谝陨现T多優(yōu)點，近年來S7-400H冗余系列不但在輔機程控項目中得到廣泛應(yīng)用，而且在中小型發(fā)電機組也開始代替DCS實現(xiàn)主控系統(tǒng)的控制功能，由國電熱工研究院承擔(dān)的陜西楊陵熱電廠主控系統(tǒng)和深圳鹽田港環(huán)保電站主控系統(tǒng)即是S7-400H系列在這方面應(yīng)用的成功范例。
工程應(yīng)用特點及經(jīng)驗
Simatic S7-414H系統(tǒng)使用了先進(jìn)、開放的計算機網(wǎng)絡(luò), 特別是符合IEC61158標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術(shù)，具有監(jiān)控范圍廣，機柜布置位置分散，工程造價低等特點。在貴州黔北電廠除灰渣控制系統(tǒng)的設(shè)計、組態(tài)、調(diào)試過程中有以下一些經(jīng)驗可以交流：
● 建立歷史數(shù)據(jù)庫時，WinCC必須處于非運行方式，若是在WinCC運行的時候建立或修改歷史數(shù)據(jù)庫，有可能導(dǎo)致歷史數(shù)據(jù)庫被破壞，不能記錄歷史數(shù)據(jù)。
● 使用ESM和普通以太網(wǎng)線建立的100M工業(yè)以太網(wǎng)。其中以太網(wǎng)線不能跳線(通常100M以太網(wǎng)線會采用跳線的方式防止干擾)，否則上位機與PLC不能建立通訊。
● 兩塊同一型號，不同生產(chǎn)日期的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線接口模件(6ES7153-2AR00-0XA0)組成冗余現(xiàn)場總線接口單元，有可能導(dǎo)致控制信號不能正常通訊。
結(jié)束語
隨著計算機及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)性能的不斷提高，火電廠輔助車間監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和集中控制成為必然的趨勢，其中也蘊含了巨大的商機。根據(jù)國家電力公司《火電廠熱工自動化技術(shù)改進(jìn)研究》課題組調(diào)查統(tǒng)計，裝備125MW及以上容量的168個火電廠中只有21個電廠不同程度實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，大批電廠的輔助車間集中控制還沒實現(xiàn)，輔助車間運行人員過多，嚴(yán)重影響這些電廠減員增效的實現(xiàn)。
德國西門子公司的S7-400H系列PLC產(chǎn)品，以其優(yōu)良的性價比和高度的安全、穩(wěn)定性為實現(xiàn)火電廠輔助車間監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和集中控制提供了很好的硬件解決方案。
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