1、概述
輸煤系統(tǒng)是火電廠重要的輔助系統(tǒng)，保證輸煤系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行具有重要的意義。輸煤系統(tǒng)設(shè)備布置分散、作業(yè)線(xiàn)長(zhǎng)、運(yùn)行方式靈活多變，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣。隨著火電廠裝機(jī)容量和單機(jī)容量的日益增大，輸煤系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度提升，人工作業(yè)更加艱難。引入程控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程的自動(dòng)控制和管理，可以減少運(yùn)行和檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和難度，同時(shí)可將輸煤系統(tǒng)接入全廠的輔控網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全廠輔助車(chē)間集中控制。使用四方公司控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化系統(tǒng)可作為輸煤系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的完整解決方案。
2、輸煤系統(tǒng)簡(jiǎn)介
火電廠輸煤系統(tǒng)的主要為卸煤、堆煤、上煤和配煤，以達(dá)到按時(shí)保質(zhì)保量為機(jī)組（煤倉(cāng)）提供燃煤的目的。
輸煤系統(tǒng)一般分為甲乙路備用運(yùn)行，主要運(yùn)行設(shè)備包括：噴水裝置、給煤機(jī)、卸船機(jī)、翻車(chē)機(jī)、斗輪堆取料機(jī)、葉輪取料機(jī)、皮帶傳送機(jī)、刮水器、頭部伸縮裝置、碎煤機(jī)、篩煤機(jī)、犁煤器、電動(dòng)三通擋板、四通擋板、除鐵器、除塵器、取樣機(jī)、皮帶秤等等。
3、輸煤控制系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題
1) 輸煤控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，受到的干擾多，電磁干擾十分嚴(yán)重；
2) 部分電氣控制裝置安裝于地平線(xiàn)以下，運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，粉塵飛揚(yáng)，水、灰、煤粉比比皆是。煤場(chǎng)處部分設(shè)備處于露天環(huán)境，煤倉(cāng)間設(shè)備處于高溫環(huán)境；
3) 卸煤溝等區(qū)域布線(xiàn)非常困難，葉輪給煤機(jī)等設(shè)備和外界的通信難以用常規(guī)手段實(shí)現(xiàn)；
4) 皮帶傳送機(jī)的電動(dòng)機(jī)十分重要，需要對(duì)其進(jìn)行全面的監(jiān)控和保護(hù)；
5) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備種類(lèi)繁多，實(shí)際運(yùn)行中，一次啟動(dòng)、停止設(shè)備多，順序啟動(dòng)選擇方式較多，安全聯(lián)鎖要求高；
6) 工藝流程復(fù)雜，多種煤源設(shè)備取煤通過(guò)電動(dòng)三通擋板的切換，經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)傳送到原煤倉(cāng)，可以組成幾十種工藝流程；
7) 翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)、斗輪機(jī)系統(tǒng)等大型工況設(shè)備向智能化方向發(fā)展，自身已經(jīng)配備了程控設(shè)備。煤場(chǎng)噴灑水、煤水處理系統(tǒng)等相對(duì)較為獨(dú)立的設(shè)施也單獨(dú)配備了程控設(shè)備，這些系統(tǒng)和輸煤程控主系統(tǒng)的聯(lián)系不夠緊密。此外，其它諸如電子皮帶秤、動(dòng)態(tài)循環(huán)鏈碼裝置、取樣裝置等均向智能化方向發(fā)展，需要程控系統(tǒng)提供豐富的通信接口。
4、輸煤程控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
分布式控制方案
輸煤程控系統(tǒng)可基于DCS理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用分散控制、集中管理、控制權(quán)限下放、冗余設(shè)計(jì)、降低控制風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示：
分布式程控方案示意圖
遠(yuǎn)程I/O集中控制方案
遠(yuǎn)程I/O站程控方案
5、方案特點(diǎn)：
1) 分布式控制器：根據(jù)系統(tǒng)工藝控制特點(diǎn)和物理分布位置，把整個(gè)輸煤系統(tǒng)分為4個(gè)控制站，每個(gè)控制站可獨(dú)立的完成相對(duì)獨(dú)立的工藝系統(tǒng)，同時(shí)相互之間又有必要的數(shù)據(jù)交換，構(gòu)成一個(gè)完整的輸煤系統(tǒng)，體現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)的安全理念。
2) 系統(tǒng)冗余：系統(tǒng)在控制器、通信、電源、操作站均采用熱備冗余系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故障無(wú)擾切換。
3) 抗干擾措施：系統(tǒng)設(shè)備有很高的抗電磁干擾性能：采用IP56屏柜，防塵防水；光纖數(shù)字通訊，不受電磁干擾；模塊均涂硅膠防護(hù)層，耐酸堿腐蝕和粉塵環(huán)境；設(shè)備工作溫度-25℃～70℃，適應(yīng)惡劣環(huán)境。
4) 與第三方通信：系統(tǒng)可以作為子系統(tǒng)納入輔控網(wǎng)，也可作為輔控網(wǎng)控制中心，添加部分設(shè)備接入其它子系統(tǒng)。同時(shí)，系統(tǒng)可向第三方系統(tǒng)例如SIS、MIS、MES、ERP實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，具備與世界目前主流關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)Access、Oracle、Sybase、SQL Server和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)Inforplus、PI、PHD通訊的能力，并可以定制通訊協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)程序。
5) DI/DO采用繼電器隔離：現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采用AC220V，提高抗干擾性；控制處理信號(hào)采用DC24V，增強(qiáng)控制器安全穩(wěn)定性。其隔離繼電器采用定制套裝繼電器模塊。
6) 全息SOE告警：系統(tǒng)所有的DI模塊都擁有SOE告警功能，SOE分辨率不大于1毫秒。
6、輸煤監(jiān)控和管理功能：
輸煤控制系統(tǒng)的過(guò)程監(jiān)視和管理，是由兩套性能和配置相同且互為備用的工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的。主要完成圖形監(jiān)控、動(dòng)態(tài)圖形顯示、越限報(bào)警、自由報(bào)表及打印、歷史數(shù)據(jù)采集、趨勢(shì)圖和棒圖、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和恢復(fù)等功能。
1) 畫(huà)面顯示
過(guò)程監(jiān)控和管理軟件運(yùn)行操作采用彈出式菜單和形象生動(dòng)的操作按鈕，使得運(yùn)行操作畫(huà)面簡(jiǎn)潔，畫(huà)面可顯示系統(tǒng)主菜單、系統(tǒng)工藝流程全景、路徑選擇、各分系統(tǒng)、單臺(tái)設(shè)備、測(cè)量參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況、順序控制狀態(tài)、故障顯示、趨勢(shì)曲線(xiàn)、棒圖顯示、歷史數(shù)據(jù)、運(yùn)行報(bào)表等畫(huà)面。系統(tǒng)畫(huà)面除配置主要畫(huà)面外，可根據(jù)需要任意追加，畫(huà)面數(shù)量不受限制，可用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)進(jìn)行畫(huà)面切換。
輸煤總貌示意圖
2) 報(bào)表管理
系統(tǒng)提供報(bào)表功能，靈活地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的記錄報(bào)告、事件報(bào)告和運(yùn)行報(bào)表的管理?？梢噪S時(shí)根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需要添加任何形式的中文報(bào)表，用戶(hù)可根據(jù)需要自行編寫(xiě)報(bào)表，顯示和追加系統(tǒng)記錄報(bào)告，實(shí)時(shí)打印系統(tǒng)事件報(bào)告或歷史報(bào)告，實(shí)時(shí)或定時(shí)打印系統(tǒng)運(yùn)行報(bào)表。
3) 煤量統(tǒng)計(jì)功能
為加強(qiáng)電廠的發(fā)供電煤耗的科學(xué)管理，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益，配煤系統(tǒng)考慮了系統(tǒng)完善的分爐計(jì)量及分場(chǎng)計(jì)量，為電廠的平衡計(jì)算創(chuàng)造條件。自動(dòng)分爐計(jì)量是通過(guò)皮帶秤的累積煤量(0.1噸計(jì)量脈沖，幅度DC24V，脈寬200ms) 及犁煤器上落犁到位的情況，將煤量分配到各爐中累計(jì)。
