該項(xiàng)目由兗煤菏澤能化有限公司建設(shè)管理的趙樓綜合利用電廠1×300MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，位于山東省菏澤市的鄆城縣與巨野縣之間，是與趙樓礦井配套的新建坑口電站。燃用兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦的洗中煤、天然焦、煤矸石及煤泥等燃料，本期建設(shè)配1臺(tái)1025t/h循環(huán)流化床鍋爐，以及配套除塵及其他相關(guān)的附屬設(shè)施。輔網(wǎng)DCS采用山東魯能控制公司LN2000系統(tǒng)。LN2000系統(tǒng)具有開放化、信息化、智能化、小型化和高可靠的特點(diǎn)，在電廠DCS、DEH已獲得廣泛應(yīng)用。本次納入DCS控制的范圍涵蓋電廠輔網(wǎng)水、煤、灰的主要車間，以下從設(shè)計(jì)、優(yōu)化、實(shí)施等方面介紹DCS在輔網(wǎng)控制中的應(yīng)用。

1輔網(wǎng)DCS簡(jiǎn)介

    趙樓綜合利用電廠一期1×300MW循環(huán)流化床機(jī)組輔網(wǎng)的控制對(duì)象為水、煤、灰及空調(diào)等系統(tǒng)，共設(shè)28對(duì)PU控制站，化水處理2臺(tái)操作員站，精處理2臺(tái)操作員站，輸煤2臺(tái)操作員站，除灰2臺(tái)操作員站，運(yùn)行人員也可通過集控室輔網(wǎng)3臺(tái)操作員站對(duì)各分系統(tǒng)進(jìn)行集中控制；電子間配備輔網(wǎng)工程師站、歷史站、SIS通訊接口站，工程師站綜合水、煤、灰控制邏輯、組態(tài)、調(diào)試權(quán)限，歷史站接收和存儲(chǔ)輔網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)查詢、接受GPS對(duì)時(shí)信號(hào)對(duì)整個(gè)DCS系統(tǒng)進(jìn)行校時(shí)，SIS通訊接口站與SIS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2輔網(wǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

輔網(wǎng)控制主要特點(diǎn)是各控制單元較為分散，控制距離遠(yuǎn)近都有，這種分散的控制決定輔網(wǎng)一體化控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依存度要求比較高，需要有良好的網(wǎng)絡(luò)冗余結(jié)構(gòu)。

2.1I/O測(cè)點(diǎn)分配

輔網(wǎng)的I/O測(cè)點(diǎn)數(shù)達(dá)8700點(diǎn)左右，中間控制點(diǎn)數(shù)5000左右，28對(duì)PU控制站，30多個(gè)機(jī)柜包括網(wǎng)絡(luò)柜、電源分配柜、控制機(jī)柜、遠(yuǎn)程機(jī)柜等。測(cè)點(diǎn)分配方面化水控制分為鍋爐補(bǔ)給水、循環(huán)水處理、綜合水泵房、取水泵房；輸煤控制分為廠內(nèi)原煤、廠外輸煤、煤泥系統(tǒng)、含油廢水處理；除灰控制分為氣力除灰、布袋除塵器、灰?guī)煜到y(tǒng)；空調(diào)系統(tǒng)。

2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星型網(wǎng)絡(luò)布置，設(shè)有水網(wǎng)控制室、除灰控制室、輸煤控制室、輔網(wǎng)集控室，A、B網(wǎng)采用百兆全雙工冗余以太網(wǎng)布置，節(jié)點(diǎn)間采用光纖通訊網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程控制柜采用現(xiàn)場(chǎng)CAN總線通信方式。

輔網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)圖

2.3電源設(shè)置

在化學(xué)補(bǔ)給水機(jī)柜控制室、除灰機(jī)柜控制室、輸煤機(jī)柜控制室配置電源分配柜，就近對(duì)各子系統(tǒng)控制柜和遠(yuǎn)程I/O柜進(jìn)行供電管理。電氣來雙路獨(dú)立交流220V電源，分供UPS和機(jī)柜作為直流電源模塊及部分開關(guān)量輸出的電源。所以當(dāng)其中一路電源出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動(dòng)切換至另一路，保證正常工作并發(fā)出電源故障報(bào)警，以便維護(hù)人員及時(shí)維修。

電源分配原理圖

2.4系統(tǒng)接地

系統(tǒng)良好的接地能降低信號(hào)干擾，保證DCS信號(hào)可靠性。設(shè)計(jì)機(jī)柜電磁浮空狀態(tài)，I/O信號(hào)電纜屏蔽單側(cè)接入控制柜接地點(diǎn)，遠(yuǎn)程機(jī)柜就近接地點(diǎn)接地，其他設(shè)備不能通過DCS系統(tǒng)地接地。機(jī)柜安裝就位和系統(tǒng)送電前，必須經(jīng)過接地電阻和絕緣測(cè)試，接地電阻<1Ω對(duì)地絕緣電阻>2MΩ，合格后放可送電調(diào)試。

3軟件設(shè)計(jì)和分組

合理地進(jìn)行上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，統(tǒng)一上位機(jī)監(jiān)控界面，使各輔助系統(tǒng)具有統(tǒng)一的風(fēng)格，統(tǒng)一的操作方式，并能合理、靈活地進(jìn)行切換和調(diào)用，將使整套輔助網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)受到電廠的歡迎。輔網(wǎng)LN2000DCS系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、控制、聯(lián)鎖功能，以滿足各種運(yùn)行工況的要求，確保系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)可包括以下子系統(tǒng)：

• 水系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

• 輸煤系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（包括廠外輸煤部分）

• 灰系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

• 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

• 空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

• 輔助車間集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

• 人--機(jī)接口（MMI）

• 數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)

• 遠(yuǎn)程I/O站

• 與其它控制系統(tǒng)接口

3.1化水控制部分

   設(shè)置水點(diǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，在補(bǔ)給水車間控制室設(shè)置就地水系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)操作員站，構(gòu)建水網(wǎng)就地集中監(jiān)控網(wǎng)。水點(diǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過冗余通訊接口接入輔網(wǎng)。納入水網(wǎng)的系統(tǒng)有：

• 鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)

• 循環(huán)水石灰處理系統(tǒng)

• 工業(yè)廢水處理系統(tǒng)

• 綜合水泵房系統(tǒng)

• 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)

• 廠外取水泵房

本工程共有4個(gè)廠外取水泵房，離廠區(qū)較遠(yuǎn)（約15km），采用光纖加遠(yuǎn)程I/O控制方式，在鍋爐補(bǔ)給水控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

以下為部分控制流程圖：

補(bǔ)給水系統(tǒng)

綜合水泵房系統(tǒng)

石灰石過濾系統(tǒng)

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)

3.2輸煤控制部分

設(shè)置煤點(diǎn)控制網(wǎng)絡(luò)，本工程的輸煤系統(tǒng)就地監(jiān)控點(diǎn)設(shè)在輸煤綜合樓輸煤程控室。輸煤控制系統(tǒng)的控制機(jī)柜分別布置在就地設(shè)備附近或輸煤綜合樓控制室內(nèi)，通過通訊接口與煤網(wǎng)通訊，煤網(wǎng)再與輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)通訊，全部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、監(jiān)視畫面送到輔助車間集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在集控室的輔網(wǎng)操作員站上可對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。在輸煤控制室內(nèi)設(shè)置維護(hù)檢修、事故處理和調(diào)試時(shí)使用的就地人機(jī)接口設(shè)備，完成對(duì)輸煤系統(tǒng)的監(jiān)控，最終實(shí)現(xiàn)就地?zé)o人值班。煤點(diǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過冗余通訊接口接入輔網(wǎng)。納入煤點(diǎn)的系統(tǒng)有：

• 廠外輸煤系統(tǒng)

• 廠內(nèi)輸煤系統(tǒng)

• 含煤含油廢水處理系統(tǒng)

• 煤泥輸送系統(tǒng)

以下為部分控制流程圖：

廠內(nèi)輸煤

廠外輸煤

煤泥系統(tǒng)

3.3除灰控制部分

設(shè)置灰點(diǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，在除灰控制室設(shè)置就地灰系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)操作員站，構(gòu)建灰網(wǎng)就地集中監(jiān)控網(wǎng)。納入灰網(wǎng)的系統(tǒng)有：

• 氣力除灰系統(tǒng)

• 布袋除塵系統(tǒng)

以下為部分控制流程圖：

氣力除灰系統(tǒng)

布袋除塵系統(tǒng)

3.4凝結(jié)水精處理控制部分

凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)包含汽水取樣、化學(xué)加藥的監(jiān)控。在煤倉間6.3米層凝結(jié)水精處理控制室設(shè)上位機(jī)操作員站。凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)通過冗余通訊直接接入輔網(wǎng)，可在精處理操作員站或化水控制室操作。

3.5空調(diào)系統(tǒng)控制部分

空調(diào)控制系統(tǒng)包括集控室及電子設(shè)備間空調(diào)系統(tǒng)、主廠房通風(fēng)、采暖加熱站的控制。通過冗余通訊直接接入輔網(wǎng)，可在集控室輔網(wǎng)操作員站進(jìn)行監(jiān)控。