[實用新型]火力發電廠輸煤系統用電力線式現場總線綜合控制系統

有效

• 申請號: 200920245071.2
• 申請日: 2009-11-02
• 公開（公告）號: CN201567061U
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 李博昌;鄒亞亮
• 申請（專利權）人: 西安博恒智能技術有限公司
• 主分類號: B65G43/00
• 分類號: B65G43/00;G05B19/418
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型屬于電力線式現場總線控制技術領域，尤其是涉及一種火力發電廠輸煤系統用電力線式現場總線綜合控制系統。

背景技術

現如今，我國的電力生產仍是以燃煤型的火力發電為主，火力發電廠主要的三大輔助系統有：燃煤輸送系統、水網系統和灰渣系統，其中輸煤系統作為主要的燃料供應系統，在火力發電廠起到十分重要的作用，主要完成燃煤的卸載、存儲、轉運及配煤等功能。一個現代化火力發電廠的燃煤輸送系統工藝復雜、設備種類多、地理布局分散、設備交叉運行、聯鎖要求很高。整個工藝流程中的設備分散布置在沿皮帶流程3-5千米的范圍內，其主要設備有：卸煤設備、皮帶輸送系統、堆煤機、取樣系統、計量裝置、給煤機、除鐵器、拉緊裝置、三工位檔板設備、除塵器、噴灑水裝置等，并由這些設備配合協調、聯動工作，組合成上幾十個最佳工藝運行流程，給發電機組鍋爐系統提供燃料保證。

隨著發電廠機組容量和建設規模的逐漸擴大，煤耗量也逐漸提高，4臺600MW機組的火力發電廠，年卸煤量可達到800萬噸，年供煤750萬噸，平均日供煤達到2萬噸，輸煤系統的平均日工作時間達到16-18小時，少人值班和巡檢是目前絕大多數電廠的運行模式，電廠對輸煤系統的自動化性能要求也越來越高。輸煤控制系統所控制的設備既有常規380V電機，既有高壓電機、既有象犁煤器之類的較小的控制對象，又有象斗輪機之類的大型設備。控制量既有常規開關量DI/DO信號，又有連續料位、電流、速度、瞬時流量、電機轉速監視及控制等模擬量AI/AO參數。因此，輸煤程控系統是一個特例，也是一個典型常見控制系統，具有通用性，以它作為對象研究和開發現場總線設備具有代表性。

直至目前，我國各大型火力發電廠輸煤系統的控制絕大部分采用PLC+計算機的集中式程控系統方案，這種控制模式從80年代開始應用到現在近20年一直沒有取得新的技術突破。主要存在以下弊端：

1、集中控制系統一般設有一個主站、若干個分站。為了提高系統可靠性，主控CPU、網絡設備等均為冗余配置，系統造價居高不下。

2、由于工藝設備地理位置分散，采用遠程分站方式對相對集中的幾個區域內的設備進行控制，如果各分站間通訊出現故障，則整個區域設備無法控制。

3、由于控制系統相對集中，而現場設備極其分散，造成現場設備到控制系統的電纜用量很大，一個2臺300MW機組發電廠的輸煤控制系統，控制電纜用量一般在50-80公里。建設過程中安裝工作量大，施工周期長。因而，在火力發電廠方案建設中，控制電纜的用量相當驚人，在對目前來講已不算太大的2×300MW機組的電廠，全廠也在幾千公里，僅對輸煤程控一個系統，也在近百公里。對更大容量機組的電廠，控制電纜的用量更多。

綜上，由于輸煤系統工藝設備分散布置，用常規的PLC集中控制系統，需要耗費大量的控制電纜，現場施工量很大，而且由于大量控制電纜之間產生較高的感應電壓，有時會對系統運行設備造成干擾而發生誤動作的現象，影響機組的安全運行。PLC集中控制系統通常都采取集中設置CPU的控制策略。一般來說，工程中都會對每個工藝系統(如輸煤、化水、除灰等)單獨設置一個控制室，在該程控室內集中設置PLC?CPU(雖然目前有采用集中設置控制室的趨向，但對PLC?CPU的設置還是分系統單獨設置的)，再在系統內按車間設置PLC遠程站的控制模式。在該模式中，遠程站的主要目的和作用僅在于進行I/O設備的接口，不具有控制和邏輯解算功能。也就是說，各車間的就地數據，通過采用遠程站的DI、AI模塊集中采集，而后通過PLC的通訊網絡傳輸至程控室的CPU進行邏輯處理。CPU將處理判斷結果再通過控制網絡下發，傳至遠程站的DO、AO模塊輸出執行。這樣的配置，使得PLC集中控制系統有如下幾個問題：A、系統的可靠性和穩定性依賴于集中CPU的可靠性和穩定性，工程中不得不斷的增強CPU處理能力，如進行冗余設置等，增加了系統的投資；B、程控室和遠程站之間的通訊電纜是整個系統的軟肋。同時，由于PLC系統采取了集中式的系統結構，每個被控對象的I/O，都需要采用很長的大量的控制電纜芯引至程控系統，整個系統的投資不是取決于程控設備，而是電纜的投資。另外，對遠距離設備的控制，由于干擾的原因，運行中經常出現系統不聽指揮的現象發生，這也是PLC系統一直存在的一個老大難問題。

目前，雖然在極少部分火力發電廠也從國外引進了少數的現場總線控制系統，但基本上還是停留在DCS和現場總線的結合運用層面上，并不是真正意義上的現場總線控制系統。

實用新型內容