西门子6ES7214-1BD23-0XB8质量保障

西门子6ES7214-1BD23-0XB8质量保障

 引言
　　

　   火电厂除灰系统装置简述
　　除灰装置是火力发电厂重要的辅助设备，其作用主要是把锅炉电除尘器收集的粉煤灰输送到灰库，保证锅炉系统安全正常运行。根据工作原理的不同，除灰装置可以分为：水力除灰装置、气力除灰装置和机械式除灰装置三种。近年来，气力除灰装置得到广泛应用，经常使用的气力除灰装置有：正压气力除灰装置、低正压气力除灰装置、负气压力除灰装置和空气输送槽四种。气力除灰系统的主要任务是将省煤器及电除尘下集灰斗所收集的飞灰，通过气力排放到灰库，用车装运，或搅拌成湿灰装船运走。整个过程湿密封管道输送。

　  火电厂除灰除渣系统主要控制功能
　　除灰除渣装置的控制系统是一个比较复杂的控制项目，其主要控制对象：输送风机、气化风机、气锁阀、加热器、各类阀门、卸灰装置、布袋除尘器、收灰风机及管道压力、底渣斗、贮水池以及灰库等设备。
　

　   火电厂除渣系统装置简述
　　大型机组除渣系统主要分为以下几种方式：
　　（1）水力喷射器除渣水力输送方式。炉底渣经碎渣机破碎后由水力喷射器送至灰浆池，再通过灰浆泵送至灰场。
　　（2）刮板捞渣机除渣水力输送方式。
　　（3）水力除渣汽车运输方式。锅炉底渣采用水力方式输送至脱水仓，渣经脱水仓脱水后用汽车运至用户或渣场。
　　（4）水力除渣皮带运输方式。锅炉底渣经螺旋捞渣机捞入碎渣机破碎后，由渣沟流至渣浆泵房前池，再由渣泵送往脱水仓，渣经脱水后上皮带至灰场。
　　（5）刮板捞渣机除渣皮带运输方式。排渣系统为炉底渣由刮板捞渣机捞出输送至管带输送机，由管带输送机输送并提升至渣仓，再由汽车运至灰场。
　　（6）刮板捞渣机除渣汽车运输至灰场的方式。炉底渣由刮板捞渣机直接输送并提升至渣仓，再由汽车运至灰场。
　

　  火电厂除灰除渣系统主要工艺系统组成
　　大型机组的除灰除渣系统通常包括：磨煤机排出的石子煤处理、锅炉底部渣的处理、省煤器、空气预热器和电气除尘器飞灰的处理。
　　（1）石子煤的处理：
　　石子煤的成分主要是磨煤机无法磨碎的石子，在机组调试初期，还常含有大量的煤。处理方式有机械方式和水力喷射泵输送方式。
　　（2）底渣部分的处理：
　　底渣是锅炉底部燃烧产生的废物，大排渣温度高，需要有贮渣及水冷装置。如水封式排渣或刮板捞渣机的水槽，经过连续的冷却水冷却，采用机械方式和水力喷射泵输送方式，还有适于北方干旱少雨缺水地区的空气冷却后加机械输送的输送方式。
　　（3）灰的处理：
　　大型机组的省煤器、空气预热器和电气除尘器飞灰一般采用气力输送系统，以便灰综合利用和保护厂区环境。灰库中的灰可经分选装置，把粗灰中的细灰分离出来，提高细灰产量，达到商品优质灰的细度要求。
　　（4）厂外输送：
　　出于安全运行方面的因素，底渣和飞灰输送到灰渣场。常有的输送方式有灰渣泵水力输送或干灰调湿后皮带、汽车、装船等。
　

2 集控系统设计
　　鉴于电厂除灰除渣系统工艺设备较分散，距离较远，范围大，运行时要按严格的相关条件和联锁关系及压力参数来控制运行。据此特点，我们采用和利时LK大型可编程序控制器（PLC）为核心的全自动化程序控制。在除灰除渣控制室设置PLC控制机柜及上位机，PLC控制站同监控计算机之间通过以太网进行数据通讯。

图1  除灰除渣自动化控制系统图

　　现场PLC控制系统是隶属主控系统又相对独立的智能控制系统，配备CPU模块、网络模块、通信模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、电源模块等，它接收主控机下发的参数设定、运行指令，并以预订的方式对输灰系统进行控制。这样，既保障了全系统的集中监控管理，又保证了各种保护的实时性，真正做到了分散控制，集中管理。
　

　　监控计算机采用双机冗余配置，安装FacView监控组态软件，两台上位机通过以太网相连接，正常时主机与PLC控制系统进行通讯，而主机发生异常时由从机与PLC控制系统通讯，数据同步备份，保证了数据一致和完整性，使生产安全稳定的运行。
　

　　以某电厂的除灰除渣系统为例，系统采用水力喷射除渣+气力除灰处理工艺，其主要控制对象：水泵，输送风机、气化风机、气锁阀、加热器、各类阀门、卸灰装置、布袋除尘器、收灰风机及管道压力、底渣斗、贮水池以及灰库等设备。控制系统主要设备配置如下：

　　运行人员通过上位机（LCD操作员站），根据工艺流程设计监控画面，对除灰除渣控制系统进行集中监控；LCD画面能够显示工艺流程、测量参数、设备运行工况；具有数据采集显示、数据存储管理、报警输出、历史数据存储及报表生成等功能，并连接网络打印机，方便生产过程中需要生成各种报表文件。能以不同颜色显示参数越限报警及控制对象故障(信号报警功能)；能打印测量参数、报警信号等(记录仪功能)。
　

　　系统使用双回路电源供电，能在电源柜中互为备用，自动切换。当工作电源出现故障时，自动快速切换到备用电源，而不影响控制系统正常工作，确保在任一路电源故障情况下，均不会导致系统的任一部分失电。为确保电源不间断，系统接入了UPS不间断电源装置更加确保了系统电源的稳定性。
　

　　在工艺系统设备附近，设有就地操作箱。操作箱设有自动/手动转换开关及手操开关，便于设备自动投运前的调试和运行过程中发生故障后的检修。

3 控制模式
　　系统设置有自动、软手操、就地等三种方式。自动、半自动、软手操在模拟控制台上或者LCD操作员站上，经PLC对设备进行控制。“就地”是通过就地的操作箱自动/手动切换开关及手动开关，对设备进行一对一控制操作。
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　　手动操作
　　手动操作分为就地现场箱手动操作和上位机手动操作（即上位机软手操）。
　　在系统工艺设备附近，设有就地操作箱。操作箱设有自动/手动转换开关及手操开关，便于设备自动投运前的调试和运行过程中发生故障后的检修。
　　进行上位机软手操。
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　　自动控制
　　当需要通过PLC程序进行自动运行时，操作前也必须满足以下条件：
　　就地操作箱上“手动/自动”旋钮位于“自动”位；
　　切换上位机“手动/自动”旋钮至“自动”位。
　　自动运行条件下，现场被人为切换时，则会出现故障报警，即程序停止，现场所有阀门关闭。灰管疏通后，将仓泵内残留的灰手动吹扫干净后，返回到相应画面进行报警和故障复位，完毕后在自动操作条件满足的情况下方可进行新一轮的自动运行操作。

4 系统功能
　　根据系统工艺需求，系统设计了丰富的画面显示，形象动态的显示除灰仓泵、输灰管阀布置图，并采用不同颜色的显示来反映各设备的运行状态。该系统具有模拟、远操、自动、手动等控制功能，可以实现对设备的多种控制方式。上位机监控系统通过棒图、趋势图等显示时间、电流、压力等数据形成有效的数据分析图。该系统具有完善的报警处理，系统出现报警时，自动弹出报警画面、显示报警内容，并对报警进行记录，以便查询、打印。为了提高系统安全，故障出现时，可根据故障类型，自动采取相应保护措施，对过流、过载、介质异常等具有保护功能。该系统软硬件配置均具有可扩展性，可以方便的扩展到全厂辅控系统中，实现全厂集中控制。
　　

　　工艺流程图显示

　　工艺流程图包括1#炉负压系统操作监控图，用于对1#炉进行实时监控、操作；2#炉负压系统操作监控图，用于对2#炉进行实时监控、操作；负压系统监控图，用于对负压系统进行实时监视；仓泵系统监控图，用于对正压仓泵系统进行实时监控、操作。
　

　　仓泵系统中对其压力、时间、料位等参数进行监控，并可以手动设置工艺参数，对设备进行相应控制，系统共对4个机组的仓泵进行监控，画面中还包括限值报警状态等信息。
　

　　灰库监控系统中对2个灰库进行监控，灰库系统中的监控设备有管道切换阀、灰库料位计、加热器、搅拌机、散装机以及气化风机。画面中每个管道中有切换阀，其状态清晰的反映了现场阀位信号，并可以由工作人员进行操作。灰库中安装了先进技术的射频导纳料位传感器，可以准确地将灰位信号传给PLC进而显示在组态画面中，可以使工作人员清楚地分析灰位情况。
　

　　数据管理
　　该系统对数据进行采集反映在模拟画面中，通过报表工具生成实时报表，并通过历史记录功能进行存储，用于生成历史趋势、历史报表，为工艺数据分析提供了可靠的依据。系统可以方便的对这些数据分析结果进行文件生成，用于输出或进行存储。
　

　　系统报警功能
　　系统具有完善的报警功能，在设备监控画面中用不同的颜色代表状态，模拟量设有限值报警，开关量设置状态转换报警，并专门设置总报警一览画面，显示所有的报警状态以及相关信息。系统配有语音报警，可以进行语音提示，方便的为工作人员提供了报警信息，对事故进行相应的处理。报警可以进行存储以备事故追忆提供依据。

　　系统网络功能
　　系统利用监控组态软件的双机热备功能，将监控中心两台上位机配置为冗余模式，保证了系统的安全，历史数据可以进行一致性处理，保证了数据的可靠和完整。网络的可扩展性为全厂辅控系统提供了通讯接口，可方便的进行通讯。
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　　故障查询与处理
　　查询
　　在系统运行过程中，有故障发生时工控机发生鸣叫提示报警，操作人员可以通过画面切换至主画面处，点击“报警一览”按钮，打开报警一览画面进行查询。
　　处理
　　根据故障“报警一览”中描述项内的提示，操作人员到现场相应位置进行故障排除处理。
　　事件记录查询
　　此系统还提供事件记录查询功能（主要是针对仓泵系统）即可以查询各个阀门的动作情况，以便为故障查 询提供辅助作用。
　

5 应用特点
　　除灰除渣控制系统采用PLC控制、LCD监视操作这种控制模式，技术先进，功能完善，逻辑性强，保证了电厂除灰除渣控制系统安全、可靠的运行。它有以下特点：

　　本自动化控制装置采用全自动程序控制，自动化程度高。系统定时循环运行，人工参与少；

　　监控手段齐全、可靠。除灰除渣控制系统可以在LCD上观察和控制系统的运行工况，控制系统的LK系列PLC具有双机热备系统，当LCD出现故障时即可相互切换，保证系统的正常运行；
　　LCD这种控制方式，不仅避免了由于常规控制开关在电厂这种恶劣环境中接点接触不好及质量关等造成的误动和拒动外，还降低了成本，提高了性能价格比。

6 结束语
　　整个系统采用和利时公司高性价比的 LK对设备进行集中控制，而双机热备的上位机系统为软件提供了，该系统具有完善的组态功能，提高了该电厂除灰生产自动化水平，保证了机组的正常运行，维护、检修工作量减少，大大降低了维护检修费用。通过监控系统工作人员能准确了解仓泵的料位及运行状态，对仓泵的操作便有了有效信号依据，提高仓泵等设备的运行效率，降低了设备的损耗及能源的浪费，保证了整个系统按工艺要求正常运行，为电厂正常运转提供了有利的保障。

  中国已成为世界大的纺织产品制造国，纤维生产量占全球总量的27.5%，是纺织机械大的消费国和进口国。目前国内已具有生产能力5000-6000万锭，近年来一直以20%左右的速度快速增长，专家估计2004年会适度减速，但在未来的几年将继续以10%以上的速度增长。

    为了提高生产效率，提高产品质量和降低能耗，变频器作为改善工艺和节能传动自90年代初期批量进入纺织行业以来，一直得到快速增长。尤其是加入WTO以来，纺织品的市场扩大了，但竞争更加激烈，为此企业大量投入设备改造，提高生产力。纺织行业对变频器的需求量越来越大，要求也不断提高。积极了解纺织行业、深入研究纺织机械对变频器的需求，为纺织行业提供适用的变频器产品和变频调速传动的解决方案是变频器供应商义不容辞的责任和使命。

    2.纺织行业的划分和布局

    纺织行业包括从纤维原料到服装，日用或产业用布料、绳、线的工艺过程中生产企业，以及为这些企业提供专用设备的配套企业。    

    纺织行业应用变频器的领域主要在天然纤维纺纱、织造、染整和化纤四大块。对于服装、日用品等成品加工的缝纫机和绣花机，有采用交流伺服电机、无刷直流电机驱动的趋势，也有变频器驱动异步机的尝试，但这不在本文讨论范围。

    2003年中国纺织工业协会的统计数据表明，纺织行业主要集中在江苏、浙江、上海、山东、广东、福建等经济发达的沿海省份，其销售额占全国的80%。湖北、河北、河南、安徽、天津、辽宁、四川、北京、内蒙古、湖南等中部省份占15%，其余省份仅5%。

    某纺织厂的电机功率分布情况如图2，图中其他设备包括空调、供水供热、制冷和电梯等。由于变频器调速给纺织生产带来质量和效率的巨大改进，许多纺织厂正在积极研究和推广变频器应用技术，他们乐于接受带有变频器调速的纺机设备，对于旧设备的变频化改造热情越来越高。

  3.纺机行业的布局和发展

    纺机行业主要有中纺机集团、上海太平洋、江苏、山东、浙江五大板块。随着国家放开对纺织行业的控制，纺织设备更新换代速度加快。

    中国的纺机行业目前正在洗牌：纺纱、织布机械仍然是中纺集团占据主导优势，江苏的一些合资企业尚具有一定竞争力。染整大部分集中在浙江和江苏的一些民营企业，中纺集团和上海太平洋的一些企业仍有一定市场份额。化纤和非织造布生产线的较新的产品，机械方面技术难度大，核心部件还需进口，国内纺机企业正在组织技术攻关。针织机械主要来自福建泉州等地的台资企业，但这些台资企业规模均不大，广州、宜昌等一些老牌国有企业有机会崛起。

    2003年全国重点纺织机械生产企业产品销售收入达335亿元，同比增长24%。2004年由于去年增长过快，加之钢材涨价，利润降低，纺机行业减缓了增长的步伐。图3为2003年纺机销售额按省份分布的示意。

    中国纺织机械器材工业协会提出新型成套设备技术攻关项目：日产200吨及以上涤纶短纤维生产线；粘胶长丝连续纺丝机；高效现代化棉纺生产线（即单电机传动）；机电一体化的无梭织机；纺粘法和溶喷法非制造布生产线（高速、带张力控制）；电脑提花圆纬机；电脑自动横机；高速特里科经编机；染整设备工艺参数在线检测；高效、节能、环保的染整设备。