除灰PLC控制系统的改造
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除灰PLC控制系统的改造
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科技情报开发与经济 SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT＆ECONOMY 201 1年 第 21卷 第26期
文章编号：1005-6033(2011)26—0213-03 收稿甘期：2011—O7一O6
除灰 PLC控 制 系统 的改造
张 伟，焦 毅
(阳城国际发电有限责任公司，山西阳城，048100)
摘 要：以阳城国际发电有限责任公司一期除灰三单元PLC控制系统升级成功为例，
阐述了该厂除灰三单元5号、6号炉除灰控制系统PLC升级的原因，分别介绍了新旧
PLC组成，并对升级前后的PLC硬件组成优缺点进行了比较。
关键词：除灰控制系统；系统改造；PLC；硬件组成
中图分类号： rM621．7+3 文献标识码：A
个控制单元，通过两台上位机与两套PLC组网后进行集中控制。
1 PLC升级的原因
除灰控制系统从系统结构分为两部分，即飞灰系统与底渣系统。
阳城国际发电有限责任公司(以下简称阳城电厂)一期为6× 3．1 飞灰控制系统简介
350 MW进口机组，采用单元制控制。6台炉的除灰系统控制也实 飞灰系统是通过负压原理处理空预器、省煤器、电除尘系统
行单元制控制，每两台炉组成一个除灰集控单元。每台炉除灰系 搜集的飞灰。整个系统设计为负压输送系统，由一台真空风机产
统都分为飞灰系统和底渣系统 (两台炉公用的公用系统暂不涉 生系统所需的真空，把各灰斗的灰分别送至粗、细灰库。在每个
及)。输灰方式主要是水利输灰，飞灰系统的灰水混合物和底渣 灰斗底部装有飞灰给料装置，当每个灰斗的排灰阀打开时，灰便
系统的渣水混合物一块汇总到灰渣前池，通过灰渣泵、灰渣管线 进入到输灰管线，这时管道中的真空开始升高，当真空达到系统
输送到离厂区5 km以外的灰厂沉积。 的设定值“FULL LOAD”时，排灰阀立刻关闭停止排灰，当输灰管
由于多年排灰渣使灰厂空间越来越小，而且重新寻找灰厂址 线排空后，管道中的真空降低，当低于满负荷(FuLIJ LOAD)后，
和修建灰厂代价大，同时也为响应国家节能减排的号召，公司决定 排灰阀再次打开，灰进入排灰管线再次排灰。输送过程将按照
对除灰三单元5号、6号炉底渣系统进行干除渣改造(飞灰系统原 上述规则连续运行直到灰斗排空。在排灰阀打开时，管道中的真
来就设计有干卸灰方式，所以不需要改造)。计划在原底渣系统一 空不断降低，当达到无负荷“NO—LOAD”时，延时 15 s后系统自
级捞渣机后加装一套二级捞渣系统，去掉原来底渣系统中渣浆泵 动转到下一个灰斗，并关闭已排空的灰斗。这样系统将根据
系统的大部分设备。由于增加的设备无法接入原底渣控制系统，也
“FULL-LOAD”“NO—LOAD”值控制排灰阀的开关，直到所有的灰
正因为该原因，才对除灰控制系统进行了升级改造。 斗排空为止。当控制程序中的最后一个灰斗排空后，系统将执行
2 控制系统改造方案 一 个 60 s的吹扫程序，然后关闭整个系统，如果在CONTINUE方
式下，系统重新输灰。
原飞灰远程 I／0柜、底渣远程 I／0柜不做改动，在底渣系统
3．2 底渣控制系统简介
增加一套二级捞渣机就地控制柜和一个二级捞渣机远程 柜。
底渣系统由捞渣机(SFC)和渣浆泵系统构成，两者相互独
并只升级PLC系统 CPU部分，即只升级CPU模件、电源模件、通
立，但又存在相互连锁关系。锅炉的底渣经捞渣机连续捞出送人
信模件等，同时更换上位机和更新应用软件等。升级后的控制系
碎渣机破碎后，进人渣浆池，经搅动喷嘴搅拌后，由2台渣浆泵
统不仅要保证原来的旧系统设备控制方式不变且原有功能使用
送至灰渣前池，两台渣浆泵一台运行，一台备用。
正常，而且新接人的二级捞渣系统要纳入PLC远程控制，并且实
捞渣机系统由一套液压驱动装置和液压张紧装置控制其运
现一级捞渣机和二级捞渣机之间的连锁。
行情况。液压张紧装置控制捞渣机的松紧程度，它是一套自动控
3 阳城电厂除灰控制系统介绍 制的气／油转换装置，控制气源为压缩空气，经过空气泵的运行维
持液压张紧装置恒定压力。当链条松时，液压装置承受的力弱
阳城电厂除灰渣系统由美国UCC公司设计安装，包括一套
时，液压装置会自动拉紧SFC链条。两个磁性的接近开关检测该
飞灰处理系统与一套底渣处理系统，采用上位机+PLC的控制方
装置的运行情况，当高I值开关动作时说明SFC链条过松，需处
式进行系统操作、监控。控制系统采用美国AB公司的第一代
理；当高II值开关动作时说明SFC链条可能断裂，此时自动停捞
CPU，PLC5—40系统。
渣机系统。由于液压装置供气气源带有逆止阀，因而当气源失去
阳城电厂除灰系统实行单元制管理方式，采用两台炉为一
时，拉紧装置还能维持运行，但不能长久，此时，低压缩空气压力
213张 伟，焦 彀 除灰PLC控制系统的改造 本刊E—maihbjb@sxinfo．net 实践与创新
开关报警。 1号oT 2号OT
庀
渣浆泵系统由两台渣浆泵及渣坑组成，炉渣经SFC和碎渣
机(CRUSHER)处理后落人渣坑，高压喷嘴喷水搅拌后，由两台渣
交换机
浆泵送至灰渣前池。两台渣浆泵一台运行一台备用，每个泵都由
自己的电磁阀自动供应密封水，并由压力开关和流量开关监视
密封水隋况，密封水流量低时对泵进行停保护。渣坑的液位由一
墨
个超声波液位计和补水阀进行控制。同时在渣浆泵运行时，喷嘴
1号 CPU从站
按程序设定时间进行循环运行。
莹lI莹 军 0量
矗 譬 盘
4 PLC介绍 茎 皇 j踺；
曼 0 姿
4．1 PLC5系列的CPU = J— 蓉
：5设备 展二级远程站
阳城电厂除灰控制系统两台机组设为一个单元，可以实现 连接老 PLC5系列远程I／O站 连接老PLC5系列远程I／O站
两台OT操作站的资源共享，具体硬件配置见图1。
图2 PLC5000控制系统硬件配置
1号OT 2号0T 余。
从图2可以看出，在连接原来的飞灰与底渣远程 I／O站只有
‘===；
DH+ DH+
数据高速公路I 数据高速公路 一 路通信模件 1756一DHRIO有配置，这是整个改造的关键，也是
I I J l l 整个从 PLC5升级到PLC5000系统在设计时的一个难点。
通 通 通 通
通 筝 电 通箨 电 电 通信 电源 通信模 CP 在PLC5000的软件配置中，其配置的硬件设备库内未涉及
垦 曩 源模 n芒 模源 源 模 模 勺 模 件 U PLC5 1771系列产品，因此在PLC5000软件中进行硬件配置与组
件 件 件 件 件 件
件 件 件 件 态时，不能找到对应的硬件设备，但可以通过 1756一DHRIO该通
。：号CPU主站 IlWcPu， 呔站 2号c帅主站 2号c 从站
l 信模件进行链接，从而可以在PLC5000程序里面对PLC5系列的
i I 1 f
远 远 远 远 相关硬件进行组态及程序编辑。
嚣量 暑 程 电 暑 暑 程 电源 0 暑 程通 电源 暑 暑 程通
荐荐一 荐 源模件 箨 _—— 撵 量通 件 箨 _—— 撵 篷 荐 件一 撵 篷
5 PLC5O0o系统与 PLC5 0系统优缺点比较
飞灰远 站 J 蔑渣 远 站 笆灰 远 站 J 蘑渣远 站 (1)PLC5-40系统主从CPU实现冗余热备是通过程序语句
引引 碍
_l -9 _【
图1 PLC5控制系统硬件配置 来实现的；而PLC5000系统主从 CPU冗余热备是通过冗余模件
文章编号：1005-6033(2011)26—0213-03 收稿甘期：2011—O7一O6
除灰 PLC控 制 系统 的改造
张 伟，焦 毅
(阳城国际发电有限责任公司，山西阳城，048100)
摘 要：以阳城国际发电有限责任公司一期除灰三单元PLC控制系统升级成功为例，
阐述了该厂除灰三单元5号、6号炉除灰控制系统PLC升级的原因，分别介绍了新旧
PLC组成，并对升级前后的PLC硬件组成优缺点进行了比较。
关键词：除灰控制系统；系统改造；PLC；硬件组成
中图分类号： rM621．7+3 文献标识码：A
个控制单元，通过两台上位机与两套PLC组网后进行集中控制。
1 PLC升级的原因
除灰控制系统从系统结构分为两部分，即飞灰系统与底渣系统。
阳城国际发电有限责任公司(以下简称阳城电厂)一期为6× 3．1 飞灰控制系统简介
350 MW进口机组，采用单元制控制。6台炉的除灰系统控制也实 飞灰系统是通过负压原理处理空预器、省煤器、电除尘系统
行单元制控制，每两台炉组成一个除灰集控单元。每台炉除灰系 搜集的飞灰。整个系统设计为负压输送系统，由一台真空风机产
统都分为飞灰系统和底渣系统 (两台炉公用的公用系统暂不涉 生系统所需的真空，把各灰斗的灰分别送至粗、细灰库。在每个
及)。输灰方式主要是水利输灰，飞灰系统的灰水混合物和底渣 灰斗底部装有飞灰给料装置，当每个灰斗的排灰阀打开时，灰便
系统的渣水混合物一块汇总到灰渣前池，通过灰渣泵、灰渣管线 进入到输灰管线，这时管道中的真空开始升高，当真空达到系统
输送到离厂区5 km以外的灰厂沉积。 的设定值“FULL LOAD”时，排灰阀立刻关闭停止排灰，当输灰管
由于多年排灰渣使灰厂空间越来越小，而且重新寻找灰厂址 线排空后，管道中的真空降低，当低于满负荷(FuLIJ LOAD)后，
和修建灰厂代价大，同时也为响应国家节能减排的号召，公司决定 排灰阀再次打开，灰进入排灰管线再次排灰。输送过程将按照
对除灰三单元5号、6号炉底渣系统进行干除渣改造(飞灰系统原 上述规则连续运行直到灰斗排空。在排灰阀打开时，管道中的真
来就设计有干卸灰方式，所以不需要改造)。计划在原底渣系统一 空不断降低，当达到无负荷“NO—LOAD”时，延时 15 s后系统自
级捞渣机后加装一套二级捞渣系统，去掉原来底渣系统中渣浆泵 动转到下一个灰斗，并关闭已排空的灰斗。这样系统将根据
系统的大部分设备。由于增加的设备无法接入原底渣控制系统，也
“FULL-LOAD”“NO—LOAD”值控制排灰阀的开关，直到所有的灰
正因为该原因，才对除灰控制系统进行了升级改造。 斗排空为止。当控制程序中的最后一个灰斗排空后，系统将执行
2 控制系统改造方案 一 个 60 s的吹扫程序，然后关闭整个系统，如果在CONTINUE方
式下，系统重新输灰。
原飞灰远程 I／0柜、底渣远程 I／0柜不做改动，在底渣系统
3．2 底渣控制系统简介
增加一套二级捞渣机就地控制柜和一个二级捞渣机远程 柜。
底渣系统由捞渣机(SFC)和渣浆泵系统构成，两者相互独
并只升级PLC系统 CPU部分，即只升级CPU模件、电源模件、通
立，但又存在相互连锁关系。锅炉的底渣经捞渣机连续捞出送人
信模件等，同时更换上位机和更新应用软件等。升级后的控制系
碎渣机破碎后，进人渣浆池，经搅动喷嘴搅拌后，由2台渣浆泵
统不仅要保证原来的旧系统设备控制方式不变且原有功能使用
送至灰渣前池，两台渣浆泵一台运行，一台备用。
正常，而且新接人的二级捞渣系统要纳入PLC远程控制，并且实
捞渣机系统由一套液压驱动装置和液压张紧装置控制其运
现一级捞渣机和二级捞渣机之间的连锁。
行情况。液压张紧装置控制捞渣机的松紧程度，它是一套自动控
3 阳城电厂除灰控制系统介绍 制的气／油转换装置，控制气源为压缩空气，经过空气泵的运行维
持液压张紧装置恒定压力。当链条松时，液压装置承受的力弱
阳城电厂除灰渣系统由美国UCC公司设计安装，包括一套
时，液压装置会自动拉紧SFC链条。两个磁性的接近开关检测该
飞灰处理系统与一套底渣处理系统，采用上位机+PLC的控制方
装置的运行情况，当高I值开关动作时说明SFC链条过松，需处
式进行系统操作、监控。控制系统采用美国AB公司的第一代
理；当高II值开关动作时说明SFC链条可能断裂，此时自动停捞
CPU，PLC5—40系统。
渣机系统。由于液压装置供气气源带有逆止阀，因而当气源失去
阳城电厂除灰系统实行单元制管理方式，采用两台炉为一
时，拉紧装置还能维持运行，但不能长久，此时，低压缩空气压力
213张 伟，焦 彀 除灰PLC控制系统的改造 本刊E—maihbjb@sxinfo．net 实践与创新
开关报警。 1号oT 2号OT
庀
渣浆泵系统由两台渣浆泵及渣坑组成，炉渣经SFC和碎渣
机(CRUSHER)处理后落人渣坑，高压喷嘴喷水搅拌后，由两台渣
交换机
浆泵送至灰渣前池。两台渣浆泵一台运行一台备用，每个泵都由
自己的电磁阀自动供应密封水，并由压力开关和流量开关监视
密封水隋况，密封水流量低时对泵进行停保护。渣坑的液位由一
墨
个超声波液位计和补水阀进行控制。同时在渣浆泵运行时，喷嘴
1号 CPU从站
按程序设定时间进行循环运行。
莹lI莹 军 0量
矗 譬 盘
4 PLC介绍 茎 皇 j踺；
曼 0 姿
4．1 PLC5系列的CPU = J— 蓉
：5设备 展二级远程站
阳城电厂除灰控制系统两台机组设为一个单元，可以实现 连接老 PLC5系列远程I／O站 连接老PLC5系列远程I／O站
两台OT操作站的资源共享，具体硬件配置见图1。
图2 PLC5000控制系统硬件配置
1号OT 2号0T 余。
从图2可以看出，在连接原来的飞灰与底渣远程 I／O站只有
‘===；
DH+ DH+
数据高速公路I 数据高速公路 一 路通信模件 1756一DHRIO有配置，这是整个改造的关键，也是
I I J l l 整个从 PLC5升级到PLC5000系统在设计时的一个难点。
通 通 通 通
通 筝 电 通箨 电 电 通信 电源 通信模 CP 在PLC5000的软件配置中，其配置的硬件设备库内未涉及
垦 曩 源模 n芒 模源 源 模 模 勺 模 件 U PLC5 1771系列产品，因此在PLC5000软件中进行硬件配置与组
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件 件 件 件 态时，不能找到对应的硬件设备，但可以通过 1756一DHRIO该通
。：号CPU主站 IlWcPu， 呔站 2号c帅主站 2号c 从站
l 信模件进行链接，从而可以在PLC5000程序里面对PLC5系列的
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嚣量 暑 程 电 暑 暑 程 电源 0 暑 程通 电源 暑 暑 程通
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飞灰远 站 J 蔑渣 远 站 笆灰 远 站 J 蘑渣远 站 (1)PLC5-40系统主从CPU实现冗余热备是通过程序语句
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图1 PLC5控制系统硬件配置 来实现的；而PLC5000系统主从 CPU冗余热备是通过冗余模件
