火电厂吹灰运行系统操作方式优化的研究与实现

火电厂吹灰运行系统操作方式优化的研究与实现摘要:神华国华定洲电厂二期2×660MW机组的锅炉吹灰系统采用现场一体化触摸屏控制，运行人员劳动强度大，也极易造成误操作事故。

因此，对原有的吹灰运行操作方式进行了优化，在远端（主控室）增加上位机，将触摸屏控制界面和程序组态至上位机，再通过交换机与吹灰控制PLC连接和通讯，实现在上位机上对吹灰系统进行远程操作控制。

项目实施后，极大的降低了吹灰运行人员的劳动强度，减小了误操作造成的不安全事故概率，确保了吹灰系统的安全稳定运行。

关键词:吹灰系统操作方式优化远程控制火电厂
吹灰系统是火力发电机组不可缺少的辅助设备，它用于将锅炉炉膛内管壁上附着的结焦有效清除，能有效防止锅炉“四管”因换热不均导致的爆管事故。

神华国华定洲电厂二期2×660?MW机组吹灰控制系统采用Modicon TSX Quantum系列PLC，基建时期设计的机组日常吹灰采用一体化触摸屏（安装在配电室的控制柜门面上）控制，同时显示吹灰系统所有受控设备的各种运行状态、故障保护状态及程控装置自身的工作状态。

由于触摸屏的安装位置较高，运行人员在吹灰操作时必须站立，而每天每台机组至少吹灰两次，每次近4?h，吹灰运行操作人员往往比较疲惫，也极易造成误操作事故。

在机组投产后，这种矛盾日益凸显，因此，对现有的吹灰运行操作方式进行优化将非常必要。

1 项目研究内容
吹灰系统运行操作方式的优化，是在原有的吹灰器控制的基础上，取消现场触摸屏操作方式，在远端（主控室）增加上位机，实现在上位机上对吹灰器进行远程操作控制。

具体研究内容如下。

（1）组态王 6.5版软件的应用（画面连接及网络设置）；（2）Modicon PLC硬件功能和软件设置研究；（3）上位机硬件配置研究；（4）组态王应用软件与PLC的网络硬件连接；（5）吹灰器上位机运行操作的静态、动态功能调试；（6）吹灰器上位机运行操作功能的试投运与故障分析、处理。

通过对项目研究内容的深入分析，我们总结出该项目在软件和硬件方面的设计难点。

软件设计上，既要充分满足吹灰器日常运行操作的需要，又要考虑如何减小故障出现的可能性，便于日后维护。

再者，还要充分考虑用户的使用需求，进行人性化的操作界面设计。

硬件方面，由于吹灰系统控制采用的是Modicon PLC系列，因此必须充分考虑硬件设备的兼容性。

2 项目实施过程
为了预留足够的项目调试时间，项目实施必须在机组停运后进行。

在停机前需要准备好的硬件设备包括上位机、通讯网卡、组态王软件及其网络连接线等，机组停运后立即开展工作。

具体实施过程如下。

(1)在主控室增设两台吹灰器PLC程控上位机，并通过交换机与PLC硬件连接，详见图1。

(2)在上位机的windows系统内安装组态王软件并进行画面组态。

为了兼顾吹灰运行需要与运行人员的使用习惯，画面内容尽量与原来的触摸屏显示一致。

需要特别说明的是，组态王软件要做好解密设置。

(3)在原PLC系统中安装Qtm以太网络通信硬件并进行相应设置，步骤如下：
①在PLC网络上设置相应的IP地址，使其与上位机通讯。

在设置IP地址时，要保证其分配地址与上位机IP地址在同一网段内且唯一。

②打开Concept中相应的工程，在“Project”菜单下选择“Configurator”，弹出“PLC Configuration”，展开其子项“Config Extensions”，点击“Select Extensions”，将“TCP/IP Ethernet”的数量设为1，即以太网卡通讯模块的数量为1块。

③在“PLC Configuration”的子项“I/O Map”中，将以太网卡通讯模块配置在与物理机柜对应的槽位上。

例如在“I/O Map”中的第一个机柜上安装了NOE模块，其槽位是13号槽，点击“I/O Map”中第一个机柜对应的“Edit”列中的按钮，由于只有一个机柜，所以该表中只有一行。

在“Local Qauntum Drop”的13号槽上添加NOE模块。

注意在添加以太网卡通讯模块时，要和加装的NOE硬件模块的型号一致。

④在完成以上配置后，点击“Config Extensions”中的“Ethernet/ I/O Scanner”，将对应槽位的以太网卡通讯模块IP地址填入。

(4)在完成上述设置后，需要将组态好的上位机程序重新下载至PLC内存中，步骤如下：
①连接至PLC系统，选择网络传输协议。

(图2)
②打开在线控制面板，选择停止PLC运行选项。

(图3)
③选择Download选项进行程序下装，下装完成后，重新启动
PLC。

(图4)
下装重启完成后，需要测试网络通讯是否畅通，如果不畅，检查一下网络硬件的连接及网络软件的设置是否正常。

(5)吹灰上位机的运行调试。

打开吹灰上位机的组态王软件，软件显示为正常可操作界面。

将吹灰器的动力电源停掉，在上位机上逐次进行模拟操作，操作方式与原来的触摸屏操作基本相同。

3 关键技术问题分析
3.1 网络传输问题
由于以太网通讯的网络传输距离有限，故不采用主机对上位机的通讯连接方式，而采用主机对交换机，交换机再对上位机的通讯连接方式，避免了由于传输距离过长导致上位机操作速度变慢的问题。

3.2 PLC以太网卡的安装和使用
需要对安装在PLC系统中的以太网卡进行技术攻关，包括通讯方式、接口、硬件组态及软件设置等，以便正确进行硬件安装、网络连接、硬件组态及离线代码下传等。

3.3 以太网卡通讯IP地址的设置
由于需要增加两台上位机（每台上位机对应一台机组），而使用一台交换机，所以IP地址设置时需要注意两个地址必须在同一网段
内，这样属于同一网段的两个地址间的信息交换就不需要通过路由器。

3.4 组态王软件的使用
由于市面上盗版的组态王软件居多，正版软件往往涉及到加密狗的安装，以确保软件能够正常使用。

此外，在组态王软件中需要进行正确的网络通讯设置，以确保网络连接通畅。

3.5 吹灰器上位机远程操作系统的静态、动态功能调试与故障处理
吹灰器上位机远程操作系统的静态功能调试采取离线方法，动态功能调试采取在线方法。

若调试过程中出现故障则需解列吹灰器，查找、排除故障点后，再按照“离线-在线”的顺序进行调试。

4 结语
吹灰系统是火力发电机组重要的辅助设备，神华国华定洲电厂二期2×660MW机组的日常吹灰采用现场一体化触摸屏控制，运行人员劳动强度大，也极易造成误操作事故。

因此，必须对原有的吹灰系统运行操作方式进行优化，在远端（主控室）增加上位机，将触摸屏控制界面和程序组态至上位机，再通过交换机与吹灰控制PLC连接和通讯，实现在上位机上对吹灰系统进行远程操作控制。

项目实施后，极大的降低了吹灰运行人员的劳动强度，减小了误操作造成的不安全
事故概率，确保了吹灰系统的安全稳定运行。

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