淺析新華XDC800在脫硫系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、    淺析新華xdc800在脫硫系統(tǒng)中的應(yīng)用    摘要：上海新華xdc800是一款具備高速、穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)維護(hù)、開放式等特點(diǎn)的dcs控制系統(tǒng)，xdc800的xcu以32位cpu組成為核心，以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線均按標(biāo)準(zhǔn)配置，通訊網(wǎng)絡(luò)為環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，軟件方面為onxdc可視化圖形組態(tài)軟件。文章通過上海新華xdc800系統(tǒng)在大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司1-4號(hào)爐脫硫系統(tǒng)中安裝使用，從xdc800的硬件及軟件等方面系統(tǒng)說明了xdc800在脫硫系統(tǒng)應(yīng)用中的安全、穩(wěn)定的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞：新華xdc800；脫硫系統(tǒng)；dcs控制系統(tǒng)；故障診斷；故障修復(fù) ：a：tq1

2、72 ：1009-2374（2015）04-0056-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.03101 概述隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的逐漸提高，各大火力發(fā)電廠積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召對(duì)機(jī)組進(jìn)行相應(yīng)的環(huán)保技改工作，大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司1-4號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)先后于20132014年投入運(yùn)行狀態(tài)。脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，系統(tǒng)流程為從電袋除塵器出來的煙氣進(jìn)入吸收塔，煙氣與石灰石漿液結(jié)合發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，煙氣中大部分的二氧化硫?qū)⒈晃?。煙氣?jīng)過吸收塔頂部除霧器，除去部分水分。石灰石中的碳酸鈣與二氧化硫和氧氣（來自氧化風(fēng)機(jī)）發(fā)生反應(yīng)，最終產(chǎn)物為石膏，石膏經(jīng)過石膏脫水

3、系統(tǒng)，最后進(jìn)入石膏庫(kù)運(yùn)出廠外。所以在脫硫系統(tǒng)中包含著煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)。而系統(tǒng)中的所有電機(jī)、電動(dòng)門、電氣裝置的操作控制、聯(lián)鎖保護(hù)、數(shù)據(jù)監(jiān)視、報(bào)警系統(tǒng)均由上海新華xdc800系統(tǒng)完成。xdc800為第四代dcs產(chǎn)品，體系結(jié)構(gòu)主要分為四層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場(chǎng)儀表層、控制裝置單元層、現(xiàn)場(chǎng)層和企業(yè)管理層。xdc800系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為多層面冗余配置，確?，F(xiàn)場(chǎng)使用的可靠性。系統(tǒng)采用內(nèi)嵌專業(yè)化的控制算法、高可靠性硬件設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)總線通訊網(wǎng)絡(luò)和冗余的以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)，是面向整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的先進(jìn)過程控制系統(tǒng)。2 xdc800的硬件特點(diǎn)xdc800系統(tǒng)硬件具有可靠性高、分散度高和冗余配置的技術(shù)

4、特色。xdc800明顯提高了其硬件集成度，xdc800將其基座與單個(gè)控制模塊完美配合，替代了原xdps400的卡件與端子板兩個(gè)部分，增強(qiáng)了xdc800的空間利用率，降低了成本及檢修維護(hù)工作量。結(jié)構(gòu)方面更加緊密，縮小了模塊體積，此種設(shè)計(jì)方式與plc系統(tǒng)極其相似；xcu上裝有低功耗cpu、64mb ram、128mb cf，運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)具有強(qiáng)大的過程控制和處理能力。di、do、ai、ao等相關(guān)卡件設(shè)計(jì)美觀，其基座上都設(shè)有人性化的防插錯(cuò)空，防止卡件誤插。i/o模板均為智能模板，具有自診斷、自恢復(fù)功能，同時(shí)xdc800中xcu及其他硬件卡件均具備在系統(tǒng)運(yùn)行中帶電插拔功能，這種特點(diǎn)對(duì)于使用和維護(hù)工

5、作提供了便利條件。3 xdc800的軟件特點(diǎn)xdc800采用新華集團(tuán)公司開發(fā)的可視化圖形組態(tài)軟件，利用開放的現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息的采集和系統(tǒng)通訊。系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、過程控制、管理于一體，控制功能分散，管理集中，是一個(gè)全集成的、結(jié)構(gòu)完整、功能完善、面向整個(gè)生產(chǎn)過程的先進(jìn)過程控制系統(tǒng)。其中xcu控制器部分軟件可以分為三部分，即狀態(tài)顯示部分（vxcu）、控制核心部分（vctrl）和i/o驅(qū)動(dòng)。xcu的狀態(tài)包括網(wǎng)絡(luò)情況、i/o接口狀態(tài)、xcu的負(fù)荷率等。xdc800系統(tǒng)軟件具有組態(tài)靈活、調(diào)試方便等一系列特點(diǎn)，具體如下：（1）onxdc系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)優(yōu)化精簡(jiǎn)，只有幾m字節(jié)整個(gè)系統(tǒng)軟件，其生成的

6、控制器代碼文件只有幾百k字節(jié)，這在眾多的dcs產(chǎn)品中可以說是最小、最精簡(jiǎn)的。（2）xhmi具有強(qiáng)大的圖像顯示功能和方便、直觀、可視化的圖形生成功能，操作平臺(tái)為中文化窗口，更利于操作人員高效、方便地學(xué)習(xí)和培訓(xùn)工作。（3）xcu圖形組態(tài)編程軟件具有非常豐富的控制算法，符合iec61131-3標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用指令和控制算法的多種編程方式。相對(duì)于其他dcs廠家組態(tài)更直觀，利于檢修維護(hù)人員維護(hù)和修改。（4）具有在線的診斷至通道級(jí)的自診斷能力。（5）具備專業(yè)化嵌入式算法模塊，具備在線修改等功能，對(duì)控制程序的修改無需編譯和下裝等步驟，確保了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀態(tài)的安全穩(wěn)定。4 xdc800在脫硫系統(tǒng)中的應(yīng)用按照脫硫系統(tǒng)工藝

7、要求及脫硫系統(tǒng)作為電廠第四大主設(shè)備的出現(xiàn)，對(duì)自動(dòng)化程度和安全穩(wěn)定性提出了更高的要求。xdc800系統(tǒng)具有高可靠性的硬件設(shè)計(jì)，以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊網(wǎng)絡(luò)冗余配置，作為脫硫工程中的核心部分xdc800滿足控制系統(tǒng)的一系列要求。4.1 硬件配置大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司1-4號(hào)爐脫硫系統(tǒng)控制柜前后兩面均布置有dcs卡件，為了保證電源系統(tǒng)的安全運(yùn)行，配置有ups與廠用電雙路電源冗余配置，機(jī)柜內(nèi)部電源模塊也為冗余配置。系統(tǒng)由5對(duì)冗余xcu，2臺(tái)冗余交換機(jī)分a、b網(wǎng)，4臺(tái)操作員站及1臺(tái)工程師站、1臺(tái)歷史站組成，操作系統(tǒng)采用windows xp系統(tǒng)。上位機(jī)均采用研華工控機(jī)，配標(biāo)準(zhǔn)的lcd顯示器、標(biāo)準(zhǔn)

8、鍵盤和光電鼠標(biāo)。4.2 xdc800功能大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司dcs系統(tǒng)按照“分散控制、分散操作、集中管理”的要求進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。脫硫系統(tǒng)中的所有電機(jī)、電動(dòng)門、電氣裝置的操作控制、聯(lián)鎖保護(hù)、數(shù)據(jù)監(jiān)視、報(bào)警系統(tǒng)均由上海新華xdc800系統(tǒng)完成實(shí)現(xiàn)。4.3 實(shí)際應(yīng)用大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司脫硫dcs系統(tǒng)完成對(duì)煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)等聯(lián)鎖、保護(hù)、監(jiān)視、操作等功能。xdc800系統(tǒng)在公司的應(yīng)用中得到了檢修及運(yùn)行人員的一致認(rèn)可，不僅在畫面操作方面簡(jiǎn)單實(shí)用，在邏輯檢修維護(hù)過程中更方便修改，易于理解，同時(shí)在脫硫系統(tǒng)改造過程中，針對(duì)公司對(duì)于脫硫系統(tǒng)檢修人員不

9、熟悉此系統(tǒng)的現(xiàn)狀，在改造中采用邊改造邊學(xué)習(xí)的方法，在改造工程結(jié)束后，使檢修人員對(duì)于此系統(tǒng)有更深一步的理解與認(rèn)識(shí)。dcs改造過程中邏輯控制部分中吸收塔系統(tǒng)中石膏排出泵聯(lián)鎖邏輯通過epid增強(qiáng)型pid調(diào)節(jié)功能塊，es/ma手操器功能塊及其他相關(guān)聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)對(duì)石膏排出泵頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。吸收塔除霧器沖洗水順控系統(tǒng)邏輯通過step步進(jìn)功能塊及其他相關(guān)條件實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫系統(tǒng)共計(jì)15個(gè)沖洗水門的順序控制。電機(jī)的啟停與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開關(guān)均通過xcu組態(tài)中device功能塊完成，此功能塊內(nèi)部包含超馳開、關(guān)，開關(guān)允許，手自動(dòng)切換，聯(lián)鎖自動(dòng)開關(guān)以及跳閘、故障、控制電源消失等一系列的功能，完全滿足了脫硫系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的相關(guān)聯(lián)鎖、保護(hù)功能，同時(shí)此功能塊還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求進(jìn)行相關(guān)參數(shù)調(diào)整工作，具備強(qiáng)大的適應(yīng)能力。5 結(jié)語通過xdc800dcs系統(tǒng)在大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司的成功應(yīng)用，經(jīng)過近兩年的正常生產(chǎn)使用，此控制系統(tǒng)中監(jiān)控的溫度、壓力、液位、流量均正常，電機(jī)及電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制、反饋靈敏，對(duì)電機(jī)保護(hù)及聯(lián)鎖準(zhǔn)確，給操作人員監(jiān)視、控制帶來了很大的方