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泉州金盛源電子貿(mào)易有限公司
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產(chǎn)品型號1756-IM16I
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艾倫 - 布拉德利/羅克韋爾自動化
說明：Allen-Bradley公司的ControlLogix1756-IM16I隔離輸入模塊159-265V AC16-P
完整說明：Allen-Bradley公司的ControlLogix1756-IM16I隔離輸入模塊159-265V AC，16點36針
美國AB 1756-IM16I
美國AB 1756-IM16I
AB-PLC系列在汽輪機保護系統(tǒng)的應(yīng)用
1 引 言
汽輪機熱工監(jiān)視和保護裝置以及由其所組成的信號報警系統(tǒng)和保護控制系統(tǒng)，是保護汽輪機安全運行的重要設(shè)備。隨著機組容量的增大，汽輪機安全監(jiān)視和保護就顯得更加重要，同時對汽輪機安全監(jiān)視和保護裝置的準(zhǔn)確性和可靠性也提出了更高的要求。原有及早期設(shè)計的保護系統(tǒng)大多為繼電器及硬件邏輯搭接的，它的系統(tǒng)可靠性較差，維護量較大。因此，采用可編程控制器（PLC）對汽輪機熱工監(jiān)視和保護裝置進行控制顯得十分重要和必要。以下所介紹的為應(yīng)用PLC控制的汽輪機保護系統(tǒng)。
2 汽輪機保護系統(tǒng)概述
汽輪機在正常運行過程中，需要根據(jù)用戶用電量來調(diào)節(jié)負荷，為了防止調(diào)節(jié)系統(tǒng)因故障失靈，和汽輪機突然甩負荷時引起超速危險，以備在機組出現(xiàn)某些異常時迅速動作停機，防止發(fā)生事故。汽輪機必須設(shè)置轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子的軸向位移、軸瓦振動、機缸相對膨脹、汽輪機各軸承的油壓和油溫、凝汽器的真空度、發(fā)電機的主保護動作等參數(shù)的保護，在這些參數(shù)中的任何一個超過所規(guī)定的允許值時，要求自動發(fā)出信號使磁力斷路油門動作，泄掉安全油，切斷進汽，進行強制停機，并且同時聲光報警，記錄停機原因，向DCS控制系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送聯(lián)鎖信號，聯(lián)鎖調(diào)節(jié)門、發(fā)電機和油泵，使整個系統(tǒng)迅速回到安全狀態(tài)，達到保護汽輪機的目的。
3 系統(tǒng)組成
汽輪機保護系統(tǒng)由現(xiàn)場設(shè)備部分、PLC控制系統(tǒng)部分、人機界面（觸摸屏）和外圍聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)組成?，F(xiàn)場設(shè)備主要包括：汽輪機本體監(jiān)測系統(tǒng)（檢測汽輪機轉(zhuǎn)速、軸向位移、軸承瓦振動、汽缸相對膨脹等）、壓力檢測系統(tǒng)（檢測潤滑油壓力、安全油壓油、凝汽器真空度）、油溫檢測系統(tǒng)（檢測各軸承回油的溫度）、磁力油路遮斷停機系統(tǒng)；PLC控制系統(tǒng)包括：冗余的PLC控制器、信號隔離繼電器、驅(qū)動繼電器和接觸器；外圍聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)包括：DCS控制系統(tǒng)、汽輪機轉(zhuǎn)速負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。整體系統(tǒng)構(gòu)成了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理、監(jiān)視和現(xiàn)場設(shè)備控制。
4 硬件設(shè)計
由于汽輪機保護系統(tǒng)的重要性，決定了該系統(tǒng)在任何時候不容許出現(xiàn)誤動作或拒動作，因此作為邏輯控制單元的PLC一般選用國內(nèi)外品質(zhì)高、穩(wěn)定性好的產(chǎn)品AB-ControLogix系列產(chǎn)品。
系統(tǒng)采用雙機熱備冗余配置，控制核心部件（CPU）配置兩套，分別安裝在兩個獨立的機架，兩個機架的CPU通過光纖連接的同步模塊同步熱備運行，在任一套CPU及相關(guān)部件出現(xiàn)故障或錯誤時，會無擾動切換到另一套CPU，保證了系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。PLC的IO模塊安裝在獨立的IO機架，IO與CPU的通訊方式為冗余ControlNet網(wǎng)絡(luò)。PLC的開關(guān)量輸入輸出點都選用繼電器隔離，*防止了現(xiàn)場的干擾信號對系統(tǒng)的不良影響，保證了系統(tǒng)能夠*可靠運行。
圖1 汽輪機保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
人機交互單元選用Allen-Bradley 公司的PV1000 彩色工業(yè)觸摸屏產(chǎn)品，在觸摸屏上可以進行監(jiān)視、操作和運行參數(shù)記錄，觸摸屏是系統(tǒng)的操作員站,人機對話簡單方便、系統(tǒng)組態(tài)便于修改和擴充，并且觸摸屏具有不死機可以*穩(wěn)定運行的優(yōu)點。觸摸屏與CPU的通訊方式也是通過冗余ControlNet網(wǎng)絡(luò)。
汽輪機保護系統(tǒng)的PLC結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。由圖可以看出，在保護系統(tǒng)投入正常運行后，如果一套CPU出現(xiàn)故障或一條通訊介質(zhì)接觸不良，不會影響保護系統(tǒng)正常運行。
圖2 PLC結(jié)構(gòu)示意圖
5 軟件設(shè)計
軟件設(shè)計包括兩部分：PLC控制保護邏輯和觸摸屏監(jiān)視、操作記錄畫面組態(tài)。PLC控制保護邏輯采用梯形圖編寫，保護邏輯程序選擇連續(xù)性任務(wù)在全部時間內(nèi)運行，使保護邏輯程序始終運行。保護邏輯程序主要包括各項保護投退部分，報警與顯示部分，跳閘動作部分，事件記錄和SOE記錄等幾個部分。
由于采用了觸摸屏，保護投退由一個總保護開關(guān)，擴展為每一項保護設(shè)置獨立的保護開關(guān)，各分項保護開關(guān)在觸摸屏上組態(tài)實現(xiàn)。各項保護投退相當(dāng)于汽輪機保護系統(tǒng)的開環(huán)運行或閉環(huán)運行的選擇鑰匙，在保護退出時，汽輪機保護系統(tǒng)屬于開環(huán)運行，此時保護對應(yīng)的運行參數(shù)異常，保護系統(tǒng)只發(fā)出報警，不會動作跳閘；在保護投入時，汽輪機保護系統(tǒng)屬于閉環(huán)運行，此時保護對應(yīng)的運行參數(shù)異常，保護系統(tǒng)發(fā)出報警，同時動作跳閘，關(guān)閉主汽門。分項保護開關(guān)的設(shè)計，使得保護系統(tǒng)更靈活，現(xiàn)場工作人員可以根據(jù)運行情況投入部分zui重要的保護功能，不滿足條件的保護暫時不投入。
PLC采集到的現(xiàn)場汽輪機報警信號、跳閘信號分別在觸摸屏報警畫面和跳閘畫面顯示，取代了以前用大量光字牌顯示報警跳閘的方法，大大減少了日常維護量。跳閘動作信號進行*跳閘記錄，為分析汽輪機跳閘原因提供了很好的依據(jù)。PLC保護邏輯與觸摸屏之間通過對應(yīng)的CotrolNet通訊協(xié)議進行實時通訊，從而保證了汽輪機運行參數(shù)在觸摸屏上顯示和進行事件記錄，在觸摸屏上進行的操作實時被PLC掃描，并在程序中執(zhí)行。
SOE記錄要求達到毫秒級別，需要在PLC中通過程序?qū)崿F(xiàn)，并在PLC中記錄，把記錄結(jié)果在觸摸屏上顯示。
6 結(jié)束語
根據(jù)上述的思路和方法，由PLC控制的汽輪機保護系統(tǒng)已先后在沈陽新北熱電廠、壽光巨能熱電廠、通遼盛發(fā)熱電廠等數(shù)十個用戶單位的汽輪機設(shè)備上投入運行，結(jié)果表明系統(tǒng)的設(shè)計是合理的，系統(tǒng)在現(xiàn)場運行穩(wěn)定可靠，不僅提高了設(shè)備的自動化運行水平，減輕了現(xiàn)場人員的維護量，而且延長了汽輪機的運行壽命，有著明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
AB系列PLC在電廠中的應(yīng)用說明
1、引言
可編程邏輯控制器PLC進入國內(nèi)工業(yè)控制領(lǐng)域己近十年了，早期的PLC由于受硬件的構(gòu)成及軟件環(huán)境的局限，其應(yīng)用范圍受到一定的限制。近幾年來，隨著微電子技術(shù)及計算機技術(shù)的高速發(fā)展，PLC產(chǎn)品高度融合了計算機產(chǎn)業(yè)的技術(shù)與工業(yè)自動控制的經(jīng)典理論，在其功能及性能上指標(biāo)上得以大大的豐富和完善，從而突破了傳統(tǒng)PLC的概念，在中、小型控制領(lǐng)域內(nèi)*的擴展了其應(yīng)用范圍。在特定的范圍內(nèi)，高性能價格比己成為新型PLC的zui突出的特點。
A-B公司是的工業(yè)產(chǎn)品制造廠商，其工業(yè)自動化控制產(chǎn)品以其高性能、高可靠性在工業(yè)控制領(lǐng)域有著其特定的地位。A-B公司的PLC產(chǎn)品更是該產(chǎn)品領(lǐng)域的*。本文將通過介紹A-B公司的型PLC產(chǎn)品在南方某3X125MW機組電廠輔助裝置中的實際應(yīng)用實例，來介紹新型PLC產(chǎn)品的*功能與性能。
2、產(chǎn)品簡介
美國A-B公司的型的SLC500/03 PLC系統(tǒng)，是PLC產(chǎn)品領(lǐng)域中較*的機型之二，除具有常規(guī)PLC產(chǎn)品的基本性能外，它還具有以下的*功能：
強大的輸入/輸出信號支持能力，I/O接口部分支持960離散點；
豐富簡單的集成化指令，處理器指令集71條，簡單易學(xué)便于系統(tǒng)的應(yīng)用及推廣；
多級工作狀態(tài)指示顯示，便于現(xiàn)場運行人員對系統(tǒng)的工作狀態(tài)一目了然；
高可靠性的性能設(shè)計，確保正常工作條件下，系統(tǒng)的維護量zui小?！ ?/span>
3、工藝流程
作為電廠工藝流程中二個重要的環(huán)節(jié)，化學(xué)水處理部分在整個電廠的自動控制系統(tǒng)中有著舉足輕重的地位。它的工作狀態(tài)將直接影響整個鍋爐系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟性，并影響到整個電廠的工作穩(wěn)定性與可靠性?；瘜W(xué)水電氣控制部分的各種控制閥門和聯(lián)鎖開關(guān)較多，其中任一環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)的穩(wěn)定性和可靠性都將對整個化學(xué)水自動控制部分產(chǎn)生相送連的影響。
針對這樣的實際狀況，我們在化學(xué)水的控制部分采用了由PLC系統(tǒng)構(gòu)成的程序控制，選用了A-B公司高性能的PLC產(chǎn)品SLC-500/03，從而完成化學(xué)水處理部分的啟動、停止、暫停、再啟動以及相關(guān)電磁閥箱、風(fēng)機、泵的控制?；瘜W(xué)水部分的運行（送水）和再生指令全部自動進行。當(dāng)某種水處理設(shè)備失效后，由檢測儀表發(fā)出信號，把該設(shè)備從制水系統(tǒng)中解列，經(jīng)過判斷，確認具備再生條件時，自動投入再生。再生程序完畢，水質(zhì)合格后自動把該設(shè)備并入到制水系統(tǒng)，恢復(fù)送水。
選用PLC系統(tǒng)構(gòu)成了以下幾個分系統(tǒng)：
*機械過濾器的程序控制系統(tǒng)
*一般除鹽系統(tǒng)的程序控制系統(tǒng)
*混合離子交換器的程序控制系統(tǒng)
下面以化學(xué)水處理部分一般除鹽系統(tǒng)的程序控制為例，介紹其工藝及系統(tǒng)構(gòu)成。
對于電廠的化學(xué)水處理部分，除鹽系統(tǒng)為系統(tǒng)中重要的一個環(huán)節(jié)，供往鍋爐的水中含有微量的懸浮物、膠體物質(zhì)和有機物質(zhì)，它們的存在會直接影響鍋爐的使用壽命和傳輸管道的安全，所以必須作前期的處理。
它的處理過程為在化學(xué)水處理的過程中，加入特定的化學(xué)物質(zhì)，從而與水中的有害成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，通過沉淀、過濾等方式將這些特質(zhì)從水中分離出來。PLC系統(tǒng)主要自動控制并完成整個除鹽過程的中的閥門的啟、停及相關(guān)管路中的開、閉等?！ ?/span>
4、實際應(yīng)用
根據(jù)上述的化學(xué)水一般除鹽過程的工藝流程，選用相對應(yīng)的PLC構(gòu)成程序控制系統(tǒng)。除鹽過程所涉及的開關(guān)量信號計有除鹽水導(dǎo)電度、陽床鈉離子、陽床NaOH等相關(guān)的輸入、輸出點，故選用了SLC500/03中的離散量輸入模塊1746-IB32計三塊，離散量輸出模塊1746-IB32計二塊，繼電器輸出模塊1746-0X08計八塊，構(gòu)成的整個PLC自動控制系統(tǒng)。
按照上述的程序，通過PLC系統(tǒng)的程序軟件包進行系統(tǒng)程序的生成，并投入正常的使用。
5、使用效果及經(jīng)濟效益
按照常規(guī)電廠輸助設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計，化學(xué)水處理自動控制部分常常采用傳統(tǒng)的按鈕及繼電器組組成。這樣構(gòu)成的系統(tǒng)，早期投入的費用相對較低，但由于所使用的元、器件和設(shè)備較多，相互之間的連接線及關(guān)系也較繁瑣，無法從每二個環(huán)節(jié)上確定保證每一個獨立部分性能的良好發(fā)揮和其可靠性，因而從長遠運行的角度考慮，后期設(shè)備的維護上所發(fā)生的費用將遠遠超過選用PLC構(gòu)成系統(tǒng)所發(fā)生的費用，這里還不包括由于這部分工作的不可靠因素從而造成對整個電廠的正常生產(chǎn)所帶來的影響。我們在南方某電廠3*125MW機組化學(xué)水處理部分設(shè)計中采用了PLC系統(tǒng)構(gòu)成，由于該產(chǎn)品的優(yōu)良特性，不僅在極短的工期時間內(nèi)完成了該程序控制部分的安裝與系統(tǒng)調(diào)試，而且由于產(chǎn)品的高可靠性，從而使該輔助系統(tǒng)投入運行一年多來，基本處于免維護工作狀態(tài)，保證了整個運行機組的安全、可靠、穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，受到業(yè)主等多方面的好評。
對于中、小型的控制系統(tǒng)，在條件允許的情況下，我們*選用新一代的PLC產(chǎn)品。
華東：上海市、江蘇省、浙江省、安徽省、福建省、江西省、山東省、中國臺灣省包郵
華北：北京市、天津市、山西省、河北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)中部 包郵
華中：河南省、湖北省、湖南省 包郵
華南：廣東省、廣西壯族自治區(qū)、海南省、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)包郵
西南：四川省、貴州省、云南省、重慶市、西藏自治區(qū)包郵
西北：陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)包郵
東北：黑龍江省、吉林省、遼寧省、內(nèi)蒙古自治區(qū)東部包郵
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