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0引言

plc是可編程的控制器。是在繼電器控制和計算機控制的基礎上開發出來的，并逐漸發展成為以微處理器為核心,把自動化技術、計算機技術和通信技術融為一體的新型工業自動控制裝置。新型火電廠外圍系統已經普遍使用PLC作為控制核心，實現系統的自動化控制，節約了人力。凝結水精處理系統是直流鍋爐機組的一個重要系統，二十五項反措中明確要求凝結水精處理系統禁止退出運行，因此，就要求凝結水精處理控制系統有很高的可靠性和安全性。在現在的火電廠中，凝結水精處理的控制邏輯已經非常成熟，但在維護過程中，還是發現一些問題，如保護誤動率高、非停風險大、誤操作可能性高等。這就對控制邏輯和硬件組態提出了更高的要求，需要不斷的優化與提升。

1PLC概述

1.1結構

可編程控制器，簡稱PLC（ProgrammablelogicController），是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。

1.2工作原理

PLC采用循環掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，對每個程序，CPU從第一條指令開始執行程序，直至遇到結束符后又返回第一條，如此周而復始不斷循環，每一個循環稱為一個掃描周期。循環掃描的工作方式是PLC的一大特點，也可以說PLC是“串行”工作的，這和傳統的繼電器控制系統的繼電器控制系統“并行”工作有質的區別。PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統中觸點競爭和時序失配的問題。對于用戶來說，選擇一個PLC，合理的編制程序是縮短響應時間的關鍵。

2PLC在凝結水精處理系統中的應用

某電廠凝結水精處理工藝系統配2臺獨立的CRT操作員站，為滿足系統穩定可靠的要求，PLC采用的是西門子公司S7-400系列的電源模件和CPU模件冗余控制，組成雙機互備，通過以太網進行實施通訊，同時具備雙網冗余功能。編程軟件采用了西門子公司的STEP7工程軟件，可以實現程序的實時監測以及在線修改下裝程序，上位機人機交互系統采用了GE公司的IFIX軟件，操作畫面上所有設備及系統流程一目了然，操作簡單方便。凝結水精處理控制的氣動閥門，采用的是24VDC電磁閥，對電磁閥的操作指令通過上位發出后，經PLC的DO卡件輸出指令，并通過OMRON24VCD繼電器將信號隔離后輸出到就地電磁閥，從而實現閥門的開關操作。電機和電動閥門的操作部分也是由DO輸出指令后，經OMRON220VAC繼電器加以隔離后輸出，從而控制電機的啟停和電動門的開關。具體的方式是當指令發出后，繼電器線圈帶電，常開接點閉合，指令送出到電氣控制回路中，由電氣回路完成電機啟停或者電動門的開關。程序控制分為一單元、二單元、公用系統三大部分，有相應的控制面板，并設有“時間控制”畫面，運行人員可對程序控制的所有步序的時間進行實時調整。1、2單元過濾器系統、高混系統程控設計自動、手動兩種方式。自動模式下，所有的操作行為將由程序將自動執行。同時所有相關設備的手動遠操都被禁止。為了保護設備的安全，防止出現操作意外以及對一些設備實現順序控制，系統設置了一些硬件和軟件方式的聯鎖，正常運行狀態系統有兩臺過濾器及兩臺高速混床運行，當只有一臺過濾器運行時，系統旁路門自動半開，當過濾器全停時，系統旁路門全開，混床系統也設置此連鎖。同時，為了防止系統及介質異常而導致設備損壞，系統設置了一些保護，例如，系統入口凝結水溫度高于70℃就有可能損傷設備，程序設置了當溫度大于70℃時，停止系統運行，開啟系統旁路的保護。

3凝結水精處理PLC控制系統存在的問題及優化

上文談到某電廠凝結水精處理系統設置了系統入口凝結水溫度高跳系統保護，但在實際運行及維護過程中，發現此保護的設計存在一定的弊端。按照自動控制系統保護的設計原則，禁止使用單點（就地只有一個測點）保護，而某電廠凝結水精處理系統入口溫度測點只有一個測溫元件，當邏輯采集到的溫度高于70℃時，延時1分鐘開精處理系統、混床旁路門，精處理退出運行。同時溫度測點為PT100熱電阻元件，當發生斷線或接觸不良時，電阻增大，導致溫度虛假升高，使保護邏輯動作，系統誤動?；谶@個弊端，必須采取措施來減小系統誤動的可能性，降低機組的安全風險。根據自動控制系統保護的設計原則，我們可以采取以下優化方案：

3.1增加測點

在原有測點的基礎上，重新選擇兩點增加測溫元件，選擇可靠性高的溫度元件。在PLC的AI卡件上新增兩個通道，將溫度元件接入。邏輯中增加這兩點溫度的換算塊，并將這三點溫度進行選擇，采用三取二或三取中，選擇的結果用于保護邏輯回路。這樣，就能大大減少因元件故障而造成的保護誤動。

3.2優化邏輯

由于機組運行中增加測點難度較大，因此還可以優化原有邏輯來避免保護誤動。當入口溫度每秒溫升大于16℃時，認為測量元件異常，自動切斷保護邏輯，且溫度會在畫面上顯示溫升過高報警。當溫度元件恢復正常，且低于定值后延時30秒，保護邏輯自動恢復。

3.3硬件優化

電廠雖然配備了兩套凝結水控制系統，卻只有一套PLC控制系統。如果PLC控制系統出現故障停運，則兩套凝結水精處理系統全停。例如，在處理邏輯缺陷時下載邏輯導致CPU停運，兩套精處理系統全停；處理公用系統某電磁閥箱轉換開關缺陷時導致PLC電源異常，兩套精處理系統全停；PLC備站電源模塊故障，需將兩套精處理系統全停后方可進行更換。這些事情的發生，嚴重影響主機的安全運行。針對這一弊端，我們可以采取再增加兩套PLC控制單元，從站模塊按系統分開連接的方案。將原來一套PLC控制系統改為三套PLC控制系統，并根據機組功能進行網絡連接的分域。原有的控制單元現在作為一單元的控制系統，將二單元與公用系統的從站分別拆分出來，接至新增加的兩套控制單元上，這樣，一單元、二單元、公用系統就完全獨立起來，整個凝結水精處理系統就有三套獨立的PLC控制系統。硬件分域完成后進行邏輯分域，使控制邏輯完全獨立。這樣，在處理某一單元的缺陷時就完全不會影響到另一單元，同時，也可以在維修某臺機組時放心的對PLC進行斷電、卡件清灰、邏輯檢查等工作。

4優化后的效果

經過優化后的控制系統效果如何，我們可以通過實驗來驗證。

4.1邏輯驗證

做完邏輯以后，我們可以進行傳動試驗，來驗證所做的優化是否有效果。邏輯正常下裝后，將邏輯在線，人為將元件線拆掉，溫度顯示最大，因為溫度突然升高，每秒溫升大于16℃，邏輯認為元件異常，已經將保護邏輯切斷，保護不動作。將接線恢復，邏輯認為溫度元件恢復正常，延時30秒后保護邏輯恢復。試驗證明，我們所進行的這些優化可以達到預期目的，同時此邏輯還具有判斷元件質量的功能，在PLC中，沒有專門的質量判斷功能塊，因此，今后可以用這段邏輯作為模板，來進行質量判斷。

4.2系統驗證

在某機組停機期間模擬3次精處理系統不同工作，看是否會對另外一臺機組精處理系統及公用系統造成影響。首先，在停運機組的精處理控制系統進行不規范的邏輯下載，另外一臺機組精處理系統及公用系統發生異常0次；其次，對停運機組精處理控制系統進行斷電操作，另外一臺機組精處理系統及公用系統發生異常0次；最后，對停運機組精處理控制系統進行模塊更換，另外一臺機組精處理系統及公用系統發生異常0次。實驗證明，優化后的控制系統達到了保護精處理系統安全平穩運行的效果。

5結束語

合理利用PLC控制系統，能夠大大提高現代電廠的自動化水平，減少勞動力輸出。凝結水精處理控制系統的優化成功，保證了凝結水精處理設備的可靠運行。目前電廠的PLC控制系統已經成熟、普遍，但還需要不斷的探索研究，發現問題，優化問題，使工業自動化水平不斷提高。

作者：王龍 單位：大唐戶縣熱電廠