西门子S7系列可编程控制器在电厂水汽集中取样监控系统中的应用

项目简介

徐州发电厂水汽集中取样系统采用了由国电南瑞科技股份 有限公司提供的GKS-1000程序控制系统。该系统采用西 门子S7系列可编程控制器(PLC)，由我公司开发符合用户 需求的应用软件，实现对徐州发电厂全厂水汽集中取样系 统的监控，并且实现与MIS网互联，将重要数据上送到 MIS系统。

我公司是国家电力公司直属的科研机构，承担电力系统及 其它行业生产过程自动化技术的研究、开发、制造、集成 与应用工作。

由西门子S7系列硬件组成的监控系统，采用模块化设计， 冗余配置，可靠性高。人机接口软件和控制组态软件都基 于Windows NT或更新的平台，控制组态软件符合IEC1131 国际标准，使用方便；系统网络采用多层结构，提供多 种标准接口，易于扩展和实现过程监控网络化，完全可以 满足电厂水汽集中取样过程监控的要求。

系统配置

水汽集中取样监控系统采用如图所示的配置。该系统有二 台操作员站，其中一台兼工程师站(并用于与全厂MIS系统 联网)，一个PLC过程处理单元，二台机柜。系统通讯网 络采用以太网、TCP/IP协议，网络速率：10Mbps。

系统配备了二台操作员站，均挂在PLC上一级的实时数据通讯网络Ethernet上，二台操作员站相互间完全兼容,都能 对PLC进行监控。其中一台兼作工程师站，并用于与全厂 MIS系统联网。传输点数可根据需方要求设定，和MIS网 通信软件具有修改功能。

系统功能

· 实现工业生产过程信息的采集、处理与计算，以及生 产过程的自动顺序控制、逻辑控制和自动调节。
· 具有联锁保护和选线操作功能。
· 实现CRT显示、模拟屏显示、制表打印、报警打印、 实时趋势分析、历史数据分析以及事件顺序记录等功能。
· 通过工程师站/运行员站对系统进行在线或离线组态生 成和修改。
· 能实现自动、软手操、硬手操和就地操作等多种控制 方式。
· 监控系统网络化，工艺参数和设备集中监控，实现少 人值班或无人值守。

控制功能

水汽集中取样系统的控制，采用PID调节及模糊控制逻辑, 实现自动加氨、加磷酸盐等控制。控制对象包括12台磷 泵、12台氨泵、2台循泵、8个炉水左、右侧接通，以及1#－8#汽机凝结水溶氧，1#－8#除氧器出口水溶氧控制。

12台磷泵和12台氨泵，采用就地操作或计算机远方操作 方式。

2台循泵的启停，采用就地操作或计算机远方操作方式, 同时，具有联锁功能。联锁投入时，当一台循环水泵运行 且压力低于设定的压力低限时，启动另一台循泵，并把自 己停掉，同时解除联锁，系统自动提示运行人员检查现场 设备，并进行处理。

补水电磁阀控制，具有“手动”/“自动”功能，可以控制往缓冲水箱中进水。

汽包炉水的样水由左、右两侧引入，并在低温架上用电磁阀切换后流入分析表计，切换信号由PLC自动产生。炉水 切换有手动和自动两种方式。自动方式下，左右侧炉水从 投自动时开始计时，每15分钟自动切换一次。每台机组的 炉水样水可以分别投自动，也可以同时投自动。

采用PLC对汽机凝结水溶氧、除氧器出口水溶氧监测仪进行多点切换测量控制。

利用S7-400 PLC对加氨变频器进行控制,系统自动分析给水酸度，控制氨泵的转速。对于各台机组自动加氨的循环 时间，具有自适应功能。

结束语

该系统与2002年1月投入运行，运行情况完全达到设计要求。该系统运行稳定、可靠、抗干扰能力强；自控投入后, 摆脱了原来依靠手工控制的方法，大大减轻了工人的劳动强 度，提高了工作效率，同时也大大降低了误操作的可能性, 得到了用户的好评。

其中，令人感触颇深的是： Simatic S7可编程控制器采用模块化设计，模板可以灵活组合 , 扩展十分方便；该 产品采用模块化无 风扇的设计，坚固 耐用；有广泛的通 讯能力；它可以通 过多种类型的CPU 和功能模板，组成 不同的专用系统 , 扩展和升级也非常 方便。产品性能优 越，环境适应性强,有很好的电磁兼容性和抗冲击、耐震动性能。S7系列产品完全可以适应电厂水汽集中取样、化学水处理以及相关的 程序控制场合，值得推广应用。

本文摘自《西门子专家会议论文集》作者：夏益青