提高输煤程控系统运行可靠性的探讨[材料]

发布时间：2020-03-03 01:51:03 来源：范文大全收藏本文下载本文手机版

提高输煤程控系统运行可靠性的探讨

陈银万

(厦门华夏国际电有限责任公司, 厦门 361026)

摘要: 本文根据现场工作实际经验，系统分析了大型火力发电厂输煤程控系统及其现场

设备存在主要问题，并探讨提高其运行可靠性的办法。

关键词：输煤程控、PLC、上位机、传感器、干扰

1、概述

火电厂输煤系统，设备分布广，皮带沿线设备多、种类多，由于现场粉尘大，潮气大，干扰源多，特备是输煤现场处在恶劣的环境下，设备故障率高，对正常加仓、卸煤造成严重影响，本文将根据嵩屿电厂输煤程控系统存在的主要故障进行分类分析，讨论提高其可靠性有效途径。

2、设备状况

嵩屿电厂装机容量为4×300MW，输煤系统主要由码头两台1400t/h的小车牵引抓斗式卸船机、22条输煤皮带、两台圆形堆取料机、筛碎设备、除三块、除铁器、除尘器、三通挡板、犁煤器等组成。根据电厂机组建设时间分两期建设，其中卸船机及部分输送皮带为95年投用，输煤程控系统在二期建设时部分进行改造升级，主要更换PLC主机由Modicon984升级为Quantun 140 CPU 434 12 PLC主机，上位机由C++语言编程图形界面升级为IFX3.5系统监控软件，编程软件由Modsoft升级为Concept2.6，保留原来4个远程800系列I/O站，新建4个I/O站系统，旧I/O站采用冗余同轴电缆进行通信，新I/O站通过光端机采用光纤通信，形成整个输煤电气系统的核心控制部分。

3、设备存在问题及其原因

3.1 PLC系统故障。在输煤程控系统中，PLC本身在设计上已具备一定的抗干扰能力，有着较高的可靠性。但各远程站一般安装在输煤现场，存在粉尘大、温度高、潮气大，工作条件恶劣，如果现场环境无法达到其工况要求，容易造成模块损坏。

3.2 通信故障。PLC主机站与远程站距离较远，嵩屿电厂输煤程控系统最远I/O站与主机站有1000米以上，通信电缆沿电缆桥架及电缆沟铺设，存在强电干扰，清理电缆沟、电缆桥架时容易造成通信电缆拉伤。

3.3 反馈信号回路故障。信号线很容易受空间电磁辐射感应的干扰，这会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。

3.4 皮带沿线警铃、拉绳、跑偏、打滑等检测设备故障。由于皮带沿线警铃、拉绳、跑偏、打滑等检测设备安装在皮带沿线，且清理栈桥卫生采用工业水冲洗，容易造成绝缘下降，设备损坏。

3.5 程序设计流程故障。程序设计未考虑现场设备实际情况进行必要优化，如对皮带附属设备采用常电平启停，在操作人员未点击停止指令时，容易造成检修设备一送电源设备就启动，严重威胁人身及设备安全；对部分距离长，中间转接多的信号未进行数字滤波处理，往往会无法避免信号干扰。

4、提高输煤程控系统可靠性的措施

针对上述归纳的原因，在实际设备检修维护中，需要针对不同问题进行解决。主要解决措施如下： 4.1提高PLC及各I/O站工作可靠性。主要措施：（1）采用双机热备用模式。由于输煤系统在机组满负荷时，长期处于运行状态，且随着自动化水平的提高，现场巡检人员不断减少，一旦发生PLC主机故障，皮带及各辅机设备将失去控制，严重威胁到设备及人身安全，为确保整个控制系统处于可控状态，需要设置双机冗余备用；（2）改善PLC模件工作环境并定期吹灰。由于输煤系统扬尘大，容易造成模件积煤粉，各远程I/O站处于栈桥现场，现场温度变化大、潮气大、振动大，需要对各远程I/O站小室进行密封防尘处理，并加装空调器，以确保各I/O模块工作于合适环境中，同时应制定周期性清扫计划，对各PLC模块及底板进行吹灰，并检查接线是否牢固。（3）定期检查电源是否稳定。电源波动产生干扰容易造成PLC死机、I/O模块异常，需要定期检查电源电压是否在允许数值内，电源接地是否牢固。 4.2提高通信可靠性。（1）尽量采用光纤通信，由于光纤具备强大抗电磁干扰，且铺设距离长，可以有效避免各类电磁干扰；（2）如果采用同轴电缆通信，在电缆各中间接头应采用防护等级高的接线盒密封，同时两端进行必要固定，我厂一期程控系统采用同轴电缆通信，每100米一个中间接头，经常出现通信异常报警，甚至发生过多次通信中断，严重影响设备使用，经过加装接线盒后，取道很好效果。（3）铺设通信电缆时应尽量避开强电电缆，并尽量减小弯曲半径。

4.3提高反馈信号回路可靠性。（1）进行信号隔离。现场设备与I/O模块之间的开关量信号经继电器隔离，使现场I/O信号与PLC设备在电路上分开，可达到以下目的：第一，采用继电器隔离后，继电器动作功率较大（大于1W）而现场干扰信号仅有足够的电压而没有足够的电流，难以使继电器动作，从而有效解决了输入回路的抗干扰问题；第二，继电器耐过电压、地电流冲击的能力较强，可避免引入过压、过流信号而损坏PLC模块；第三，切断干扰噪声的通道，避免形成接地环路引入的电位差。（2）避免同根电缆交直流电源混用。同根电缆内电磁干扰大，容易造成信号异常，引起故障。（3）对I/O信号应采用完全屏蔽的信号电缆，并且电缆的金属屏蔽层也只有一点接地。接地和屏蔽结合起来使用即可解决大部分干扰问题，提高系统的可靠性。

4.4提高皮带沿线警铃、拉绳、跑偏、打滑等检测设备工作可靠性。主要采取措施：（1）采用防护等级高的设备。报警警铃更换为防护等级IP65以上的声光报警器，可以有效防止普通警铃容易进水烧毁故障；（2）拉绳及跑偏开关应采用防护等级高设备，同时在每个设备应加装一接线盒，（3）打滑开关检测应进行采用非接触式检测方式 4.5优化程序设计流程。（1）

（5）软件容错。由于输煤系统现场环境恶劣，干扰信号较多，I/O信号传送距离也较长，常常会使传送的信号有误。为提高系统运行可靠性，使PLC在信号出错的情况下能及时发现错误，并能排除错误的影响继续工作，在程序编制时可采用软件容错技术。例如：在目前现场设备信号不完全可靠的情况下，对于非严重影响设备运行的故障信号（如皮带的打滑、跑偏信号），在程序中采取不同时间的延时判断，以防止输入接点抖动而产生“伪报警\"。若延时后信号仍不消失，再执行相应动作。

5、结束语

输煤程控系统由于现场环境恶劣，现场存在各种干扰，设备范围广，各种因素时刻影响着其运行可靠性，只要在实际工作中不断进行分析总结，并在设备例行维护中采取有针对性的改进措施，合理有效地消除各种不利于设备健康运行因素，才能切实有效地提高系统的可靠性。