該項目由兗煤菏澤能化有限公司建設管理的趙樓綜合利用電廠1×300MW凝汽式汽輪發(fā)電機組，位于山東省菏澤市的鄆城縣與巨野縣之間，是與趙樓礦井配套的新建坑口電站。燃用兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦的洗中煤、天然焦、煤矸石及煤泥等燃料，本期建設配1臺1025t/h循環(huán)流化床鍋爐，以及配套除塵及其他相關(guān)的附屬設施。輔網(wǎng)DCS采用山東魯能控制公司LN2000系統(tǒng)。LN2000系統(tǒng)具有開放化、信息化、智能化、小型化和高可靠的特點，在電廠DCS、DEH已獲得廣泛應用。本次納入DCS控制的范圍涵蓋電廠輔網(wǎng)水、煤、灰的主要車間，以下從設計、優(yōu)化、實施等方面介紹DCS在輔網(wǎng)控制中的應用。

1輔網(wǎng)DCS簡介

    趙樓綜合利用電廠一期1×300MW循環(huán)流化床機組輔網(wǎng)的控制對象為水、煤、灰及空調(diào)等系統(tǒng)，共設28對PU控制站，化水處理2臺操作員站，精處理2臺操作員站，輸煤2臺操作員站，除灰2臺操作員站，運行人員也可通過集控室輔網(wǎng)3臺操作員站對各分系統(tǒng)進行集中控制；電子間配備輔網(wǎng)工程師站、歷史站、SIS通訊接口站，工程師站綜合水、煤、灰控制邏輯、組態(tài)、調(diào)試權(quán)限，歷史站接收和存儲輔網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)查詢、接受GPS對時信號對整個DCS系統(tǒng)進行校時，SIS通訊接口站與SIS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸。

2輔網(wǎng)控制系統(tǒng)設計

輔網(wǎng)控制主要特點是各控制單元較為分散，控制距離遠近都有，這種分散的控制決定輔網(wǎng)一體化控制對網(wǎng)絡的依存度要求比較高，需要有良好的網(wǎng)絡冗余結(jié)構(gòu)。

2.1I/O測點分配

輔網(wǎng)的I/O測點數(shù)達8700點左右，中間控制點數(shù)5000左右，28對PU控制站，30多個機柜包括網(wǎng)絡柜、電源分配柜、控制機柜、遠程機柜等。測點分配方面化水控制分為鍋爐補給水、循環(huán)水處理、綜合水泵房、取水泵房；輸煤控制分為廠內(nèi)原煤、廠外輸煤、煤泥系統(tǒng)、含油廢水處理；除灰控制分為氣力除灰、布袋除塵器、灰?guī)煜到y(tǒng)；空調(diào)系統(tǒng)。

2.2網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為星型網(wǎng)絡布置，設有水網(wǎng)控制室、除灰控制室、輸煤控制室、輔網(wǎng)集控室，A、B網(wǎng)采用百兆全雙工冗余以太網(wǎng)布置，節(jié)點間采用光纖通訊網(wǎng)絡，遠程控制柜采用現(xiàn)場CAN總線通信方式。

輔網(wǎng)網(wǎng)絡設計圖

2.3電源設置

在化學補給水機柜控制室、除灰機柜控制室、輸煤機柜控制室配置電源分配柜，就近對各子系統(tǒng)控制柜和遠程I/O柜進行供電管理。電氣來雙路獨立交流220V電源，分供UPS和機柜作為直流電源模塊及部分開關(guān)量輸出的電源。所以當其中一路電源出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動切換至另一路，保證正常工作并發(fā)出電源故障報警，以便維護人員及時維修。

電源分配原理圖

2.4系統(tǒng)接地

系統(tǒng)良好的接地能降低信號干擾，保證DCS信號可靠性。設計機柜電磁浮空狀態(tài)，I/O信號電纜屏蔽單側(cè)接入控制柜接地點，遠程機柜就近接地點接地，其他設備不能通過DCS系統(tǒng)地接地。機柜安裝就位和系統(tǒng)送電前，必須經(jīng)過接地電阻和絕緣測試，接地電阻<1Ω對地絕緣電阻>2MΩ，合格后放可送電調(diào)試。

3軟件設計和分組

合理地進行上位機軟件設計，統(tǒng)一上位機監(jiān)控界面，使各輔助系統(tǒng)具有統(tǒng)一的風格，統(tǒng)一的操作方式，并能合理、靈活地進行切換和調(diào)用，將使整套輔助網(wǎng)絡控制系統(tǒng)受到電廠的歡迎。輔網(wǎng)LN2000DCS系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、控制、聯(lián)鎖功能，以滿足各種運行工況的要求，確保系統(tǒng)安全、高效地運行。整個系統(tǒng)可包括以下子系統(tǒng)：

• 水系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡

• 輸煤系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡（包括廠外輸煤部分）

• 灰系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡

• 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡

• 空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡

• 輔助車間集中監(jiān)控網(wǎng)絡

• 人--機接口（MMI）

• 數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)

• 遠程I/O站

• 與其它控制系統(tǒng)接口

3.1化水控制部分

   設置水點監(jiān)控網(wǎng)絡，在補給水車間控制室設置就地水系統(tǒng)監(jiān)控點操作員站，構(gòu)建水網(wǎng)就地集中監(jiān)控網(wǎng)。水點監(jiān)控網(wǎng)絡通過冗余通訊接口接入輔網(wǎng)。納入水網(wǎng)的系統(tǒng)有：

• 鍋爐補給水處理系統(tǒng)

• 循環(huán)水石灰處理系統(tǒng)

• 工業(yè)廢水處理系統(tǒng)

• 綜合水泵房系統(tǒng)

• 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)

• 廠外取水泵房

本工程共有4個廠外取水泵房，離廠區(qū)較遠（約15km），采用光纖加遠程I/O控制方式，在鍋爐補給水控制系統(tǒng)進行監(jiān)控。

以下為部分控制流程圖：

補給水系統(tǒng)

綜合水泵房系統(tǒng)

石灰石過濾系統(tǒng)

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)

3.2輸煤控制部分

設置煤點控制網(wǎng)絡，本工程的輸煤系統(tǒng)就地監(jiān)控點設在輸煤綜合樓輸煤程控室。輸煤控制系統(tǒng)的控制機柜分別布置在就地設備附近或輸煤綜合樓控制室內(nèi)，通過通訊接口與煤網(wǎng)通訊，煤網(wǎng)再與輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)通訊，全部實時數(shù)據(jù)、監(jiān)視畫面送到輔助車間集中監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)，在集控室的輔網(wǎng)操作員站上可對其進行監(jiān)控。在輸煤控制室內(nèi)設置維護檢修、事故處理和調(diào)試時使用的就地人機接口設備，完成對輸煤系統(tǒng)的監(jiān)控，最終實現(xiàn)就地無人值班。煤點監(jiān)控網(wǎng)絡通過冗余通訊接口接入輔網(wǎng)。納入煤點的系統(tǒng)有：

• 廠外輸煤系統(tǒng)

• 廠內(nèi)輸煤系統(tǒng)

• 含煤含油廢水處理系統(tǒng)

• 煤泥輸送系統(tǒng)

以下為部分控制流程圖：

廠內(nèi)輸煤

廠外輸煤

煤泥系統(tǒng)

3.3除灰控制部分

設置灰點監(jiān)控網(wǎng)絡，在除灰控制室設置就地灰系統(tǒng)監(jiān)控點操作員站，構(gòu)建灰網(wǎng)就地集中監(jiān)控網(wǎng)。納入灰網(wǎng)的系統(tǒng)有：

• 氣力除灰系統(tǒng)

• 布袋除塵系統(tǒng)

以下為部分控制流程圖：

氣力除灰系統(tǒng)

布袋除塵系統(tǒng)

3.4凝結(jié)水精處理控制部分

凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)包含汽水取樣、化學加藥的監(jiān)控。在煤倉間6.3米層凝結(jié)水精處理控制室設上位機操作員站。凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)通過冗余通訊直接接入輔網(wǎng)，可在精處理操作員站或化水控制室操作。

3.5空調(diào)系統(tǒng)控制部分

空調(diào)控制系統(tǒng)包括集控室及電子設備間空調(diào)系統(tǒng)、主廠房通風、采暖加熱站的控制。通過冗余通訊直接接入輔網(wǎng)，可在集控室輔網(wǎng)操作員站進行監(jiān)控。