一种机组单元供水控制系统优化方法与流程

1.本发明属于发电厂机组单元设备技术领域，涉及仪表空气系统的改性技术，具体涉及一种火电厂机组单元仪表空气系统的空压机控制器改型方法。


背景技术：

2.随着火电厂发电任务从基荷型向调峰型转变，现有已建成火电站各机组单元的供水控制系统普遍存在改型问题。一单元供水系统plc控制设备为上世纪90年代产品，设备老化情况严重，目前运行故障率高，通讯不稳定，且上位机操作界面不友好，设备配置繁琐，不能实现现场设备的集中控制，难以实现火电厂生产中对调峰型发电任务的尝试性技术探索。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种机组单元供水控制系统优化方法，以实现供水控制系统的科学控制和优化配置，提高供水控制系统稳定性；同时实现现场设备的集中控制，以便优化人员配置，提质增效，提升火电厂自动化控制水平。
4.本发明技术构思在于，通过对发电机组单元的供水控制系统进行优化改进，采用小型plc控制器，自主编写上位机控制程序及人机交互界面。
5.本发明提供的技术方案是一种机组单元供水控制系统优化方法，该方法包括以下步骤：
6.步骤10，更换待优化机组单元供水控制系统的控制模块为plc控制模块，在所述待优化机组单元以及其相邻机组单元设置人机交互设备；将所述待优化机组单元供水控制系统的管网引入所述相邻机组单元的供水池，并设置受所述plc控制模块控制阀门；
7.步骤20，配置所述plc控制模块的控制逻辑；
8.步骤30，配置所述待优化机组单元以及其相邻机组单元的人机交互设备；所述配置使得所述待优化机组单元的第一人机交互设备从所述plc控制模块接收其就地设备的状态信号，并且向所述plc控制模块发送其就地设备的控制信号；所述配置使得所述相邻机组单元的第二人机交互设备输出所述第一人机交互设备的全部或者部分显示信息。
9.进一步的改进在于，实施步骤10时，根据待优化机组单元供水控制系统就地设备全部输入输出点位选择plc控制模块；使用所述plc控制模块替换待优化机组单元供水控制系统的控制模块；所述plc控制模块与所述第一人机交互设备和第二人机交互设备之间的通信链路包括光纤连接。
10.进一步的改进在于，步骤20所述控制逻辑包括：
11.当所述相邻机组单元的底灰系统需要排渣用水时，将所述待优化机组单元的供水池储水打至所述相邻机组单元的供水池使用；当所述相邻机组单元的底灰系统不需要排渣用水时，将所述待优化机组单元多余的废水打至本机组单元供水池储水。
12.进一步的改进在于，所述待优化机组单元供水控制系统的就地设备被设计为至少
包括溢流泵a、溢流泵b、溢流泵b出口门v1、溢流泵b至相邻机组单元供水池联络门v2、溢流泵b至本机组单元供水池补水门v3、本机组单元供水池至溢流池补水门v4、溢流池液位计l1和本机组单元供水池液位计l2。
13.进一步的改进在于，步骤20所述控制逻辑包括：
14.设置溢流泵控制模式位寄存，所述溢流泵控制模式包括溢流泵自动档和溢流泵自动档；
15.设置溢流泵前置选择位寄存，所述溢流泵前置选择包括溢流泵a前置和溢流泵b前置；
16.设置溢流池补水门模式位寄存，所述溢流池补水门模式包括补水门自动档和补水门手动挡。
17.进一步的改进在于，步骤20所述控制逻辑包括：仅当所述溢流泵前置为溢流泵b前置，并且，接收到的溢流泵b允许自动运行信号时，所述溢流泵控制模式才被允许切入溢流泵自动档。
18.进一步的改进在于，产生所述溢流泵b允许自动运行信号至少同时满足以下条件：
19.条件1，溢流泵b出口门v1处于开启状态；
20.条件2，溢流泵b至相邻机组单元供水池联络门v2或者溢流泵b至本机组单元供水池补水门v3必须有一个处于开启状态。
21.进一步的改进在于，当所述溢流池补水门模式处于补水门自动档时，所述plc控制模块的控制逻辑包括：
22.溢流泵a、溢流泵b、溢流泵b出口门v1、溢流泵b至相邻机组单元供水池联络门v2、溢流泵b至本机组单元供水池补水门v3、本机组单元供水池至溢流池补水门v4
23.当溢流泵a前置时，溢流泵b至本机组单元供水池补水门v3不自动动作；当溢流泵b前置并处于运行状态，并且，溢流泵b出口门v1关闭时，本机组单元供水池至溢流池补水门v4根据一个逻辑自动运行。
24.进一步的改进在于，所述本机组单元供水池至溢流池补水门v4自动运行的逻辑包括：
25.当溢流池水位小于第一高度时，开启本机组单元供水池至溢流池补水门v4；
26.当溢流池水位大于第二高度时，关闭本机组单元供水池至溢流池补水门v4；
27.当溢流泵前置选择切换为溢流泵a前置，或者，溢流泵b前置但没有运行或停止运行时，关闭本机组单元供水池至溢流池补水门v4；
28.其中，
29.第一高度小于第二高度。
30.进一步的改进在于，满足本机组单元供水池至溢流池补水门v4其开启或者关闭的切换条件时，延后一个时间执行该开启或者关闭动作。
31.本发明提供的空压机控制器改型方法，其技术效果包括但不限于：适合应用于现场plc系统老化，导致发电机组单元供水控制系统设备安全运行风险大大增加，急需改进升级的场合。升级plc控制器，实现供水系统的科学控制和优化配置，大幅提高供水系统稳定性及可靠性；通信方式由modbus plus等串行电缆升级为光纤通讯，可以将操作画面并入二单元除灰控制系统，从而实现现场设备的集中控制。
附图说明
32.图1为本发明一实施例中经过一种机组单元供水控制系统优化方法改进后的供水控制系统的系统结构示意图；
33.图2为图1中供水控制系统的就地设备的供水管网结构示意图；
34.图3为图1中供水控制系统的第一人机界面和第二人机界面输出的显示信息。
具体实施方式
35.首先需要说明的是，本发明主要解决的问题是对供水plc控制系统进行改造，安装plc控制器及配套设备，编写上位机控制程序及控制显示画面，实现供水系统的科学控制和优化配置，从而提高供水系统的稳定性、可靠性。要实现以上发明需将原plc控制系统设备拆除，增加新的plc控制柜，编写上位机控制程序，完成设备的调试工作。本发明一些实施例的优化方法同时将一单元供水操作画面引入二单元除灰控制室，从而实现现场设备的集中控制。
36.本实施例中提供一种机组单元供水控制系统优化方法，具体对现有火电厂一单元(机组单元)的供水控制系统进行优化。本实施例中作为进一步的说明可能涉及对类似部件的不同描述，本文中如非特别说明相同符号代表相同或者近似的部件。
37.本实施例中，一单元包含1、2号两台发电机，参考图2，一单元的供水控制系统包含溢流泵a、溢流泵b的运行控制，供水池液位和溢流池液位的采集，以及供水管路中包括补水门在内的若干阀门的控制,全部控制由plc控制器实现。
38.要实现一单元的供水控制系统的升级，首先需要将原plc控制架构完全拆除，重新安装新plc控制模块及配套设备。同时编写上位机控制逻辑和操作画面。从而实现一单元供水控制系统优化升级。一单元供水就地控制设备通讯光缆敷设、调试时，敷设通讯光缆并熔接光纤，安装光电装换器，敷设通讯网线，通过光缆将交换机与plc通讯模件相连接；光电转换根据单/多模光纤类型选定，一单元原供水控制系统中是一根双绞线(三个通道传输)，参考图1，优化后采用网线(电口)
‑
(电转光)光缆(光转电)
‑
网线(电口)，同样通过一根线缆实现通信连接(单模光纤，单口收发)。敷设供水系统上位机至供水系统交换机网线，实现上位机与plc控制器的连接。
39.实施本实施例机组单元供水控制系统优化方法获得的参考图1、图2、图3的新的供水控制系统，该方法包括以下步骤10至30。
40.步骤10，更换待优化机组单元供水控制系统的控制模块为plc控制模块，在所述待优化机组单元以及其相邻机组单元设置人机交互设备；将所述待优化机组单元供水控制系统的管网引入所述相邻机组单元的供水池，并设置受所述plc控制模块控制阀门。
41.考虑一个优选的实施，为实现更好的技术效果，实施步骤10时，根据待优化机组单元供水控制系统就地设备全部输入输出点位选择plc控制模块；使用所述plc控制模块替换待优化机组单元供水控制系统的控制模块；所述plc控制模块与所述第一人机交互设备和第二人机交互设备之间的通信链路包括光纤连接。
42.具体的，本实施例中，待优化机组单元供水控制系统的就地设备被设计为至少包括溢流泵a、溢流泵b、溢流泵b出口门v1、溢流泵b至相邻机组单元供水池联络门v2、溢流泵b至本机组单元供水池补水门v3、本机组单元供水池至溢流池补水门v4、溢流池液位计l1和
本机组单元供水池液位计l2。
43.具体的，步骤10包括通信回路搭建：将plc控制柜停电，安装施耐德系列plc底板、cpu、i/o子模件、通讯模件；利用旧控制电缆完成就地设备与i/o子模件接线；敷设通讯光缆并熔接光纤，安装光电装换器，敷设通讯网线，通过光缆将交换机与plc通讯模件相连接；敷设供水系统上位机至供水系统交换机网线，实现上位机与plc控制器的连接，便于作为人机交互设备的上位机监视就地设备状态；将控制器及模件上电，led状态灯显示正常，具备逻辑程序组态和下装条件。
44.步骤20，配置所述plc控制模块的控制逻辑。步骤20所述控制逻辑包括：当所述相邻机组单元的底灰系统需要排渣用水时，将所述待优化机组单元的供水池储水打至所述相邻机组单元的供水池使用；当所述相邻机组单元的底灰系统不需要排渣用水时，将所述待优化机组单元多余的废水打至本机组单元供水池储水。
45.具体的，本步骤中，对火电厂一单元c供水控制系统就地设备的数字量、模拟量点位统计及点表设计及控制设备梳理及设备供电方式改造统计，根据就地设备全部输入输出点位和控制逻辑配置所述plc控制模块。
46.优选的，本实施例中，步骤20所述控制逻辑包括：仅当所述溢流泵前置为溢流泵b前置，并且，接收到的溢流泵b允许自动运行信号时，所述溢流泵控制模式才被允许切入溢流泵自动档。
47.优选的，本实施例中，步骤20所述控制逻辑包括：
48.设置溢流泵控制模式位寄存，所述溢流泵控制模式包括溢流泵自动档和溢流泵自动档；
49.设置溢流泵前置选择位寄存，所述溢流泵前置选择包括溢流泵a前置和溢流泵b前置；
50.设置溢流池补水门模式位寄存，所述溢流池补水门模式包括补水门自动档和补水门手动挡。
51.优选的，本实施例中，产生所述溢流泵b允许自动运行信号至少同时满足以下条件：
52.条件1，溢流泵b出口门v1处于开启状态；
53.条件2，溢流泵b至相邻机组单元供水池联络门v2或者溢流泵b至本机组单元供水池补水门v3必须有一个处于开启状态。
54.优选的，本实施例中，当所述溢流池补水门模式处于补水门自动档时，所述plc控制模块的控制逻辑包括：
55.当溢流泵a前置时，溢流泵b至本机组单元供水池补水门v3不自动动作；当溢流泵b前置并处于运行状态，并且，溢流泵b出口门v1关闭时，本机组单元供水池至溢流池补水门v4根据一个逻辑自动运行。
56.优选的，本实施例中，所述本机组单元供水池至溢流池补水门v4自动运行的逻辑包括：
57.当溢流池水位小于第一高度时，开启本机组单元供水池至溢流池补水门v4；
58.当溢流池水位大于第二高度时，关闭本机组单元供水池至溢流池补水门v4；
59.当溢流泵前置选择切换为溢流泵a前置，或者，溢流泵b前置但没有运行或停止运
行时，关闭本机组单元供水池至溢流池补水门v4；
60.其中，
61.第一高度小于第二高度。
62.优选的，本实施例中，满足本机组单元供水池至溢流池补水门v4其开启或者关闭的切换条件时，延后一个时间执行该开启或者关闭动作。
63.示范的，一个plc控制模块的控制逻辑绘制过程包括：根据通讯控制器的硬件配置在供水系统上位机逻辑软件unity pro 2.3中添加硬件组态，配置通讯模件地址；按照供水系统就地设备控制策略和要求，在逻辑软件unity pro 2.3中分配点表，绘制梯形图逻辑。
64.逻辑流程说明：该程序主要实现了供水系统两台溢流泵、供水池及溢流池液位、以及相关阀门的手自动控制。本实施例示范的给出部分具体配置：
65.溢流泵a手动启动无条件；b溢流泵手动启动时溢流泵出口门必须开启，并且至一期供水池补水门或至二期供水池联络门必须有一个开启；
66.溢流泵投入自动前必须先选择前置泵，选择溢流泵a投自动时无条件；选择b溢流泵投自动时必须有b溢流泵自动允许指示灯信号，
67.允许条件1、溢流泵b出口门v1开信号；
68.允许条件2、至一期供水池补水门v2或至二期供水池联络门v3必须有一个开启。
69.溢流池补水门投自动后逻辑如下：溢流泵a前置时，溢流池补水门v3不自动动作；b泵前置并运行，并且溢流泵出口门v1关，溢流池补水门v4才参与控制；溢流泵b前置并运行时，溢流池水位小于5.4米自动开补水门(延时5秒执行)；溢流泵b前置并运行时时，溢流池水位大于5.9米自动关补水门(延时5秒执行)；切换为溢流泵a前置，或者溢流泵b前置但没有运行或停止运行时自动关补水门v4。编译并下装逻辑组态，检查控制器状态灯是否正常，逻辑监视正常，确认供水系统上位机采集数据与就地设备现实数据一致无误。
70.步骤30，配置所述待优化机组单元以及其相邻机组单元的人机交互设备；所述配置使得所述待优化机组单元的第一人机交互设备从所述plc控制模块接收其就地设备的状态信号，并且向所述plc控制模块发送其就地设备的控制信号；所述配置使得所述相邻机组单元的第二人机交互设备输出所述第一人机交互设备的全部或者部分显示信息。
71.具体的，本实施例中一单元的第一人机交互设备和二单元的第二人机交互均为供水系统上位机，本实施例通过以下方法制作其操作画面：在上位机画面软件intouch 9.5中编辑一单元供水系统上位机设备监视画面，并同步至二单元底灰系统上位机；监视画面参考图3。编辑采集数据建立趋势组，便于对采集数据进行横向比对，并进行历史追溯；当采集的实时数据满足一定逻辑条件时，上位机画面设备颜色高亮显示，并触发声光报警；
72.优选的，本实施例中，执行步骤20后，即进行一单元供水控制系统设备调试及保护联锁试验。一单元供水控制系统改造完成后，将大幅提高控制系统稳定性，有利于供水系统设备的可靠运行。一单元供水控制系统改造完成后，解决一单元供水系统plc设备老旧、通讯不稳定、编程软件操作不直观等诸多问题；将控制画面并入二单元除灰控制室，优化了运行人员配置，节省了人工成本，从根本上提升了一单元供水控制系统的安全性和稳定性
73.创新点如下：
74.1、上位机与plc间通讯方式由双绞线串口升级为光纤通讯，更加稳定可靠；敷设通讯光缆并熔接光纤，plc无法直接连接光纤，所以需要安装光电装换器，将光线信号转换成
网线信号，敷设通讯网线，通过光缆将交换机与plc通讯模件相连接；
75.2、实现了供水plc控制系统和底灰plc控制系统的融合及网络互联互通，为plc系统集中一体化控制和监视提供了方案；将一单元供水操作画面引入二单元除灰控制室底灰系统操作画面，从而实现现场设备的集中控制，对于优化人员配置，提质增效，提升全厂自动化控制水平具有重要意义。
76.容易理解，本实施例中系统作用包括：为优化二单元冲渣用水调度，将一单元供水池作为二单元供水池的扩展，二单元水池多余的水暂时储存在一单元供水池里；当二单元底灰系统需要排渣用水时，将一单元供水池储水用溢流泵b打至二单元供水池使用；当二单元底灰系统暂时不需要排渣用水时，将一单元多余的废水用溢流泵a打至一单元供水池储水。
77.本发明至少一个实施例以火电厂一单元为例说明了本发明的技术效果。这些一单元供水控制系统plc控制设备为施耐德上世纪90年代产品，设备老化情况严重，目前运行故障率高，通讯不稳定，且上位机操作界面不友好，设备配置繁琐。现计划对一单元供水控制系统进行优化改进，采用小型plc控制器，自主编写上位机控制程序及控制显示画面，实现供水控制系统的科学控制和优化配置，可以大幅提高供水控制系统稳定性；同时将操作画面引入二单元除灰控制室，从而实现现场设备的集中控制，对于优化人员配置，提质增效，提升全厂自动化控制水平具有重要意义。容易看出这些实施例中，对供水plc控制系统进行改造，安装plc控制器及配套设备，编写上位机控制程序及控制显示画面，实现供水系统的科学控制和优化配置，从而提高供水系统的稳定性、可靠性。要实现以上发明需将原plc控制系统设备拆除，增加新的plc控制柜，编写上位机控制程序，完成设备的调试工作。同时将一单元供水操作画面引入二单元除灰控制室，从而实现现场设备的集中控制。