基建調(diào)試期電廠輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用

趙強(qiáng)盛

摘要： 隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的完善成熟，越來越多的電廠由點(diǎn)到面的應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，從輔機(jī)系統(tǒng)逐漸到主機(jī)系統(tǒng)過度。新技術(shù)的應(yīng)用改變了輸煤系統(tǒng)的傳統(tǒng)狀況。通過基建調(diào)試期總線技術(shù)的安裝應(yīng)用總結(jié)，完善總線技術(shù)在輸煤系統(tǒng)后期的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：總線技術(shù)、電廠、輸煤系統(tǒng)

目前國內(nèi)輸煤系統(tǒng)的特點(diǎn)是設(shè)備繁多、測點(diǎn)分散、小系統(tǒng)眾多等，給人的第一印象是雜、亂、遠(yuǎn)。針對上述兄弟電廠存在的普遍問題，京能十堰熱電依據(jù)逐漸成熟的現(xiàn)場總線技術(shù)，在設(shè)計(jì)施工過程中充分考慮設(shè)備的性能特點(diǎn)、后期的擴(kuò)建、維護(hù)等要求，對輸煤系統(tǒng)存在的問題優(yōu)化解決，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化智能輸煤系統(tǒng)的應(yīng)用。十堰熱電輸煤系統(tǒng)依靠山體而建，高低落差整體接近100米、單側(cè)皮帶長度接近1300米，分為卸煤段和上煤段，原煤儲(chǔ)存在煤筒倉。卸煤段分汽車卸煤和火車卸煤，滿足同時(shí)運(yùn)行條件。上煤段分筒倉存煤上煤和汽車、火車卸煤直接上側(cè)煤倉。系統(tǒng)整體的設(shè)備配置情況基本符合輸煤的傳統(tǒng)特點(diǎn)?？刂撇捎肞ROFIBUS DP現(xiàn)場總線，與主控用相同操作系統(tǒng)科遠(yuǎn)NT6000，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集卡為湖南先步基地式智能控制器。系統(tǒng)配套除塵抑塵設(shè)備，力爭杜絕輸煤環(huán)境的臟亂，就地設(shè)備的所有保護(hù)測點(diǎn)都上傳，做到監(jiān)視無死角，打造智能的現(xiàn)代化輸煤系統(tǒng)。

1.設(shè)備安裝、電纜敷設(shè)

設(shè)備安裝初期，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和就地設(shè)備的實(shí)際性能，結(jié)合DP總線電纜敷設(shè)的特點(diǎn)，合理布置就地設(shè)備的控制柜，滿足DP總線電纜依次連接的敷設(shè)要求。以7A皮帶為例，該皮帶屬于上煤段皮帶，皮帶配套保護(hù)裝置、除鐵器、頭尾部的除塵抑塵、入爐煤采樣、皮帶三通裝置、皮帶秤等。設(shè)備繁多且分散布置在200多米的皮帶沿線，針對現(xiàn)場的實(shí)際情況否定了部分設(shè)計(jì)院的電纜敷設(shè)路線，以設(shè)備安裝位置確定電纜走向。皮帶沿線設(shè)備跑偏、拉繩、撕裂等保護(hù)全部通過總線采集卡實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)傳，其它配套的獨(dú)立設(shè)備通過自帶的總線接口連接。實(shí)現(xiàn)全部測點(diǎn)、信號(hào)的傳輸控制。

電纜敷設(shè)共分三部分：1.設(shè)備的動(dòng)力電纜、2.設(shè)備的信號(hào)電纜通過基地控制器傳輸，電纜直接敷設(shè)到安裝在設(shè)備附近的總線采集卡上、3.用DP電纜按網(wǎng)段劃分和物理層定義的地址把所有總線接口的設(shè)備連接起來。按此三部，整個(gè)輸煤系統(tǒng)繁雜的設(shè)備相當(dāng)于統(tǒng)一戶口歸檔。動(dòng)力線統(tǒng)一從已固定位置的PC間或MCC出線，電動(dòng)機(jī)安裝在哪，電纜敷設(shè)到哪，基本可以杜絕敷設(shè)過程中的電纜浪費(fèi)。設(shè)備的信號(hào)線長度取決總線采集卡的安裝位置，這個(gè)需現(xiàn)場確定實(shí)際位置。

對于總線電纜的敷設(shè)，相鄰的設(shè)備之間DP電纜敷設(shè)距離應(yīng)大于1m?？偩€設(shè)備需要避開就地的強(qiáng)電、變頻器等的干擾，所以在確定總線采集卡的位置時(shí)一定要避開這些，在不能避開的地方要保持3米以上的距離，以此為準(zhǔn)則確定總線采集卡的位置。在實(shí)際安裝中，部分安裝人員可能會(huì)忽視這些問題，調(diào)試過程中出現(xiàn)干擾問題時(shí)改動(dòng)工作量將非常大。以活化給料機(jī)的控制為例，設(shè)備控制箱帶變頻器存在干擾，總線采集卡在安裝過程中預(yù)先留夠抗干擾距離3米以上，防止變頻器對總線傳輸信號(hào)的干擾，同時(shí)總線分支的電纜槽盒必須采用隔斷，進(jìn)一步隔絕干擾?？偩€電纜敷設(shè)應(yīng)按信號(hào)電纜的的橋架要求敷線，如要與動(dòng)力線同槽盒必須加隔斷。嚴(yán)格要求DP總線電纜的敷設(shè)，將為后期的維護(hù)減少很多工作量。

2.信號(hào)采集、網(wǎng)絡(luò)冗余

以往的輸煤系統(tǒng)采用DCS/PLC控制，每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)置遠(yuǎn)程柜，環(huán)境相對電子間惡劣，溫差大，粉塵大。遠(yuǎn)程柜體積大很難達(dá)到防護(hù)等級。輸煤系統(tǒng)測點(diǎn)眾多、設(shè)備距離過于分散，需要的電纜跟卡件很多，傳統(tǒng)控制難保證所有測點(diǎn)都能及時(shí)采集。以皮帶拉繩、跑偏為例，因測點(diǎn)眾多電纜敷設(shè)量大，需要卡件的I/O通道多，只能匯總的信號(hào)傳輸，不能實(shí)時(shí)反映具體動(dòng)作的開關(guān)。短路、誤碰等很容易導(dǎo)致開關(guān)動(dòng)作。皮帶過長、全封閉的話，更不利于運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題部位。采用DP總線控制，將通過與DCS分散控制系統(tǒng)的總線接口相連，這些信號(hào)不再占用傳統(tǒng)的I/O模件。所有測點(diǎn)在就地先匯入總線采集卡，通過DP總線將所有采集卡連接，大大節(jié)省了電纜的敷設(shè)量，同時(shí)也節(jié)省I/O卡件的配置。同時(shí)將以往匯總的信號(hào)細(xì)分到單個(gè)動(dòng)作點(diǎn)，有此保障，可以實(shí)現(xiàn)早報(bào)警，早發(fā)現(xiàn)。對于如活化給料機(jī)、皮帶采樣機(jī)等獨(dú)立運(yùn)行設(shè)備，受制于輸煤系統(tǒng)的特點(diǎn)，傳統(tǒng)控制方式是只發(fā)送“啟動(dòng)”、“停止”指令，反饋“運(yùn)行”、“故障”等幾個(gè)狀態(tài)，很難真實(shí)、實(shí)時(shí)了解設(shè)備狀況。設(shè)備故障時(shí)也不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，不利于分析問題。采用總線方式的信號(hào)采集，可以保證所有信號(hào)實(shí)時(shí)無差別傳輸，確保運(yùn)行人員對設(shè)備的監(jiān)控。

信號(hào)的采集都?xì)w于就地，一對DP電纜上將傳輸N多的信號(hào)，為保障通訊的正常準(zhǔn)確，對傳輸信號(hào)的要求將提高，應(yīng)采用A、B冗余的網(wǎng)絡(luò)傳輸。確保某條總線問題是，網(wǎng)絡(luò)不中斷。DP總線電纜敷設(shè)長度要求小于400m，近距離的總線設(shè)備可以通過總線電纜直接傳輸回DPU柜的總線卡，遠(yuǎn)距離的應(yīng)采用光纖傳輸，同時(shí)保障A、B兩條冗余網(wǎng)絡(luò)的通訊正常。不僅DP總線、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，對于DPU的分配也應(yīng)充分考慮冗余，控制單條皮帶的A、B兩條網(wǎng)絡(luò)應(yīng)分配在不同的DPU內(nèi)，確保單個(gè)DPU柜主從DPU故障或網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)皮帶的運(yùn)行不受影響，設(shè)備不會(huì)失去監(jiān)視。具備條件的也應(yīng)將DP總線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視、報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)讲僮鳟嬅?，作為附加?nèi)容方便運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。

3.后期的設(shè)備添加、總線開放性

十堰熱電一期輸煤系統(tǒng)翻車機(jī)卸煤通道只有一條路徑。與相連接的1號(hào)、2號(hào)皮帶也是單條的，基建位置已預(yù)留，后期會(huì)依運(yùn)行情況添加。對于有新設(shè)備、新系統(tǒng)的后期增加投入，也要充分考慮預(yù)留總線通訊位置。翻車機(jī)室，一號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)站離控制室較遠(yuǎn)，通過光纖傳輸，提前預(yù)留后期的光纖。

依據(jù)采用的科遠(yuǎn)總線卡的設(shè)備掛接要求，最多不超過30個(gè)從站設(shè)備，對于后期總線設(shè)備的掛接限定了上限。在分配單條皮帶的控制設(shè)備時(shí)應(yīng)充分考慮總線傳輸?shù)哪芰?，避免過載造成傳輸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)丟失。具有開放連接功能，只要新設(shè)備具有DP接口，支持DP通訊都可以掛接在該網(wǎng)段上。后期有設(shè)備更新，改造等都可以確保設(shè)備的監(jiān)視到位。以輸煤棧橋的排污泵為例，傳統(tǒng)的控制是設(shè)備就地控制，需要人員就地定期巡視。像此類的帶電機(jī)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備很多。傳統(tǒng)控制方式很難滿足設(shè)備的遠(yuǎn)控要求，總線控制可以將有DP總線接口的電機(jī)馬達(dá)保護(hù)器全部連接起來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控，在電纜敷設(shè)上減少工作量。同時(shí)為后期再添加設(shè)備，總線控制的在此位置的應(yīng)用提供了充裕的擴(kuò)展位置。采用總線控制開放式接口，在滿足總線卡的掛接設(shè)備要求后，可任意掛接支持PROFEIBUS DP通訊協(xié)議，含DP通訊接口的新設(shè)備。在一號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)站及翻車機(jī)區(qū)域預(yù)留有1B、2B皮帶配套的設(shè)備及2號(hào)翻車機(jī)配套設(shè)備的位置。為后期設(shè)備的添加預(yù)留足夠的通道。

4.統(tǒng)一管理，建立臺(tái)賬

總線電纜敷設(shè)，設(shè)備的網(wǎng)段地址劃分，應(yīng)提前規(guī)劃路線，分配網(wǎng)段。安裝期間應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況隨時(shí)更新路線和優(yōu)化網(wǎng)段。在總線電纜敷設(shè)完成后應(yīng)建立初版的設(shè)備臺(tái)賬，包括設(shè)備的物理地址和總線地址以及電纜敷設(shè)的路線，方便調(diào)試期的維護(hù)。隨著調(diào)試進(jìn)度進(jìn)一步完善總線設(shè)備臺(tái)賬。在基建安裝調(diào)試期沒有建立完整臺(tái)賬，對于后期運(yùn)行時(shí)設(shè)備維護(hù)將很麻煩，所以依據(jù)調(diào)試情況進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)層的臺(tái)賬。同時(shí)對就地總線采集卡、總線設(shè)備標(biāo)記分別總線網(wǎng)段、網(wǎng)絡(luò)地址、物理地址的起始位置，DP總線電纜的敷設(shè)起始位置，并在調(diào)試期進(jìn)一步核對標(biāo)牌的正確性，以保證標(biāo)識(shí)的準(zhǔn)確性。

結(jié)束語

隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展完善、新設(shè)備的應(yīng)用，傳統(tǒng)的輸煤控制方式將變樣。繁、雜、亂的設(shè)備控制方式在將總線技術(shù)的應(yīng)用中完美解決?？偩€技術(shù)在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用已逐漸趨于成熟，但依然有待改進(jìn)的地方。以上是在輸煤系統(tǒng)安裝調(diào)試中總線技術(shù)的的應(yīng)用總結(jié)，為后期運(yùn)行期的維護(hù)提供方便。完善前期的安裝調(diào)試過程，才能更好的應(yīng)用在后期運(yùn)行中。

參考文獻(xiàn)

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