利用DCS軟件對水膠球清洗裝置進(jìn)行自動控制設(shè)計

潘宏遠(yuǎn)

（徐州華潤電力有限公司，江蘇徐州 221000）

0 引言

現(xiàn)有膠球清洗系統(tǒng)可在就地控制柜進(jìn)行操作，依靠控制柜內(nèi)施耐德小型PLC 實現(xiàn)膠球清洗的程控和就地控制。運行人員在DCS 畫面無法監(jiān)視膠球清洗系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)。

利用DCS 軟件對膠球清洗裝置進(jìn)行自動控制邏輯設(shè)計，解決了膠球裝置無法遠(yuǎn)程控制的問題，降低了操作人員的勞動強度，提高了工作效率和設(shè)備的自動化水平。

1 膠球清洗裝置工作原理

膠球清洗裝置的基本工作原理是膠球借助循環(huán)水的流動在凝汽器冷卻水管內(nèi)部通過，回到安裝在出口母管上的網(wǎng)板，在膠球泵的作用下不斷循環(huán)。在膠球的反復(fù)擦拭作用下，能有效地去除冷卻水管內(nèi)壁的污垢，提升冷卻水管的傳熱性能，提高凝汽器真空度，以達(dá)到降低熱損耗的目的。膠球清洗裝置的簡易流程如圖1 所示。

2 膠球清洗裝置運行概述

改造后膠球清洗裝置主要由膠球泵、收球網(wǎng)、集球器和差壓測量單元組成。該設(shè)備的運行流程：開啟膠球泵→浸球（時間根據(jù)自身狀態(tài)選擇）→集球器打開膠球清洗裝置開始正常清洗→壓差達(dá)到設(shè)定值→集球器關(guān)閉→60 min 收球網(wǎng)板打開反洗→15 min 后，收球網(wǎng)關(guān)閉→集球器打開，膠球清洗裝置進(jìn)行正常清洗。

基本位：膠球泵停，收球網(wǎng)關(guān)，集球閥關(guān)。每次投球前將系統(tǒng)處于基本位。

圖1 膠球清洗裝置的簡易流程

圖2 設(shè)備操作對話框

3 膠球清洗裝置手自動邏輯設(shè)計

根據(jù)設(shè)備運行情況及運行人員要求設(shè)計相關(guān)手自動邏輯。膠球清洗裝置在操作畫面設(shè)置手自動切換按鈕，運行人員根據(jù)實際需求選擇合適的操作方式。

手動控制模式可根據(jù)現(xiàn)場運行狀況隨時啟停。自動控制時，在收球網(wǎng)前后差壓>15 kPa 或者膠球清洗裝置已運行168 h信號來時，系統(tǒng)自動投入運行。在膠球清洗裝置走程控之前用此邏輯實現(xiàn)手自動狀態(tài)的確認(rèn)，例如當(dāng)膠球清洗裝置已運行168 h，則關(guān)閉集球閥，收球120 min，膠球泵停止，最后打開收球網(wǎng)。以上步驟完成則STEP 塊輸出自動狀態(tài)至程控邏輯。“手動狀態(tài)”指令會復(fù)位計數(shù)塊，則DSFT 塊選擇輸出1，由于在手動狀態(tài)，STEP 塊（塊號21）的啟動指令條件不滿足，即膠球清洗裝置投入手動運行。當(dāng)自動狀態(tài)運行時，計數(shù)模塊會開始數(shù)，此時DSFT 塊選擇跟蹤STEP 塊（塊號38）的End 指令，自動運行結(jié)束指令來后，作為自動狀態(tài)的啟動指令，從而實現(xiàn)自動狀態(tài)的連續(xù)。

4 膠球清洗裝置自動控制邏輯

膠球泵，收球網(wǎng)執(zhí)行器和集球閥采用的是短指令，在DEVICE塊發(fā)出2 s 的指令，反饋到達(dá)后操作隨之完成。開關(guān)量信號僅有一個單指令，即信號為1 時，泵或執(zhí)行器啟動，信號為0 時停止。

膠球清洗裝置的自動控制邏輯采用程控設(shè)計思想。不論是手動還是自動都由DEVICE 操作塊發(fā)出指令，指令經(jīng)過STEP塊輸出相應(yīng)信號，通過頁間開關(guān)量輸出塊XPgDO 來實現(xiàn)順序啟停設(shè)備。自動投運發(fā)出1 s 脈沖或者運行結(jié)束自動投運，作為STEP 塊（塊號為1）的啟動信號指令。例如在差壓達(dá)到15 kPa，收球網(wǎng)執(zhí)行器已關(guān)，且自動投運三個條件都滿足后，STEP 塊（塊號為1）輸出關(guān)集球閥指令。由手自動控制邏輯發(fā)出的信號作為膠球清洗裝置自動控制的啟動指令，指令經(jīng)過STEP 塊（塊號為1）按照運行人員的要求自動進(jìn)行。在膠球清洗裝置恢復(fù)到原來的狀態(tài)后，即完成一次自動反洗。在STEP 塊中設(shè)置報警點，且各開關(guān)量和模擬量的點增加歷史趨勢。便于運行人員對設(shè)備的監(jiān)視和設(shè)備出故障時排查原因。自動停運的控制邏輯也是同樣的道理。

5 畫面設(shè)計

為設(shè)備設(shè)計單獨操作對話框，對話框如圖2 所示。根據(jù)運行操作需求，在循環(huán)水系統(tǒng)畫面中制作本裝置的操作框。畫面簡潔明了，又不影響循環(huán)水泵等主要設(shè)備的監(jiān)視與操作。

6 改造效果

（1）運行人員可以直觀地在DCS 上監(jiān)視和控制設(shè)備，方便檢修人員維護(hù)和檢修設(shè)備。

（2）增加報警點和歷史趨勢，便于運行人員對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)視和故障原因分析。

（3）膠球清洗裝置的自動運行，減少了操作人員的工作強度，保證了凝汽器真空度和汽輪機熱效率，機組可以安全穩(wěn)定地運行。

7 結(jié)束語

利用DCS 軟件對膠球清洗裝置進(jìn)行了自動控制邏輯設(shè)計，解決了膠球清洗裝置無法遠(yuǎn)程控制的問題，保證了凝汽器的安全高效運行?？刂葡到y(tǒng)維護(hù)方便，控制穩(wěn)定，與主機設(shè)備類似，降低備件的庫存。整套清洗裝置邏輯設(shè)計完成后，確保了膠球清洗裝置可根據(jù)運行狀況自動運行，提高了凝汽器的換熱效率，保障機組的安全運行。