用户
华能上海石洞口第一电厂,隶属于华能国际电力股份有限公司,系我国"七五"期间重点能源建设工程项目,全国特大型企业,上海电网第一座超百万容量的现代化港口电站,装有4台30万千瓦改进型发电机组。
挑战
华能上海石洞口第一电厂除灰系统主要由仓泵出灰和灰库等系统构成,系统控制由PLC完成。原除灰系统设计理念陈旧,模拟量信号少,自动化水平较低,运行人员长期手动操作,无法对现场设备提出控制要求。由于历史原因,除灰控制系统原先也并不属于热控管辖范围。
2008年工厂决定对除灰控制系统进行一次改造,由热控部门管辖。改造范围囊括了四台炉的气力输灰、灰库、灰浆系统和上位机HMI部分。控制系统改造完成后,相应地,就地设备也需要进行进一步完善。通过对就地设备的考察,工厂决定增加库顶风机压差信号,库底流化风机和斜槽流化风机的压力信号。但在灰库上铺设电缆十分困难,增加有线仪表的方案不可行。
方案
针对石洞口电厂的实际情况,艾默生提出采用智能无线技术为用户解决问题。解决方案中由智能无线网关1420和智能无线压力变送器3051S组成智能无线网络,变送器分别安装在除灰系统灰库的库顶风机、库底流化风机和斜槽流化风机监测风机的压差和压力信号。无线网关将所有测量值通过OPC集成到上位机罗克韦尔PLC中,并使用罗克韦尔通用HMI人机界面。
项目包括:
罗斯蒙特(Rosemount)3051S、无线变送器1420、智能无线网关没有了电缆线,无线仪表的安装十分简单。仅需将压力变送器的螺纹式过程接口与风机出入口管线连接即可。与常规方式相比,人工、电缆和穿线管等费用大大节省,安装时间也大大缩短。
1420无线网关是无线设备和现有控制系统之间的接口,连接方式主要有ModbusRS485,ModbusTCP/IP或OPC。改造后的除灰控制系统使用罗克韦尔AB系列PLC,PLC中没有空余的RS485接口,因此本方案我们采用OPC的通讯方式。
无线网络的配置也十分简单,包括现场设备和网关的配置。现场设备的配置主要是设置网络准入密码(JoinKey)、网络标识(NetworkID)及数据刷新速率等。可以使用无线网关的默认值,也可以根据实际需要确定。这些参数的设定可以使用艾默生手操器(型号为475),也可以使用随机配备的无线配置软件(AMSWirelessConfigurator)进行。
网关的配置通过登陆网关内嵌IE浏览器进行,登陆后进入组态界面可对网关和无线网络进行设置。在组态界面中Setup->HART->Device中设置仪表参数,在Setup->OPC中设置要映射上传到上位机的变量。整个过程较简洁。
在PLC控制系统一侧,只需在罗克韦尔HMI软件FactoryTalkViewStudio中新建OPC,并选择EmersonProcess.GatewayOPCServerDA.3,在HMI软件中运行TagBrowser并新建Tag点,然后与网关中新建OPC中的Tag点进行连接并进行HMI画面组态,就能正确显示测量值。
在完成现场设备安装和简单的配置后,1420网关接通24VDC电源,变送器装上电池,整个无线网络很快自动上线。该项目从2009年12月投入运行至今,测量结果准确稳定,无线网络设备运行正常,实现了除灰系统的自动化监测,大大改善了除灰系统的管理。该项目也成为上海电力系统运用智能无线新技术的第一个样板工程。
结果
解决了除灰系统设备改造的电缆铺设困难问题安装与调试完全由客户完成,耗时极短无线网络与PLC上位机通过OPC无缝集成,组态方便电厂除灰系统中灰库风机的压力和差压监测。
展望
“无线产品的优点是明显的,首先是费用的节省,就地施工的费用包括人工、电缆、穿线管都可以省却;也不需要购买模拟量卡件;施工及调试的时间也大大缩短。”
“随着无线设备及无线电力输出技术的产生和发展,人们从前担心的可靠性、安全性和电池寿命等问题都得到解决。这些技术已经被广泛使用,越来越被认可,甚至作为一种标准得到逐步加强”
谢俊雄 马浩
华能上海石洞口第一电厂热控专业