施耐德电气（中国）投资有限公司 何源 张世臣 王强军
摘要: 文章阐述了华电句容2×10000MW超超临界燃煤机组辅网控制系统的网络规划，以及采用采用施耐德Modicon QUANTUM 冗余PLC和Vijeo Citect监控软件的的设计方法、硬件配置和软件实现等内容。从机组运行情况看，辅网控制系统稳定可靠,能完全满足辅机工艺的控制要求,能为电厂的连续、稳定、安全运行提供保证,提高电厂效率。
关键词: 火电厂 BOP辅网 PLC 监控软件 数据库软件 1 前言 随着工业自动化技术的飞速发展，电厂辅控网系统自动化程度的不断进步。辅机自动化是数
字化火电厂不可缺少的组成部分，而辅机自动化的水平又是现代火力发电技术和管理水平的综合体现。PLC抗干扰能力强，可适应恶劣的工业现场环境，接口开放以及其应用场合广泛，市场占有量大等特点，非常适合电厂辅机控制一体化控制的需求。 2 项目概述 华电句容发电厂2x1000MW超超临界燃煤机组，位于南京和镇江之间沿江经济带，位于苏南负荷中心，近靠长江句容港深水码头，2013年发电。句容电厂两台百万千瓦机组完成发电量、发电利用小时数，在江苏省9家单位17台机组中均名列前茅。投入运行以来，辅网控制稳定可靠。
3 系统构成 3.1辅控网构架 句容电厂火电厂BOP辅网，设置水网、煤网、灰网、脱硫等子网络，子网间用千兆光纤连接，整个辅网设置集中控制室设，实现对水网、煤网、灰网、脱硫的集中监控。就地还设置有水网控制室，运煤控制室，灰渣控制室，脱硫控制室，各个子网可以独立运行，在辅网出现故障的情况下，不影响煤网、灰网、水网和脱硫岛的正常运行。交换机采用施耐德ConneXium工业管理型交换机。
水、煤、灰程控系统采用施耐德Unity quantum 140CPU67160热备plc系统。QuantumPLC冗余热系统主机和备用机采用完全相同的配置，即双机架、双电源、双CPU、双通讯模块，双机无扰切换。 水网、煤网、灰网、脱硫就地控制室内均设置工程师站和操作员站，供调试及就地操作使用。辅网集控室设置辅网工程师站和操作员站，服务器采用施耐德vijeo citect 无限点完整版监控软件，操作员站安装施耐德vijeo citect 无限点客户端软件，vijeo citect完整版监控软件直接通过辅网从plc获取数据，vijeo citect 客户端软件从服务上同步数据。vijeo citect完整版及客户端版均能实现数据冗余。辅网数据刷新频率快，操作反应及时。设置数据库服务器，装有施耐德Vijeo Historian数据库软件，实现与SIS系统通讯和辅助网报表功能。
3.2子系统概述 句容电厂全厂辅网设置水网、煤网、灰网、脱硫等子网络主要分为以下7大子系统。 1、锅炉补给水控制系统
锅炉补给水控制系统主要监控锅炉补给水处理（包括超滤、反渗透、离子除盐）、净水站系统、 生活污水系统、供氢站、循环水加氯系统、机组排水以及雨水泵房等系统。采用3套quantum plc，设置4个就地工程师/操作员站，就地采用4套vijeo citect控制。供氢站采用远程IO方式接入控锅炉补给水冗余PLC系统
2、凝结水精处理、主厂房化学加药及水汽集中取样控制系统主要监控凝结水精处理系统、汽水集中取样、主厂房化学加药系统。采用2套quantum plc，设置2个就地工程师/操作员站，就地采用2套vijeo citect控制。
3、全厂废水处理控制系统
采用1套quantum 冗余热备plc，在水系统及辅网集中监控。
4、除灰控制系统
除灰控制系统主要监控全厂气力除灰、气化风及干灰分选、电除尘子系统。
采用2套quantum plc，设置2个就地工程师/操作员站，就地采用2套vijeo citect控制。 干灰分选采用远程站IO方式接入系统。
5、输煤控制系统
输煤控制系统主要监控全厂输煤及煤场喷淋系统。采用1套quantum plc+3套vijeo citect控制 6、脱硫公用控制系统
烟气脱硫采用湿法脱硫工艺，与单元机组有关的烟气处理及吸收控制系统纳入单元机组监控，石灰石浆液制备、石膏脱水与贮存输送以及废水处理等整套公用系统纳入辅助车间监视控制。
采用1套quantum plc+2套vijeo citect控制。制浆系统采用远程IO方式接入脱硫公用冗余PLC系统
7、空调控制系统
主厂房空调采用集中监视控制，与火灾报警系统有关的联锁采用硬接线传输信号。
暖通空调控制系统控制包括：集中制冷加热站、汽机房通风空调系统、集控楼通风空调系统，采用1套quantum plc+vijeo citect控制。
典型配置 一、监控软件 1 2 监控软件 监控软件 Vijeo Citect7.3服务器版 Vijeo Citect7.3客户端版
套 套 1 1 二、PLC系统
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 CPU 名称 电源模块 热备光纤 Ethernet网适配器 RIO主站适配器 6槽背板 电源模块 RIO分站适配器 32点DI模块 32点DO模块 8点AI模块 8点AO模块 模块端子条 16槽背板 分离器 分支器 远程电缆F接头 终端电阻 PLC编程软件 Unity USB 编程电缆 规格和型号 140CPS11420 140CPU67160 490NOR00003 140NOE77101 140CRP93200 140XBP00600 140CPS11420 140CRA93200 140DDI35300 140DDO35300 140ACI03000 140ACO13000 140XTS00200 140XBP01600 MA0186100 MA0185100 MA0329001 520422000 UNYSPUEFUCD70 UNYXCAUSB033 单位 块 块 根 块 块 块 块 块 块 块 块 块 块 块 只 只 盒 只 套 套 数量 2 2 1 4 2 2 3 3 14 7 6 2 32 3 2 6 3 2 1 1 23 远程同轴电缆 975750000 卷 1 数字量输入DI模块，采用16点140 DDI84100和32点模块24VDC 140 DDI35300；数字量输出DO模块，采用16点140DDO84300和24VDC 32点电压输出型模块140 DDO 35300用于直接驱动电磁阀，采用16点继电器输出模块140DRA84000用于驱动泵与风机等设备。模拟量输入AI模块（4～20mA信号）采用16点模块140 ACI 030 00；模拟量输入RTD模块, 采用8点模块140ARI03010；模拟量输出AO模块，采用8点模块140ACO13000，模拟量采用进口隔离变换器进行隔离，减小电气干扰。
3.3 PLC系统 华电句容电厂辅网、煤网均采用施耐德Unity Quantum, 重要的工艺段如凝结水精处理控制系统、干除灰系统、电除尘控制系统、输煤系统PLC选用Unity Quantum PLC双机热备系统。
Unity Quantum PLC包含一个或多个基架，基架安装了以下类型的模块：处理器、电源、 数字量 I/O 和模拟量 I/O、通信和特殊应用模块，分布的远程基架可达 64 个。所有的 I/O 模块和 特殊应用模块可以安装于基架的任何位置。通信模块安装在含有 CPU 模块的基架上，所有的电源、 I/O 和特殊应用模块可以安装在本地基架或者远程基架上。
基架用于所有控制站模块的机械和电气连接，基架的槽位有 2、3、4、6、10 或 16 六个品种， 分布在远程总线（使用 S908 自有协议）的远程基架使用同轴电缆连接，使用RG-11同轴电缆整个长度可达 2000多 米，电 缆的连接使用 F 型连接器和无源分支器。输煤系统中，二期煤仓间增设远程站接入一期输煤控制系统中，由于距离较远，我们采用RIO光纤中继器，该远程站采用光纤通讯。
Unity Quantum PLC还带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。而且可以在Unity Pro中编入故障自诊断，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护，使整个系统有极高的可靠性。所有模块都可以带电拔插，无需停止系统，减少工作量，维护方便。LED状态指示器，直观地显示CPU及其I/O模板通道状态，为快速检修故障提供了极大方便。
重要系统采用双机热备、冗余电源、冗余远程I/O、再加上双以太网，确保系统安全连续运行。尤其是先进的双机热备系统，组态简单，操作方便。通过两套配置完全相同的模块，形成主备的形式。在正常状态下，主机CPU负责处理程序运行，进行I/O通讯，通过热备模块更新备用机CPU的状态及数据，备用机则监视主机的运行状态。当主机发生故障时，备用机马上进行切换，变成主机接替故障机的处理工作，而且切换时间短，不会超过PLC的一个扫描周期，所以不会影响逻辑运行。程序下载只需下载一次，快速、有效地完成程序传输。无需任何编 程工作，即可实现全部硬件冗余技术，支持以太网模块 IP 地址自动切换。
4 辅网控制中心 华电句容电厂辅助车间监控系统2套无限点Vijeo Citect服务器版软件和2套无限点Vijeo Citect客户端版软件，配置1套15000点Vijeo Historian数据库软件，灰网、煤网各配置2套15000点Vijeo Citect服务器版软件。
4.1监控软件 Vijeo Citect作为领先世界的自动化软件系统，通过优化现场的操作降低了用户的成本。基于真正客户-服务器的结构体系，VijeoCitect提供了最大的灵活性，业已证明的稳定可靠性，以及方便快
捷的安装和管理功能。
Vijeo Citect从设计之初就是为了满足在一个单一的完整的系统中具有一定规模而复杂的企业的需求，并能保持系统的高性能和高可靠性。
Vijeo Citect软件包含了五个独立的基本任务模块，分别用来处理： 1．I/O －管理和优化所有的通讯。
2．Alarms（报警）－ 监视所有的报警状态：模拟量，数字量，统计过程控制（SPC） 3．Reports（报表）－控制，计划和执行报表操作。
4．Trends（趋势）－收集，记录和管理趋势和SPC（统计过程控制）数据。
5．Display（显示）－人机接口。与其他的任务接口更新画面的数据并执行控制命令。 另外还提供了以下常用的功能接口： 6．Network－强大易控的系统组网。 7．Interface－丰富而标准的数据接口。
VijeoCitect提供工业信息安全功能，提供8级操作权限，可以单独的设置每个操作人员的用户名和密码，并配置各自的权限。当操作员登陆时，系统自动按照设置分配其权限，并产生登陆事件记录到数据库。在与第三方设备或者程序接口的地方，可以进行信息过虑，防止非法侵入，从而保证系统安全性。获得权限的操作人员可以安全的查看整个的设备，PLC，运行以及优化信息，系统提供了多种可视化工具，例如图表，趋势，数据表格和图形显示来访问监控系统的实时和历史信息。也可以通过过程分析器，对异常的过程进行数据对比，简单直观的对事件的根源进行综合分析。
VijeoCitect可为系统提供完善的报警体系。辅网系统配置使用了语音报警功能。
VijeoCitect是一个开放的系统，为第三方数据的访问，提供OPC, DDE, ODBC等国际标准化，公开化的接口，同时也提供了自己独有的CTAPI动态链接库，多元化的接口，使第三方程序轻松快捷的访问系统，实现系统的透明化。
4.1数据库软件 VijeoHistorian是一个强大的工厂报表分析工具。它集成了行业标准技术，能从VijeoCitect系统中收集、记载并生成数据报表。VijeoHistorians减少了对系统培训的需求，提高了对企业内数据的可获性。
VijeoHistorian中呈现的新一代数据库，在企业内部制作有效数据方面，是一个新的里程碑。它包括了高性能的环境，数据存储基于相关型数据库技术。数据存储在一个嵌入式微软SQL服务器2005上，并且对数据库（双处理器）保持100，000变量的每秒刷新率，确保满足你的性能需要。
利用工业标准数据库，诸如MS SQL服务器做为历史数据的平台，可以使数据在控制系统与商务系统之间方便地进行传送。关系型数据库容易被IT人员和生产人员所理解。
结束语 中国火电厂的数量全球第一，施耐德modicon quantum PLC和vijeo citect监控软件在句容电厂辅网的成功运用，再次证明选择稳定可靠的辅机控制系统，对系统安全可靠运行有着积极的意义。
1、Modicon Quantum双机热备用系统经过时间考验，硬件系统稳定可靠。 2、modbus TCP/IP工业以太网系统组网方便易行
3、Vijeo Citect软件与Quantum plc上下位机属于同一厂家，数据无缝集成，维护方便，技术服务找一个厂家即可。
4、Vijeo Citect运行稳定、界面友好、功能全面。例如操作记录、历史趋势、报警功能均很完
善。
5、Vijeo Citect采用客户/服务器构架，降低网络负荷，数据响应实时。 6、开发系统化、标准化，节省开发时间，减少开发失误，便于今后系统维护
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