摘要：介紹某電廠鍋爐TRICONEXTS3000控制系統(tǒng)的組成、工作原理及特點(diǎn)，以及其在鍋爐點(diǎn)火過(guò)程中的應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞：鍋爐點(diǎn)火過(guò)程；順序控制系統(tǒng)；TRICONEXTS3000；TMR；應(yīng)用
　　火力發(fā)電廠的鍋爐點(diǎn)火控制系統(tǒng)原來(lái)多采用常規(guī)繼電器組成回路進(jìn)行控制。在系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器，使控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。由于中間環(huán)節(jié)較多，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的故障點(diǎn)增多，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。隨著PLC（可編程控制器）在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可靠性高、易編程和便于維護(hù)等特點(diǎn)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中越來(lái)越發(fā)揮著重要作用，為廣大用戶(hù)所接受。鑒于生產(chǎn)工藝對(duì)運(yùn)行參數(shù)及控制系統(tǒng)的可靠性要求比較高，某電廠的鍋爐點(diǎn)火控制系統(tǒng)選用了美國(guó)Triconex公司的三重冗余控制系統(tǒng)。
　　1鍋爐點(diǎn)火過(guò)程簡(jiǎn)介
　　某電廠鍋爐的點(diǎn)火系統(tǒng)共有兩臺(tái)風(fēng)道燃燒器A和B，每臺(tái)風(fēng)道燃燒器由點(diǎn)火槍、油槍、點(diǎn)火槍推進(jìn)器、油槍推進(jìn)器、油角閥、吹掃閥和高能點(diǎn)火器組成。由于點(diǎn)火槍和油槍分別固定在各自的推進(jìn)器上，因此控制相應(yīng)的推進(jìn)器即可完成對(duì)油槍和點(diǎn)火槍的操作。其具體操作步驟如下：進(jìn)油槍→開(kāi)吹掃閥→吹掃延時(shí)→關(guān)吹掃閥→進(jìn)點(diǎn)火槍→開(kāi)油角閥同時(shí)點(diǎn)火。
　　此時(shí)通過(guò)數(shù)控智能火焰檢測(cè)器檢測(cè)該油槍是否被點(diǎn)燃。如果已被點(diǎn)燃，則此次點(diǎn)火成功，退出點(diǎn)火槍?zhuān)�點(diǎn)火結(jié)束；如果該油槍未被點(diǎn)燃，則點(diǎn)火失敗，隨即可執(zhí)行如下操作：關(guān)油角閥→開(kāi)吹掃閥→吹掃延時(shí)→關(guān)吹掃閥→退油槍→退點(diǎn)火槍。此次點(diǎn)火結(jié)束，準(zhǔn)備下一次點(diǎn)火。
　　2TRICONEXTS3000控制系統(tǒng)概述
　　2.1組成
　　控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件通常由一個(gè)主機(jī)架和兩個(gè)擴(kuò)展機(jī)架構(gòu)成，主要包括處理器模件、通訊總線、I/O模件、通訊模件、電源模件等。作為下位機(jī)，其采用專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)調(diào)試組態(tài)軟件TRISTATION1131。
　　2.2工作原理
　　輸入信號(hào)在輸入模件中被分成隔離的三路，通過(guò)三個(gè)獨(dú)立的通道，分別被送到三個(gè)主處理器中，處理器之間的總線TRIBUS按多數(shù)原則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表決，并糾正任何輸入數(shù)據(jù)的偏差。此過(guò)程保證每個(gè)主處理器使用相同的表決數(shù)據(jù)完成應(yīng)用程序。主處理器的輸出通道沿著三個(gè)通道，被送到輸出模件，并在輸出模件中再次進(jìn)行表決/選擇。TMR結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　             
　                                                                            　圖1TMR結(jié)構(gòu)
　　2.3TRICON控制器的特點(diǎn)
　　a）提供TMR結(jié)構(gòu)，三個(gè)完全相同通道的彼此獨(dú)立地執(zhí)行控制程序，而且有專(zhuān)門(mén)的硬件/軟件結(jié)構(gòu)，可對(duì)I/O進(jìn)行表決；b）適應(yīng)性強(qiáng)，支持熱插拔和多達(dá)118塊I/O卡件，并有多種通訊卡件可選擇，支持遠(yuǎn)程機(jī)架，最遠(yuǎn)可達(dá)12千米；c）專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)調(diào)試組態(tài)軟件TRISTATION1131；d）每個(gè)I/O卡件都支持熱備且?guī)�微處理器，減輕MP的工作量，輸入卡件的微處理器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行篩選并能診斷卡件的硬件故障，輸出卡件的微處理器提供輸出表決的信息，檢查反饋數(shù)據(jù)，診斷現(xiàn)場(chǎng)線路故障；e）允許在線診斷和做正常的維護(hù)工作。
　　2.4TRICON控制器相對(duì)于其他PLC技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)
　　a）無(wú)單點(diǎn)故障；b）在線維護(hù)；c）自診斷；d）TMR具有高的安全性和實(shí)用性。
　　3自動(dòng)點(diǎn)火過(guò)程的實(shí)現(xiàn)
　　3.1設(shè)計(jì)原則
　　點(diǎn)火過(guò)程是一種有規(guī)律性操作的輔助工藝系統(tǒng)，宜采用順序控制。當(dāng)機(jī)組順序控制功能不納入分散控制系統(tǒng)時(shí)，其功能應(yīng)由可編程控制器實(shí)現(xiàn)。可編程控制器應(yīng)與分散控制系統(tǒng)有通信接口。輔助工藝系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量控制可由可編程控制器實(shí)現(xiàn)。順序控制設(shè)計(jì)應(yīng)遵守保護(hù)、聯(lián)鎖操作優(yōu)先的原則。順序控制在自動(dòng)運(yùn)行期間發(fā)生任何故障或運(yùn)行人員中斷時(shí)，應(yīng)使正在運(yùn)行的程序中斷，并使工藝系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。順序控制系統(tǒng)應(yīng)有防誤操作的措施。
　　3.2實(shí)際應(yīng)用
　　點(diǎn)火控制系統(tǒng)上位機(jī)采用了DELL的PC機(jī)，軟件為INTOUCHHMI，該軟件便于高效、快捷地配置用戶(hù)的應(yīng)用程序，主要用于可視化和控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，其監(jiān)控畫(huà)面主要包括工藝流程的動(dòng)態(tài)顯示，參數(shù)實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)顯示，系統(tǒng)運(yùn)行操作畫(huà)面、報(bào)警信息瀏覽畫(huà)面等。此系統(tǒng)通過(guò)Modibus總線與分散控制系統(tǒng)控制區(qū)域通訊。
　　下面以風(fēng)道燃燒器A的點(diǎn)火控制為例，介紹其自動(dòng)點(diǎn)火過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。
　　點(diǎn)火程控前需完成以下工作：a）燃燒器進(jìn)油總閥、進(jìn)油閥、油槍角油閥單體調(diào)試完畢，能正常開(kāi)和關(guān)；b）點(diǎn)火風(fēng)機(jī)（A和B）、風(fēng)機(jī)出口門(mén)、吹掃閥、霧化閥單體調(diào)試完畢，能正常開(kāi)和關(guān)；c）點(diǎn)火槍、點(diǎn)火器、油槍火焰檢測(cè)器和壓力開(kāi)關(guān)單體調(diào)試完畢。當(dāng)以上工作完成后，才可進(jìn)行風(fēng)道燃燒器的自動(dòng)點(diǎn)火控制。
　　如圖2所示，當(dāng)吹掃請(qǐng)求、管燃器A吹掃完成、管燃器A油閥關(guān)閉、霧化空氣壓力不低和油槍A在位信號(hào)條件都滿足時(shí)，顯示吹掃允許，點(diǎn)擊“油槍吹掃按鈕”，系統(tǒng)就將按照吹掃步驟自動(dòng)順序執(zhí)行相應(yīng)操作，直到吹掃完成。其吹掃自動(dòng)順序如下：a）程控啟動(dòng)點(diǎn)火槍和點(diǎn)火器（先是點(diǎn)火槍A推進(jìn)，然后是點(diǎn)火槍到位，啟動(dòng)點(diǎn)火器A打火）；b）程控開(kāi)吹掃閥和開(kāi)霧化閥（先是點(diǎn)火器打火，開(kāi)吹掃閥，開(kāi)霧化閥，然后是吹掃閥開(kāi)后延時(shí)10秒，關(guān)吹掃閥A）；c）吹掃結(jié)束和程控初始化（吹掃閥A已關(guān)閉，吹掃結(jié)束。如果在吹掃過(guò)程中，有點(diǎn)火槍推進(jìn)失敗、吹掃閥開(kāi)失敗或者霧化閥開(kāi)失敗中的一種情況出現(xiàn)時(shí)，程序?qū)⑦M(jìn)入初始化，重新進(jìn)行吹掃）。
　　            
　　                                                                       圖2A管燃器油槍吹掃
　　如圖3所示，當(dāng)無(wú)MFT發(fā)生、點(diǎn)火機(jī)運(yùn)行、油角閥已關(guān)、燃燒器A空氣流量正常和A風(fēng)機(jī)出口門(mén)開(kāi)度≧95%條件都滿足時(shí)，A管道燃燒器吹掃180秒，吹掃完成。當(dāng)吹掃完成、燃油允許（燃油總油閥打開(kāi)）、儀表風(fēng)壓力≥150Kpa、A風(fēng)機(jī)出口門(mén)開(kāi)度≤25%、霧化空氣壓力正常、A油閥開(kāi)度≤20%、油槍在位和火焰火檢無(wú)火條件都滿足時(shí)，顯示“管燃器準(zhǔn)備就緒”，點(diǎn)擊“管燃器啟動(dòng)按鈕”發(fā)出指令，系統(tǒng)就將按照點(diǎn)火步驟自動(dòng)順序執(zhí)行相應(yīng)操作，直到點(diǎn)火結(jié)束。其點(diǎn)火自動(dòng)順序如下：a）程控啟動(dòng)點(diǎn)火槍和點(diǎn)火器（先是點(diǎn)火槍A推進(jìn)，然后是點(diǎn)火槍到位，啟動(dòng)點(diǎn)火器A并開(kāi)始打火持續(xù)10秒）；b）程控開(kāi)霧化閥和油角閥（先是點(diǎn)火器打火，開(kāi)霧化閥A，霧化閥開(kāi)到位，然后開(kāi)油角閥A）；c）燃燒器運(yùn)行，也即點(diǎn)火成功的判斷（當(dāng)油角閥A已打開(kāi)、火焰火檢有火DI、火焰火檢有火AI（火焰強(qiáng)度≥30%）和燃燒器監(jiān)控參數(shù)正常（燃燒器監(jiān)控參數(shù)包括油槍未到位、母管霧化空氣壓力低、儀表風(fēng)壓力低、燃油不允許、管燃器A空氣流量低、點(diǎn)火風(fēng)機(jī)未運(yùn)行和A管燃器點(diǎn)火風(fēng)機(jī)溫度高）條件都滿足時(shí)，顯示“燃燒器運(yùn)行”，點(diǎn)火成功）；d）燃燒器點(diǎn)火失敗的判斷（在油角閥收到開(kāi)指令10秒后，當(dāng)油角閥已關(guān)、或者火焰檢測(cè)DI無(wú)輸出信號(hào)、或者火焰檢測(cè)AI無(wú)輸出信號(hào)時(shí)，顯示火焰喪失，A燃燒器點(diǎn)火失敗。點(diǎn)火失敗后需進(jìn)行油槍吹掃）。
　　                                      
　　                                                             圖3A風(fēng)道燃燒器點(diǎn)火控制
　　當(dāng)需把儀表風(fēng)壓力正常信號(hào)、火焰火檢有火信號(hào)（DI和AI）和母管霧化空氣壓力低信號(hào)切除時(shí)，只需點(diǎn)擊相應(yīng)的“投入/切除”按鈕。當(dāng)相應(yīng)的信號(hào)處于切除狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)火控制過(guò)程將忽略這些信號(hào)對(duì)點(diǎn)火過(guò)程的作用。
　　當(dāng)燃燒器啟動(dòng)后，點(diǎn)擊“燃燒器停止按鈕”，或有“油槍未到位、母管霧化空氣壓力低、儀表風(fēng)壓力低、燃油不允許、管燃器A空氣流量低、點(diǎn)火風(fēng)機(jī)未運(yùn)行、A管燃器點(diǎn)火風(fēng)機(jī)溫度高、點(diǎn)火槍動(dòng)作失敗和霧化閥失敗（霧化閥在接收到開(kāi)指令5秒后而又未打開(kāi)則霧化閥失敗）”信號(hào)中的一種出現(xiàn)時(shí)，則A燃燒器點(diǎn)火失敗。點(diǎn)火失敗后也同樣需進(jìn)行油槍吹掃。
　　4結(jié)束語(yǔ)
　　點(diǎn)火控制系統(tǒng)由于采用了TRICONEXTS3000控制系統(tǒng)，取消了大量的中間繼電器等環(huán)節(jié)，因而使系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，相對(duì)于雙冗余PLC系統(tǒng)，其三重冗余結(jié)構(gòu)又具有更高的可靠性，從而使得該點(diǎn)火控制系統(tǒng)在日常工作過(guò)程中非常穩(wěn)定，減少了系統(tǒng)維護(hù)量。
　　參考文獻(xiàn)：
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