０引言

在火电厂的运行中，水是关键的冷却介质与工作介质，它的优劣会直接影响火电厂的经济效能与安全运行。设计并使用一个完善的磁翻板液位计补给水系统可以使火电厂的安全性更高，获得更多的经济效益。考虑到我国当前磁翻板液位计补给水系统的现状与问题，从现实生活出发，对火电厂磁翻板液位计补给水处理控制系统的设计与实践展开研究，从而增强火电厂安全经济的运行能力。

 

１火电厂磁翻板液位计补给水处理系统的相关要求

火电厂磁翻板液位计补给水处理系统是按照设备与药品供应条件、排污率、补给水率、炉水的质量标准、给水、水质等要求，通过经济和技术对比，从而设计得到的。大多数时候，在磁翻板液位计补给水系统的设计过程中，必须要把zui坏水质当作标准，并根据全年平均水质和正常出力，进而设计、校对、完善系统，使之与热蒸汽减温方式和锅内装置相契合。当供热式发电厂的补给水为化学软化水时，它的排污率不能大于５％；当供热式发电厂的补给水为蒸馏水或者化学除盐水时，它的排污率不能大于２％；当凝汽式发电厂的补给水为化学除盐水时，其排污率不能大于１％。若磁翻板液位计系统是直流磁翻板液位计、亚临界汽包、超高压、高压磁翻板液位计时，则需要使用一级除盐加混合离子交换系统。若使用化学除盐，则其用水与用气就需要展开更加经济的对比，确保供水与供气的经济性与技术性。设计补给水除盐系统需要在确保水质的前提下，zui大化地减少酸、碱的使用，从而更少地排放废碱与废酸。

 

２磁翻板液位计补给水的监控要求与运行方式

２．１监控要求

（１）控制对象应包括：系统全部需要用到的阀门、仪表、水泵等；ＥＤＩ系统与相关的设备；一级二级反渗透、活性炭过滤器；多介质过滤器。

（２）ＲＯ高压泵前的低压开关打开后，开启高压泵，并逐步开启泵后的电动阀门，打开延时高压保护开关６０ｓ，使得排浓阀和低压保护开关展开连锁控制，浓水阀闭合后，低压保护开关才开始打开，让高压水泵和排浓阀同时运行，５ｍｉｎ后闭合排浓阀，让ＲＯ机组进行运转。

（３）系统按照过滤器进水母管上的余氯表信号展开自主杀菌控制；一级反渗透阻垢剂的添加量按照每套一级反渗透进水量的改变展开相应的变频调节；二级反渗透进水碱化药剂添加量按照进水ＰＨ的改变、每套二级进水量等展开自主的变化。

（４）系统按照活性炭过滤器、多介质过滤器的压差开启（或者定时开启）罗茨风机或者反洗水泵，通过自动控制的方式对过滤器展开空气擦洗的水冲洗。

（５）阻垢剂添加药剂的添加量按照进水流量的改变而不断变化，也可以按照进水导电率的改变信号展开自主调节。

（６）加热器需要设计为温度连续自动改变系统，使其保持在２０～３０℃。温度大于３２℃时，系统能够进行报警；温度大于３５℃时，系统能够自动断开蒸汽加热；水温小于２５℃时，蒸汽调节阀展开ＰＩＤ调节。

 

２．２运行方式

（１）整个补给水处理系统包含３套ＥＤＩ系统，３套一级、二级反渗透系统，７套活性炭过滤器，７套多介质过滤器，并把以ＰＬＣ为核心的程序控制系统作为自动控制的重点。该系统使用全自动无人控制的方式，并由磁翻板液位计补给水程序控制系统实现监控功能。

（２）水泵的控制需要有关水箱液位信号的高低联锁。

（３）控制系统需要拥有远程控制、手动、自动等多种方式，并且这三种方式能够相互转换。顺序控制需要有紧急停机、停机、跳步、步延、步进等方式。全部步序的时间都能够在上位机中设置，且在运行过程中需要显示出实际的时间，具有累计运行时间清零、累计运行时间统计等功能。

（４）为了能够分析系统的稳定性，需要拥有历史曲线查看功能。

（５）泵、罗茨风机、气动开关门、气动调节门阀门、电动开关门等装置，需要具有远程控制、自动操控等功能，因此控制逻辑中需要有闭锁方式。气动阀门可以在ＰＬＣ中进行远程／就地转换，并在电磁阀箱中进行控制。每个系统中的电磁阀需要放在电磁阀箱中，电磁阀的操作开关需要根据现实中的安装区域对应排列。

（６）通过ＬＣＤ显示器能够对全部工艺系统展开控制和监视，关键的运行数据能够在上位机中设置，全部运行信息能够通过数据报表功能进行打印、存储、预览等。

 

３磁翻板液位计补给水控制系统的硬件选型

磁翻板液位计补给水处理系统的控制大多使用基于ＰＬＣ的现场总线控制系统。系统设计会在传统项目的基础上融入新的内容，新的控制系统与原有的系统有相同的上位机软件和编程软件。系统的ＰＬＣ控制器采用西门子公司的４００－Ｈ系列，通信系统采用以太网＋Ｐｒｏｆｉｂｕｓ现场总线系统，编程与组态采用操作人员熟悉的ＳＴＥＰ７和ＩＦＩＸ４．０软件。

 

３．１磁翻板液位计补给水系统的总线选型要求

（１）在离该系统１．２ｍ之外产生的频率４００～５００Ｈｚ，或者输出功率超过了５Ｗ的射频干扰或电子干扰，不能对系统的稳定工作产生影响。

（２）网络通信总线负荷率不能超过４０％，其中共享式的以太网通信负荷率不能超过２０％。

（３）对于Ｐｅｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ总线，为了降低电磁对现场总线网段的干扰，需要按照要求配置现场总线通信设备柜。不管远程控制柜之间的连接，还是ＰＬＣ与控制柜之间的连接，都需要使用冗余型光缆通信。

（４）ＰＬＣ现场总线模件能够直接和ＰＬＣ处理器相连，现场总线设备不能通过第三方协议转换器与ＰＬＣ相连。

（５）磁翻板液位计的补给水处理系统使用现场总线，虽然现场执行装置都拥有及时控制能力，但该项目中的控制逻辑与策略都通过ＰＬＣ控制器实现，ＰＬＣ拥有Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ／ＰＡ现场总线通信接口，相关的通信协议按照ＰＬＣ所支持的总线要求制定。

（６）磁翻板液位计补给水处理控制系统在现场设备层使用现场总线技术。系统运用集成的全局信息库，通过设备软件管理器，对现场的总线装置进行管理、诊断、监视、组态、设定。控制系统需要拥有管理工具软件包和总线设备诊断能力，从而对系统的ＨＡＲＴ协议设备及现场总线设备进行故障诊断。

（７）主控制器和控制系统的人机终端使用工业以太网进行通信，再加上两套网络交换机、两套光电转换器、两套工控机等装置构成环型冗余通信网络。

３．２控制器与Ｉ／Ｏ卡件的选型要求

（１）阀岛需要１０％端口裕量，没有达到一个的以一个计算；远程柜与控制柜必须要有２０％的卡件插槽裕量，全部备用插槽都需要配置一定的硬件，例如连接电缆、连接件、背板等，确保之后插入的模件可以快速投入运行；操作员站处理器需要有４０％的裕量，服务器处理器的处理能力需要有６０％的裕量，ＰＬＣ在系统zui大处理负荷下需要有６０％的处理能力裕量；网络通信总线负荷率不能超过４０％；外部存贮器需要有４０％的外存裕量，ＰＬＣ处理器内部存贮器需要有４０％的存储裕量。

（２）控制器通过统一的现场设备和现场总线相连，把现场总线上的分布式Ｉ／Ｏ模块，例如变频器、马达保护器、电动执行器、液位计流量仪表、化学分析仪表、压力变动送器、气动调节阀定位器、气动电磁阀岛等控制装置。所以需要全部的现场执行装置与智能变送器都可以兼容现场总线通信功能。

（３）控制器要使用冗余型的热备控制器，如果一个控制器有问题，那么就能够快速转换到备用控制器。并需要切换的过程不能对所有系统的正常运作造成影响，当主控制器问题得到解决后，就能自动从备用控制器切回到原有的控制器。

 

４磁翻板液位计补给水控制系统网络结构的设计

４．１控制系统网络结构设计的总体要求

（１）总线安全距离的要求：从ＰＡ终端分线盒中分离出来的每条分线电缆的长度不能大于６０ｍ，Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＰＡ的现场总线单个网段的总线电缆总长度不能大于１２００ｍ。ＰＡ终端分线盒需要安装在科学的区域，zui好是确保该分线盒中分离出来的分支电缆长度大部分相同，从而方便以后的维修。

（２）设备安全数量需求：Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ在理论上能够挂接１２６个装置，但实际项目中为了保证通信的速率和通信的质量，每个Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ总线网段在数量上不能大于１６个。该项目中的全部Ｐｒｏｆｉｂｕｓ网段中无法通过中继器展开扩展，若必要进行扩展就需要使用ＤＰ主站卡件来实现，即提升网段的个数，而不是提升网段的长度。全部的Ｐｒｏ－ｆｉｂｕｓ－ＰＡ总线网段在理论上能够挂接３２个装置，但在实际项目中，若挂接阀门定位器等运行设备，则挂接参与的逻辑控制仪表不能大于６个；一段不能大于２个；挂接只用于监视的仪表一般不能大于１２个，同时每个总线网段需要有４０％的裕量。

（３）总线设备的冗余要求：多个设备的相同测点需要接入多个总线网段；主备或者并列运行的工艺装置都需要划分到多个总线网段；任何回路的旁路阀门与主控制阀门都需要划分到多个现场总线网段；它能够和控制逻辑对应的仪表与控制对象划分在相同的现场总线网段内，且可以监视左右网段；需要按照相关的工艺明确每条总线划分的总线设备与总线卡件的数量。除此之外，zui好是确保总线具有超过６０％的裕量，从而能够确保不管是哪一条总线出现问题时，都不会对全部补给水系统造成较大的影响，zui严重的也就是造成局部停机，但不对整个系统的运行造成影响。

（４）网络结构要求：Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ现场总线需要设计为冗余双环形结构；Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＰＡ现场总线网断需要设计为分支拓扑结构。

 

４．２控制系统硬件

确定控制系统的硬件数量、硬件种类、网络结构后，需要在ＳＴＥＰ７中进行网络和系统硬件的组态工作，并把组态信息下载到ＣＰＵ内。硬件组态的内容如下。

（１）模块参数的设置。定义硬件模块全部的可改变参数。在硬件组态下载后，ＣＰＵ之外的多个模块信息就会自动存储在ＣＰＵ内。当ＣＰＵ启动后，会自动给模块传递相关的信息。

（２）ＣＰＵ参数的设置。ＣＰＵ模块具有多种属性，例如扫描监视、气动特点等，设置的信息会存储在ＣＰＵ系统信息内。

（３）功能模块的组态。从硬件目录中挑选出明确的硬件，装配好机架后把多个模块放入对应的插槽内，若所挑选的硬件模块很新，则可以手动添加到模块的ＧＳＤ文件中。对于网络控制系统，需要生成网络及其中的站点。接口模块多在连接多机架系统时使用。

 

５结语

火电厂磁翻板液位计补给水处理系统的设计与应用，对于增强火电厂的经济利用效率与安全性具有非常重要的作用，不但能够保护当地的环境，提升当地的经济，还能够促进自身的稳定发展。在现实设计与应用过程中，设计人员需要结合火电厂的现实状况，使用合理的设备，设计科学的工艺流程，在保证性能的前提下展开优化，确保火电厂的安全运行。