1 引言

　　大型火力發電廠油庫系統在機組啟停及機組低負荷時用于向鍋爐提供燃油。傳統運行方式由值長下達用油命令，油庫值班人員啟動設備進行運行管理，需要人員長期在油庫值班，浪費大量人力，本文將介紹廈門某4*300mw電廠采用組態王軟件及plc進行油庫控制系統改造，實現油庫設備無人職守。

　　2 工藝流程分析

　　燃油系統共有兩個油罐通過閥門切換可以選擇#1油罐、#2油罐進行用油，在供油母管安裝有一個氣動閥門，通過控制閥門開度，可以控制供油母管回油數量，從而調節供油母管的壓力，以確保鍋爐用油在正常壓力范圍內。

　　2.1 主機監控要求

　　主機在鍋爐需要用油時啟動一臺油泵電機向鍋爐供油，同時打開油泵循環冷卻水閥門。當供油管壓力小于3mpa時，調小供油母管氣動閥，當氣動閥調到最小時還無法達到母管所需壓力要求時，系統啟動另一臺油泵電機及其油泵循環冷卻水閥門。

　　2.2 輔機控制要求

　　輔機包括控制一臺污油回收泵電機及凈化油回收泵電動機，當油庫污油池達到高油位時啟動污油回收泵，進行污油回收，到低油位時停止電機運行;油庫凈化油池達到高油位時啟動凈化油回收泵，進行污油回收，到低油位時停止電機。

　　2.3 上位機監控要求

　　模擬量信號主要包括兩個油罐溫度測點共22個、供油母管壓力、供油母管回油氣動閥開度、兩臺油泵電機電流信號、油罐油位;數字量信號——兩臺油泵電機狀態(包括運行、停機、跳閘)、污油回收泵電機及凈化油回收泵電動機狀態(包括運行、停機、跳閘)、兩臺油泵出口壓力狀態(包括低壓力、高壓力)、污油池高低油位、凈油池高低油位、plc通信狀態等。

　　2.4 硬件架構體系

　　plc主機采用日本歐姆龍c200he-cpu42單元。執行系統邏輯控制，運算及通過軟件編程實現模擬量輸入信號的采樣、濾波、pid控制等功能，上位機通過rs-232c/rs422通信接口轉換實現與plc通信。硬件系統有2個數字量輸入模塊、2個數字量輸出模塊實現現場各開關狀態采集及執行元件驅動，6個溫度采集模塊用于兩個油罐本體溫度的采集，ad002模塊用于氣動閥控制，da002用于油泵電動機電流、母管油壓、油罐油位、供油回油閥開度信號采集。

　　3 plc程序流程設計

　　3.1 油泵電機控制

　　當接到啟動油泵指令時，操作人員在上位機上進行啟動操作，可選擇啟動a油泵電機或b油泵電機并啟動相應的油泵冷卻水系統，對油泵進行水冷卻，避免油泵溫度過高。啟動一臺油泵無法達到母管壓力工作要求(大于3mpa)時，首先對回油氣動閥進行調節，調到氣動閥最小形程時，仍無法達到3mpa以上，啟動另一臺油泵，并進行判斷油壓是否大于3mpa，如果還小于3mpa，系統進行報警處理，通知運行人員進行現場檢查。當母管油壓大于工作壓力最大值6mpa時，調整氣動閥進行壓力調節，如果氣動閥已調整到最大值仍無法滿足工作壓力要求，進行報警，通知運行人員處理。程序流程如圖1所示。

　　圖1 油泵電機控制流程

　　3.2 油庫輔助系統

　　油庫輔助系統主要根據油池的油位控制兩臺電機的啟停，以及時回收廢油，避免環境污染。其工作流程分別如圖2、圖3所示。

　　圖2 油位控制流程

　　圖3 回收廢油流程

　　3.3 模擬量數據采集處理

　　為了避免現場干擾，模擬量采集在plc中采用平均值濾波方法進行抗干擾處理。連續采集五次數，并剔除其中最高及最低兩個數，然后在對其余的三個數作平均，并以其值作為采集數。

　　3.4 氣動閥控制

　　由plc模擬量模塊輸出控制信號4~20ma，閥門控制器把電流信號轉換為步進電機的行程信號，電機轉動，由杠桿帶動閥桿運作，實現直行程。電機運行，通過齒輪運轉，由三接頭的滑動變阻器輸出閥門的定位信號，此外還有全開，全關數字量限位信號。控制系統根據上位機的給定值及反饋開度信號，通過pid運算進行控制。

　　4 監控軟件設計

　　上位機監控軟件采用組態王5.1版本，該系統運行于WINOOWs 系統，系統功能完善、穩定，其內嵌的可編程控制器通信協議有廣泛的硬件支持，并采用dll通信方式，采樣速度快，可靠性高，使用方便。上位機組態王主要功能設計：

　　4.1 油庫設備動態顯示

　　通過與plc進行通信，采集油庫各設備狀態，并通過程序組態，可以直觀顯示現場設備運行狀態、電機電流、調節閥開度、溫度等數值，操作人員在控制室就能獲得設備狀況并及時做出反應，如圖4所示。

　　圖4 油庫設備動態顯示畫面

　　4.2 遠程控制

　　在供油泵運行主窗口上用鼠標點擊設備控制窗口，系統彈出該設備操作畫面，就可以對設備進行相應操作，包括兩臺油泵根據母管油壓狀態進行連鎖/解鎖運行、油泵啟動/停運、污油泵、回收泵啟動/停運，氣動閥開度設置等。

　　4.3 實時曲線及歷史曲線

　　實時曲線可以實時反應各模擬量參數變化情況，以方便運行人員及時掌握設備運行趨勢。通過歷史曲線查詢，設備管理人員可以掌握現存設備運行情況，以便為計劃檢修提供依據，同時可以在設備發生故障時，查找原因提供數據。

　　4.4 報警功能

　　包括實時報警功能及歷史報警記錄。當出現新的報警數據時，彈出報警窗口及聲響，報警窗口包括

　　4.5 安全管理

　　組態王提供操作權限分級管理功能，為不同人員提供分級操作功能，并把各項操作記錄操作日志上，以方便管理人員查找設備操作情況，提供整套系統安全保障。

　　5 結束語

　　通過改造解決舊系統靠繼電回路控制，自動化水平低下，需要運行人員長期職守等問題，新系統提高設備自動化水平及生產可靠性，同時為電廠減員增效做出貢獻，提高生產效率。