火电厂辅助车间系统集中控制方案探讨

火电厂辅助车间系统集中控制方案探讨（一）时间:2013-06-06 11:19来源:未知 作者:彭昕，周程放 点击: 42 次一、概述 当今大型火电机组炉、机、电的运行和管理水平不断提高，分散控制系统(DCS)和可编程控制器(PLC)在火电厂自动化控制中已得到大量应用，其极高的可 靠性、丰富的控制功能和对运行操作的简化为减员增效提供了诸多的方便，并取得了良好的效果，这些都极大地提高了电厂的运行、管理水平。随着电子与信息技 术、控制技术的不断发展，以及电力生产竞争机制逐步形成，火电厂辅助生产系统的自动化设计正面临着如何适应技术发展潮流，改进现有管理方式，进一步降低运 行费用，提高经济效益的问题。 许多新建工程，尤其是2000年以后新建的电厂，提高全厂运行、管理水平、减员增效的思想贯穿着整个设计过程。火力发电厂热工自动化的设计重点已经不仅局 限于主厂房，人们也越来越重视提高辅助车间(系统)的自动化水平，合理地按工艺系统或地理位置设计控制系统或控制点，实现全厂CRT监控，提高系统运行的 安全性和经济性，极大地增强电厂的市场竞争力，这些成为了电厂自动化设计的发展方向。此外，提高辅助系统的自动化水平，在辅助车间采用DCS或PLC控 制，也为实现全厂监控和管理信息系统网络化提供了条件。二、辅助车间系统控制的现状和前景 目前许多大型火电厂根据各自的情况，不同程度的考虑并采取了提高辅助车间控制水平的措施，如:除灰、补给水处理、凝结水精处理、废水、输煤等较复杂或操作 设备较多的辅助系统均采用PLC+CRT站的监控方式。循环水泵房设备的控制由主机DCS完成;汽水分析采用计算机(数据采集系统)代替原来的常规二次仪 表等等。但各控制系统的监控大多相互独立，无法充分发挥计算机控制的优势，没有充分考虑到资源的共享;控制系统设备型式多样性，生产维护不够方便。同时， 辅助车间的控制方式采用车间集中控制方式，这也存在着许多缺点:各辅助车间都设有控制室，每个车间都需要固定的数名运行值班员，不仅运行管理不能集中，而 且造成暖通等附属设施设置繁多，也需要增加相应的建筑设施，从而造成人力、物力资源的浪费。 发达国家火力发电厂控制目前已基本达到全厂管控一体化的阶段，如德国尼德豪森电厂、德国黑泵电厂、日本矶子电厂等均采用机炉电及辅助系统集中监控方式，两 台机组和辅助系统合用一个控制室。进入21世纪以来，随着国内电力体制改革，实行厂网分开、竟价上网已成为发展趋势，我国工业系统也正从盲目的大而全 逐步间内部挖潜，提高经济效益的方同发展。趋势表明，我国电力企业主要会从两个方面着手，一是提高工艺设备本身的经济性及可靠性，二是实现减员增效。当 前，电力系统开展了设备达标、创一流活动，设备的经济性和可靠性有明显提高，与国外电站主要的差距逐渐从设备水平上转向庞大的员工队伍，因而减员增效成为 各电厂的奋斗目标。 近年来，国内大型机组(60OMW1O00MW)火电厂的对辅助车间的控制和管理提出了新的要求。若仍按照以前的做法，则是较为分散的控制室，这样不易于管理，控制室运行人员工作量偏少，总体人员数偏多;各个控制系统大都采用不同的硬件和软件，给备品备件管理、人员培训及维护等造成了一定的难度，客观 上对电厂管理工作造成了压力。针对大型火电厂辅助车间控制点多的特点，要实现减员增效，只有采用集中控制方式，并在控制策略上精心研究，不断采用新技术， 使复杂工艺简单化，这样才能提高自动化程度，逐步减少运行人员，降低投资及运行成本。鉴于2000年示范电厂模式设计的要求以及在新版火力发电厂设计技术 规程中明确提出:火电厂相邻的辅助生产车间或性质相近的辅助工艺系统宜合并控制系统及控制点，辅助车间控制点不宜超过三个(输煤、除灰、化水)，其余车 间均按无人值班设计。因此，实现全厂辅助车间集中控制，甚至全厂集中控制也是顺应时代的发展。 从技术角度看，随着计算机控制技术、计算机网络技术、计算机软件技术和大屏幕技术的迅速发展，特别是以工业以太网为代表的网络技术已经在工业控制的应用中 取得了良好的效果，为当前辅助系统采用集中控制方案创造了充分条件。随着自动化装置和控制系统的发展大趋势，近年来，热工自动化技术也得到了迅速发展，一 些老厂已经着手进行水、灰、煤集中控制的改造;新建电厂从早期设计阶段就已经开始考虑辅助车间集中控制方案并逐步予以实施。为了适应时代的发展，实现辅助 车间集中控制，已经成为火力发电厂辅助系统控制的方向。三、各辅助车间系统分析 3.1 大型火电厂辅助车间的控制系统主要包括 循环水泵房控制:循环水泵房包括循环水泵、旋转滤网和冲洗水泵等，有少量工艺设备和过程测点。其I/0点不多，控制要求高，与机组运行管理有关系。 脱硫单元机组控制:脱硫单元机组控制包括烟道系统、烟气吸收系统、吸收塔系统和浆液疏排系统等，有较多的工艺设备和过程测点。其I/0点多，控制要求高，与脱硫公用部分有联系，与机组运行管理有一定关系。 脱硫公用部分控制:脱硫公用部分包括石灰石的输送和制浆系统，有较多的工艺设备和过程测点。其I/0点多，控制要求高，与脱硫单元机组部分有联系，与机组运行管理有一定关系。 空压站控制:空压站为主厂房设备提供可靠的仪用和检修气源，包括空压机及其干燥器、储气罐及阀门等。其工艺系统简单，I/O点较少，与机组运行管理关系较为密切。 燃油泵房控制:燃油泵房设备远离厂房，是一个独立的生产车间。其I/0点较少，与机组的控制关系较为密切，可靠性要求也较高。 凝结水精处理系统控制:凝结水精处理系统大多由高速混床、再循环泵和公用再生系统的阳、阴树脂分离再生罐、树脂存储罐、混脂罐及酸碱设备、冲洗水泵等组 成。系统中的设备大都是周期性工作的，需要定期对他们进行还原或再生。其I/0点较多，控制水平要求较高，与机组运行管理无密切联系。 全厂性公用水系统控制(包括锅炉补给水、工业废水、综合水泵房、循环水加氯间等): 锅炉补给水系统(反渗透)包括超滤预处理系统、一级反渗透系统、二级反渗透系统、电除盐系统、除盐水储存系统等。其I/0点多，控制要求高，与机组的控制有少量联系。 废水系统一般包括废水贮存池、输送泵、加药设备、计量设备、风机等。废水系统工艺系统简单，I/0点较少，与机组的控制无密切联系。 综合水泵房包括工业水泵、消防水泵、生活水泵等。其I/0点不多，控制要求不高，除工业水泵与机组运行有联系外，其余水泵与机组控制无密切联系。 循环水加氯系统I/0点不多，控制要求不高，与机组的控制无密切联系。 制氢站控制:制氢站I/0点不多，控制要求不高，一般控制系统随主设备一起成套配供，与机组的控制无密切联系。 除灰渣控制:除灰系统包括除灰空压机系统;电除尘器下的灰斗，仓泵，输送风机，流化风机及加热器，灰库及其附属设备，输送管道，气动阀门等。其工艺系统复杂，I/0点多，控制水平要求高，与机组运行管理关系较为密切，也有相对独立性。 除渣系统包括炉底渣设备，公用水设备(如浓缩机、冲洗水泵)等。其工艺简单，I/0点不多，控制水平要求高，与机组运行管理关系较为密切，也有相对独立性。 输煤控制:该系统控制、检测主要对象为:皮带机、斗轮堆取料机、碎煤机、除铁器，滚轴筛、取样装置、犁煤器、电子皮带称以及皮带机的保护等。输煤系统与其 它辅助系统相比，设备分散，分布面广。其工艺复杂，I/O点多，控制水平要求高，与单元机组运行管理无密切联系。3.2 辅助车间系统集中控制典型方案介绍 通过上述对大型人电厂辅助车间和附属生产系统的分析，遵循辅助车间控制的发展方向，同时根据不同的辅助系统的工艺特点、相互关系、地理位置以及电厂的管理等情况进行分析，我们提出三个典型的辅助车间集中控制方案。3.2.1 辅助车间系统集中控制方案一 本方案的网络概貌图如下： 该方案具有以下特点:全厂辅助车间的控制系统(包括脱硫控制系统)组成一个完整的辅助系统集中控制网络，使全厂自动化控制系统的结构清晰、功能明确。根据 辅助系统的地理位置不同，在灰、渣、输煤、脱硫区域设置一对冗余分支交换机，在燃油、水系统区域设置一对冗余分支交换机，各辅助车间系统就近接入辅助系统 集中控制网络，使辅网的网络连接更为简洁，既能减小网络的敷设施工量也可以使光缆的长度减少。 运行人员可在集中控制室内的辅助系统集中控制网络操作员站上对各系统进行集中监控。由于辅助车间设备分散，分布面广，为了系统调试和启动初期方便，在就地预留了各辅助系统的工程师站接口。在网络故障和初期调试时，可使用便携式工程师站在就地调试、操作。 整个辅助控制系统具休设置如下: 辅助系统集中控制网络采用冗余以太网，设置两台互为冗余的实时数据库服务器，设一台辅网工程师站，在集中控制室中设置5台操作员站。 循环水泵房控制:循环水泵房现场无人值班，其监控功能由单元机组的DCS控制系统实现监测、联锁和遥控启停功能。 脱硫系统控制:脱硫系统控制采用冗余PLC控制，纳入辅助系统集中控制网络。控制机柜设置在脱硫综合楼，就地不设控制室。 空压站控制:空压站现场无人值班，空压机及无热再生干燥装置均自带程控，压缩空气系统在此基础上，分别由两台机组的公用DCS控制系统实现监测、联锁和遥控启停功能。 燃油泵房控制:纳入辅助系统集中控制网络，采用冗余PLC系统实现对油泵房系统的控制。控制机柜设置在燃油泵房内，就地不设控制室，无人值守。虽然以往大 多工程采用远程I/0将其纳入#1、2机组DCS公用网络并且仅在机组操作员站上监控，但在#1、2机组全部停修时将无法监控，将对以后扩建的机组运行产 生影响，因而采用独立的PLC系统并设在全厂性的辅助网络上更合理。 凝结水精处理系统控制:纳入辅助系统集中控制网络，采用冗余PLC系统实现对凝结水精处理系统的控制。控制机柜设置在主厂房内公用电子设备间，就地不设控制室，无人值守。取样加药系统作为凝结水精处理控制系统的远程I/0。 全厂性公用水系统控制:锅炉补给水系统、工业废水处理系统、综合水泵房均纳入辅助系统集中控制网络，采用PLC控制。控制机柜设置在各自车间，就地不设控制室，无人值守;在全厂性公用水系统内的子系统还可适当采用远程I/0，共用PLC。 制氢站控制:纳入辅助系统集中控制网络，采用PLC控制。就地不设控制室，无人值守。 除灰渣系统控制:纳入辅助系统集中控制网络，采用冗余PLC系统实现对气力除灰系统、除渣系统等的控制。控制机柜设置在除灰设备间，就地不设控制室。 输煤系统控制:纳入辅助系统集中控制网络，采用冗余PLC系统实现对输煤系统的控制。控制机柜设置在输煤配电间，就地不设控制室。3.2.2 辅助车间系统集中控制方案二 本方案的网络概貌如下: 该方案具有以下特点:全厂公用性辅助车间的控制系统组成一个完整的辅助系统集中控制网络;使全厂自动化控制系统的结构清晰、功能明确。根据辅助系统的地理 位置不同，在灰、渣、输煤、脱硫区域和燃油、水系统区域分别设置一对冗余分支交换机，各辅助车间系统就近接入辅助系统集中控制网络，使辅网的网络连接更为 简洁，既能减小网络的敷设施工量也可以使光缆的长度减少。 运行人员可在集中控制室内的辅助系统集中控制网络操作员站上对各系统进行集中监控。由于辅助车间设备分散，分布面广，为了系统调试和启动初期方便，在就地预留了各辅助系统的工程师站接口。在网络故障和初期调试时，可使用便携式工程师站在就地调试、操作。 整个辅助控制系统具体设置如下: 辅助系统集中控制网络采用冗余以太网，设置两台互为冗余的实时数据库服务器，设一台辅网工程师站，在集中控制室中设置4台操作员站。 循环水泵房控制:同方案一。 脱硫系统控制:这里需要特别说明的是，脱硫系统作为一个新型环保技术，近几年来才在火电厂的建设中大量应用。在常规的电厂设计中，脱硫系统的设计时间上相 对比较滞后，并且总是作为一个独立的系统与全厂其它系统相隔离，工艺系统和控制采用捆绑式整岛招标，整个脱硫系统控制在脱硫岛内采用单独的DCS控制，设 有独立的控制点，并且大多与除灰渣、电除尘等合并控制室。随着我国对环境保护的要求越来越高，脱硫系统已经作为火电厂必备的设备，在新建电厂中其设计和建 设与全厂同步。同时由于近几年脱硫系统的使用，火电厂对脱硫系统的熟悉和掌握也已经越来越深入，再将脱硫系统作为一套独立系统考虑就显得不尽合理。我院 2001年设计的深圳西部电厂在设计期间就规划将后期投入的脱硫系统纳入机组DCS系统，脱硫控制成为DCS系统的远程控制站，由单元机组的操作人员监 控，现已顺利投运。该电厂采用的是海水脱硫系统，将其控制纳入机组DCS是完全合理的。而内陆大部分火电厂均采用湿法脱硫系统，工艺系统比较复杂。但经调 研，实际投运的湿法脱硫系统，其运行值班人员的工作量也主要集中在海水脱硫系统所没有的脱硫公用部分。从运行管理角度讲脱硫系统公用部分与除灰渣系统性质 相似(即物料输送和处理功能)，因此脱硫公用部分与除灰渣系统一起纳入辅助系统集中控制网络有利于系统运行管理;而脱硫单元系统纳入机组DCS控制，基本 不增加机组运行人员的劳动强度，也有利于当前实现机组全能值班员管理模式。所以在本方案中，将脱硫系统分解为单元机组部分和公用部分，其单元机组部分(烟 气系统、S02吸收系统、氧化空气系统)作为与机组运行密切相关的系统由机组DCS控制，其公用部分(石灰石浆液制备系统;浆液排放与回收系统、石膏脱水 及输送系统、工艺水系统等)由辅网PLC控制。 控制机柜设置在脱硫综合楼，就地不设控制室。 空压站控制:同方案一。 燃油泵房控制:同方案一。 凝结水精处理系统控制:同方案一。 全厂性公用水系统控制:同方案一。 制氢站控制:同方案一。 除灰渣系统控制:同方案一。 输煤系统控制:同方案一。3.2.3 辅助车间系统集中控制方案三 本方案的网络概貌如下: 该方案具有以下特点:依照现在较普遍采用的脱硫系统建设管理方式，脱硫系统采用独立的DCS系统;由于输煤系统控制不论地理位置还是功能要求，均相对独立 于其它系统，因此可单独组网，同时兼顾到输煤系统由于分布面广，正常运行需要现场干预较多，故将输煤系统的两台操作员站设置在独立的输煤控制室内，输煤控 制系统可通过专设的分支交换机接入辅助系统集中控制网络，操作人员也可在控制室通过辅助系统集中控制网络对其进行监控。除输煤系统外其它辅助车间控制系统 组成一个辅助系统集中控制网络。根据辅助系统的地理位置不同，在灰、渣区域和燃油、水系统区域分别设置一对冗余分支交换机，各辅助车间系统就近接入辅助系 统控制网络，使辅网的网络连接更为简洁，既能减小网络的敷设施工量也可以使的光缆的长度减少。 运行人员可在集中控制室内的各辅助系统网络操作员站上对各系统进行集中监控。由于辅助车间设备分散，分布面广，为了系统调试和启动初期方便，也在就地预留 了各辅助系统的工程师站接口。除煤系统外其它铺助系统控制网络的操作员站均设置在集中控带室，运行人员可在操作员站上对所属系统进行集中监控。同时在就地 预留了各辅助系统的工程师站接口。输煤系统操作人员通过设在就地输煤控制室内的操作员站完成输煤系统的监控。 该辅助控制系统具体设置如下: 辅助系统控制网络采用冗余以太网，设置两台互为冗余的实时数据库服务器，设一台辅网工程师站。在集中控制室中设置3台操作员站，输煤控制室设置两台输煤系统操作员站。 脱硫系统控制:烟气脱硫系统及其公共系统采用一套单独的分散控制系统(DCS)控制。两台机组的脱硫系统FGD，DCS的硬件及电源配置相互独立，当一台 机组检修停运时，不会对整个FGD，DCS和另外一台机组脱硫装置及公用系统的正常运行造成影响。脱硫控制系统的操作员站设在集中控制室内。控制机柜设置 在脱硫综合楼，就地不设控制室。相关信息通讯至SIS系统。 循环水泵房控制:同方案一。 空压站控制:同方案一。 燃油泵房控制:同方案一。 凝结水精处理系统控制:同方案一。 全厂性公用水系统控制:同方案一。 制氢站控制:同方案一。 除灰渣系统控制:同方案一。 输煤系统控制:采用独立的冗余PLC控制系统，通过设置在输煤控制室内的输煤操作员站实现对输煤系统的控制。控制机柜设置在输煤配电间。 3.3 集中控制方案可行性分析 3.3.1 外部条件 本文所提出的三个辅助车间系统集中控制方案，都涉及到控制点合并，在集中控制室内完成单元机组及辅助系统的监控。控制点能不能合并，与工艺系统的运行方式 及工艺系统中所选用的被控设备是否能满足控制要求有着密切的关系，工艺系统提供必要的条件(例如工艺系统尽可能的简化和选用可控性好的优质设备等)是提高 自动化水平、合并控制点的前提。 从近几年设计并已投产的工程情况来看，辅助系统被控设备能够具备较好的可控性和可靠的反馈信号，已可以满足远方控制或程控要求。在当前的大型火电厂工程的 设计中，各工艺专业对工艺系统不断进行优化，而在被控设备的选型上也给予了高度的重视。从另一方面看，工艺系统即便发生单一设备或局部系统故障，基于运行 人员能及时发现故障，使得检修人员有足够的时间及时排除故障。 再者，一些工艺系统的某些环节或全过程是允许中断或不需要连续运行的，这也使得这些工艺系统的集中监控成为现实，同时也使得相应工艺专业不需要一味选取价格昂贵的被控设备去满足全厂集中监控的自动化水平要求，而可以根据系统运行特点做到有的放矢，以期达到目的。 而在厂区总平面的布置上，当前的设计基本上遵循减少占地面积、降低工程造价的原则，整体布置非常紧凑，同时可根据控制点集中的需要尽可能将各辅助系统相关 工艺设备相对集中布置，为集中巡视创造了条件。气力除灰系统、电除尘系统、脱硫系统相对集中布置;输煤系统的控制设备间也紧邻脱硫综合楼;水系统从主体上 看分为两部分:主厂房零米集中布置了凝结水精处理、汽水分析、化学加药设备，主厂房外以补给水处理车间为中心相对集中布置了综合水泵房、工业废水 处理系统等，集中了水务区的主要工艺系统， 制氢站也布置在附近，巡视比较方便。 由此可见，控制点合并的外部条件在实际工程应用中基本可以得到满足。3.3.2 控制设备 要实现控制点的合并进而实现全厂辅助系统的集中监控，还需要选用适当的控制设备，组成合理的控制系统。 辅助系统的控制设备可采用PLC或DCS。从单一辅助系统的工艺特点来看，成组的、有时序的开关量控制占绝大多数，且不需要像单元机组那样大量的数据计 算，选择PLC进行控制更合适。从当前系统价格情况看，目前采用PLC比采用DCS构成同样规模的控制系统仍可节约投资。 二十世纪八十年代末期，PLC+CRT形式的监控系统已开始在电厂辅助系统的控制中采用，逐渐地多数电厂主要辅助系统的程序控制均由PLC实现，并积累了 丰富的工程经验。随着PLC硬件和软件的迅速发展，不断更新换代，具备了较强的网络支持能力，完全可以满足组建辅助系统控制网络的要求。在电厂应用较多的 PLC品牌有SIEMENS、MODI-CON、A-B、GE等，这些产品质量可靠，在电厂输煤、气力除灰、锅炉补给水、凝结水精处理等大型控制系统中已 有过许多成功运行经验。随着网络应用的发展，各硬件生产商都推出了支持开放标准网络的产品，可提供成熟、可靠的网络接口，能支持多种网络协议，可以方便地 组成网络控制系统。与此同时，一些电厂为了节俭运行人员，已经成功地完成了辅助系统的分区集中监控改造，如分别组成水、煤、灰网络，并在此基础上规划或已 实现通过核心交换机组成全厂辅助系统集中监控网络。这使得实现辅助系统的集中监控已经不再是理论方面的纸上谈兵。3.3.3 控制点设置 在采用基于DCS或PLC的网络控制系统进行辅助系统监控后，需要根据各系统工艺的复杂程度、测点的多少、工艺设备的布置情况，综合考虑控制系统的可靠性 要求及网络的数据传输能力，选用合理的控制系统配置方案。其中包括如何合理设置控制点，以及应采用何种控制系统结构的问题。辅助系统控制点的设置可集中于 一点或直接采用机组的DCS进行控制，也可将全厂辅助系统按煤、灰、水分区设置。全厂输煤系统可作为一个整体进行统一规划设计;灰、渣系统无论工艺特点还 是物理位置均比较接近，作为一个分区控制点有利于统一协调，而且其地理位置靠近主厂房，控制点设在集控室不会影响该系统的监控运行;水系统则需划分为二个 部分:一是由机组DCS系统控制的循环水泵房，二是厂区内由PLC网络控制的补给水处理、凝结水精处理及树脂再生系统、厂内净水站、工业废水处理、汽水分 析、化学加药设备等。对水系统来说，在补给水处理车间设置水系统分区控制点与在集中控制室设置辅助系统集中控制点没有什么区别。另外，还有脱硫系统，随着 环保对电厂排放的要求日益提高，以前脱硫单独成系统，并可在机组运行时旁路的运行方式已经无法满足环保的实际需求，这使得脱硫系统与机组的运行有了更密切 的联系，将其与机组DCS和辅助系统控制合并已将是必然趋势。 按照2000年示范电厂模式，水、煤、灰、脱硫系统分别设置控制室。若按每个控制室2030m2面积、每值设置2-3个操作人员5班3值计算，辅助系统 共需要80-120m2的控制室面积，需要运行人员更多达40-60人。采用辅助系统集中控制后，由于辅助系统控制点与机组控制点合并，位于集中控制室， 就节省了原辅助系统的80-120m2的控制室面积以及相应的配套设备(如暖通、消防、照明等)费用，同时辅助系统运行人员也由原来的多达近60人减少到 10-15人。 如果每位运行人员年工资奖金依据7万元/人算，每年至少可节省200万元以上。 就总休规划而言，设置全厂统一的辅助系统集中控制点比设置分区控制点更为合理。 3.3.4 控制系统结构 辅助系统的DCS或PLC控制方案，根据DCS或PLC是否分散及是否采用远程I/O，可以有如下四种构成形式: 集中DCS或PLC+本地I/O 分散DCS或PLC+本地I/0 集中DCS或PLC+远程I/O 分区集中DCS或PLC+远程I/0 集中DCS或PLC+本地I/0的形式在以往的工程中应用最多，比较可靠，但控制电缆及其安装费用较高。分散DCS或PLC+本地I/0的方案可以有效地 减少控制电缆及其安装费用，且从理论上讲分散了故障发生的可能性，但由于分散到各辅助系统的DCS或PLC规模较小且各自的控制内容及其重要性差别较大， 不便于采取必要的冗余措施，同时使DCS或PLC的功能配置受到限制。采用远程I/O的方案(集中DCS或PLC+远程I/0、分区集中DCS或PLC+ 远程I/0)可以较好地克服这两种方案的缺点。 集中DCS或PLC+远程I/0的形式是指全厂设一套DCS或PLC，用于所有辅助系统的控制，但将I/0设备分散在各个车间，以减少电缆的耗量和节省安 装费用。这样的结构，DCS或PLC设备的规模较大，但设备数量少，便于统一设置电源及空调系统便于集中管理及维护，且减少了设备布置所需面积。目前很多 品牌的PLC能够处理多达3000点现场I/O,I/0扫描周期在lOms之内，远程I/0链可长达3000m;DCS系统较PLC系统功能更为强大。这 些数据说明，直接以集中DCS或PLC+远程I/0方式构成全厂辅助控制系统是有可能的。但采用完全集中的DCS或PLC不可避免的缺点是:系统庞大， 功能划分不清，系统组态和调试难度大;控制设备过于集中，不利于分散故障发生的可能性;需要彻底打破工艺系统设备配供控制系统的模式，在控制系统与工 艺设备接口方面存在很多问题。因此对全厂辅助系统的集中控制采用这种结构形式也是不合适的。 分区集中DCS或PLC+远程I/0的形式是对上面一种结构形式的改进。它是先针对各分区按集中DCS或PLC+远程I/0方式设置控制系统，再通过以太 网或其它型式的网络将各分区控制系统联接起来，在集中控制点统一设置上位机系统。和上一种形式一样，它也可以有效地减少控制电缆及其安装费用，同时它又克 服或避免了前一种形式所带来的缺点。只需在设计及订货时统一辅助系统DCS或PLC的品牌系列、网络接口型式及上位机系统软件平台，就能够很好地实现全厂 辅助系统集中控制。主要控制设备分区布置，虽在集中管理方面略显不便，但按工艺系统相近原则配置的控制系统在系统组态、调试、维护等方面都具有优势。更重 要的是，此方式不需要从根本上改变目前的设计及采购模式，具有其它模式所无法比拟的可操作性。因此，辅助系统集中网络采用这种结构形式非常合理。采用此种结构时，DCS或PLC分为7-12套(煤1、灰1-2、水3-5套、油4套、脱硫1-3套)，每套DCS或PLC相对规模较小，分别布置在各分 区相应的控制设备间内，其优点主要有:便于系统组态和调试;远程I/0链较短，有利于采用较高的通讯速率以实现较快的控制;便于分别招标采购。 至于DCS和PLC之间的选择，由于火电厂辅助系统范围广，系统较为庞大。 而从实际应用业绩来看，虽然DCS系统的调节功能更为强大，统一了全厂硬件和软件平台，但由于辅助系统控制中大量为开关量信号测点，PLC系统处理开关量 信号速度比DCS更快，同时PLC系统在国内外火电厂的应用证明其可靠性不容置疑，其网络功能以及组态编程已经非常接近DCS的水平，而且采用DCS实现 辅助系统的控制实现上述PLC的功能费用有所上升。综上所述，我们建议采用分区集中PLC+远程I/0的结构形式，在集中控制室内对全厂辅助系统集中监 控。 3.3.5 辅助车间集中控制方案的经济性 从科技进步意义上讲，用先进、成熟、可靠的技术来实现更新换代是时代发展的必然趋势。对电厂辅助系统采用集中监控，将使辅助系统的监控水平逐步赶上主系统 的监控水平，与厂级监控系统连接变得简单，为实现全厂控制系统网络化提供了条件，摆脱了以往电厂辅助系统控制技术落后于主机控制系统的现象。 从使用和维护的角度看，所有的辅助系统采用统一的技术、统一的控制手段，可极大地方便电厂运行和检修人员，减少备品备件的品种和数量。 从经济角度来算，辅助系统采用集中控制方式，在控制室实现对各辅助系统的监控，可节省大量运行人员，极大地提高电厂的劳动生产率，实现减人增效的目标。按 7万元人人x30年计，可见其经济效益十分明显;另外，还可以减少备品备件所占用的资金，减少调试费用，减少运行维护人员培训的费用;如果是新建电厂，单 从土建方面看，可省去若干个辅助系统控制室的建造费用，效益已是非常明显。 从管理角度来谈，以往各辅助系统有自己的控制室，运行人员往往也同时归该系统的独立部门管理。分散的、各自独立的辅助车间往往缺少横向联系，甚至一个化学 车间的几套控制系统也分几个部门管理，这样做的后果必然是控制人员多，难于管理，各系统之间缺少横向联系。采用辅助车间集中控制系统后，集中控制的运行人 员可以归运行部门统一管理，控制设备检修归检修部门管理，原来独立的车间主要负责机务设备的检修及维护，这种集中的专业化的管理有利于设备检 修水平的提高和人员素质的培养。四、存在的问题和建议 (1)对辅助系统进行集中控制后，对运行人员的素质有更高的要求。单元机组运行人员除通过DCS系统完成对炉、机、电的监控外，还需兼管挂接在DCS系统 控制网络上的脱硫单元机组部分系统。而且在设置于集中控制室的辅助系统上位操作站用于整个辅助系统集控，不再划分为煤、灰、水系统或更小的分系统，这就要 求每一个运行人员对全厂参与集控的所有辅助系统都具有足够的认识和运行经验，同时还需要具备较强的独立判断、处理运行问题和合理调动现场巡视人员的能力。 采用新的控制模式是为了达到减大增效的目的，运行人员的培训工作将直接关系到此目的能否实现。(2)目前，许多被控设备在供货时都采取机电一体化方式，但所供控制设备存在一些问题。一方面是控制回路的设计不完善。例如，有些随主设备配供的电动机或 电动门控制回路中只考虑了设备本体的联锁保护要求，而未考虑整个工艺系统的控制要求，常常不留远方操作接口，修改不便。二是有些厂供控制装置在配供的仪表 设备选择上存在问题，所选仪表和电气元件质量差，可靠性低。这对于系统的安全运行有相当大的影响，尤其对无人值班的系统。 由于辅助网络控制系统的正常投运很大程度上取决于各控制子系统本身的自动投入情况，在电动门、气动门和电磁阀等执行元件的选型中应尽量选择开关动作灵活、准确无误和位置反馈可靠的产品。程序控制所涉及的设备应是可控的，不能有手动阀之类的设备。 (3)由于方案二中，脱硫控制系统不再作为一个独立于其他辅助系统的控制系统，被分为单元机组部分和公用部分，分别纳入机组DCS系统和辅助车间系统集中控制网络，因此以往脱硫系统整岛总承包的招投标方式以及相应的人员组织结构和工程管理模式均应有所改变。 (4)由于各辅助系统的专业差别比较大，在各系统招标相技术谈判中要全盘考虑，要在控制策略、控制主设备、通讯协议以及系统的开放性方面作出统一要求。而 且由于各系统的招标采购顺序不同，这就要求业主和设计单位始终要把辅助系统控制网的方案放在重要的位置，以免因遗漏而造成整个网络衔接不上，达不到预期的 控制水平。招投标时可将整个辅助网络(大框架)和部分辅助系统放在一个标段招标，从而选择有业绩、有成功经验的投标商来总承包，并由其负责对其它各 辅助系统的整合。