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分类号：TM621.6 文献标识码：A
文章编号：1001－2060（2000）02－0140-02 Design and Implementation of the PLC Control System of a Thermal Power Plant Air Dryer Li Dazhong, et al
（North China Electric Power University） Abstract：A modification design was conducted of the control system of a thermal power plant boiler air-dryer through the addition of a OMRON PLC controller. The on-site commissioning tests show that the PLC-based control system has promoted a safe and reliable operation with powerful functions and a high flexibility in conducting operation changes. As a result, all design targets have been attained.
Key words：PLC controller, air dryer, operating time-sequence, control logic▲ 1 引言
我国现在火电机组装机容量越来越大，需监测的参数及控制回路数亦成倍增加，且日趋复杂。火电厂空气干燥器系统为气动控制回路、磨煤机系统及过程监测仪表等提供控制气源，如果气源质量不合格，将会严重威胁机组的安全运行。常规干燥器控制系统多采用机械式、继电器式、模拟控制仪表及单板机等方式实现，控制系统可靠性差，功能单一，不能适应高参数大容量发电机组的要求。本文以上安电厂300MW机组锅炉空气干燥器控制系统改造设计为例，对PLC控制系统的方案确立、控制软件逻辑设计、调试等作了介绍。
上安电厂3、4号炉原空气干燥器控制系统采用了机械凸轮式结构，由于设计和控制系统等方面的原因，自机组投运以来一直未能投入正常运行。PLC具有体积小、可靠性好、编程组态灵活、性能价格比高等特点，因而PLC在火电厂程控保护等系统中被大量使用。为此，采用PLC对原控制器和气路控制阀系统进行了重新设计和改造。经改造后的控制系统运行正常，安全可靠，符合设计要求。 2 控制系统的方案设计
2.1 方案的选择与确立
经过对原系统工艺流程、控制逻辑和I／O点数的分析，并考虑电厂实际，本设计控制器采用OMRON C28P PLC。气动门控制阀采用美国ASCO公司生产的两位三通220VAC电磁阀，由于C28PLC带有上位机接口功能，为些该系统今后可实现与上位机系统的实时联网监控。
原系统中只有两个排气控制阀，没有进气控制阀、旁路控制阀及主管道压力检测开关，根据该情况并考虑系统运行的安全性，设计增加了两个进气控制阀、两个主管道压力检测开关和一个旁路控制阀，并在控制盘上制作了新的干燥器系统控制工艺流程图。
2.2 系统总体构成
干燥器控制系统总体构成如图1所示，系统主要由五部分组成： 
图1 干燥器控制系统总体构成 (1)干燥器控制罐A、B；
(2)气动薄膜控制阀CV1－CV5，工作压力：0～0.2MPa；
(3)ASCO三通电磁阀KC1-KC5；
(4)减压阀(0～1MPa)、带死区压力检测开关(0～1MPa)；
(5)PLC操作控制盘。
2.3 系统工作过程
如图1所示A、B干燥器在PLC控制下，交替循环工作，基本工作过程如表1所示： 表1 A、B干燥器工作时序表定时CV1KC1CV2KC2CV3KC3CV4KC4工作状态T00ONOFFOFFONOFFOFFONONA工作，B再生T01ONOFFOFFONOFFOFFOFFOFFA工作，B充压T02ONOFFONOFFOFFOFFOFFOFFA工作，B均压T03OFFONONOFFOFFOFFOFFOFFA待再生，B工作T04OFFONONOFFONONOFFOFFA再生，B工作T05OFFONONOFFOFFOFFOFFOFFA充压，B工作T06ONOFFONOFFOFFOFFOFFOFFA均压，B工作T07ONOFFOFFONOFFOFFOFFOFFA工作，B待再生
为了保证干燥器安全运行，设置附表中A、B干燥器工作条件：CV1、CV2气动阀为常开式，CV3、CV4气动阀为常闭式，KC1-KC4电磁阀均为常闭式。当控制盘启／停开关在停止状态时，CV1、CV2处于常开状态，保证主管道压力大于0.75MPa；启/停开关在运行状态时，PLC执行程序系统按表1时序逻辑进行，循环进行空气干燥。
CV5、KC5分别是常闭式气动薄膜阀和常闭式电磁阀，当安装在主管道的两个压力检测开关有一个检测到压力低(小于0.65MPa)时，KC5带电打开CV5气动旁路阀，以均衡主管道压力，避免因压力低造成磨系统等炉侧联锁保护动作和停炉跳机事故的发生。该功能也是本设计的新增功能，另外，压力检测开关设有一个可调不灵敏区，目的是为了避免主管道压力小范围波动时，造成旁路阀频繁动作，本设计不灵敏区为0.65～0.69MPa，当压力低于0.65MPa时，旁路阀打开，当压力在0.65～0.69MPa范围波动时，压力检测开关保持压力低信号。该不灵敏区可根据系统运行的实际情况灵活设置。
此外，KC1～KC5也可采用常开式，只要调整ASCO电磁阀的安装方式和改变PLC输出逻辑的状态即可实现。CV5、KC5均采用了常闭式，避免了在PLC运行时，电磁阀经常带电的现象，延长了PLC输出接点的寿命。
3 软件设计
3.1 系统I/O配置
系统I/O点数为：
输入信号：包括启/停开关、实验按钮、压力检测开关等4点；输入信号均为24VDC
输出信号：包括5个电磁阀控制信号、7个运行状态指示灯等12点；输出信号均为继电器接点
3.2 软件逻辑设计
根据表1系统运行时序和模拟工艺流程图要求，系统软件控制逻辑框图设计如图2示。 
图2 系统软件控制逻辑框图 CV1/KC1、CV2/KC2分别对应A、B干燥器的进气阀和控制电磁阀；CV3/KC3、CV4/KC4分别对应A、B干燥器的排气阀和控制电磁阀；CV5/KC5对应系统的旁路阀和控制电磁阀。当相应气动阀打开时，状态指示灯亮，否则为灭；当压力低或实验按钮按下时旁路阀灯和压力低灯亮；当系统运行时，运行灯亮，其它状态灯按控制逻辑变化，当系统停止时，只有CV1、CV2状态指示灯亮。
4 结束语
根据设计要求，现场对系统的减压阀和压力开关进行了标定和试验，并对系统整体进行了考核运行。实际投运结果表明，该系统运行正常，安全稳定符合设计要求，解决了锅炉控制系统和仪表系统不能正常使用干燥空气的问题。
因此，采用PLC可编程控制器替代常规继电器逻辑、模拟机械控制逻辑，对火电厂主、辅机程控保护等自动系统进行更新改造不失为一种有效的途径和方法。 (何静芳 编辑)■ 作者简介：李大中(1961-)，男，山西人，华北电力大学动力系副教授
作者单位：李大中（华北电力大学，河北 保定 071003）
刘淑平（华北电力大学，河北 保定 071003）
李永甫（华北电力大学，河北 保定 071003） 参考文献： ［1］陆岛.工业电脑的安装使用.北京：印刷工业出版社，1994.
［2］中国科学院计算中心，陆岛自动化工程公司编.OMRON可编程序控制器C28P安装手册.北京：1994. | 
