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摘要：输煤控制系统是电厂控制网络的重要组成部分，由于直接关系生产发电，因此输煤控制系统的可靠、稳定、安全显得极为重要。本文根据某电厂输煤系统工艺流程，针对常规I/O控制方式和基地式控制器I/O的控制方式进行论述比较，提出了采用基地式控制器I/O的方案。
关键词：输煤；DCS；基地式控制器I/O；常规I/O;
1前言
火电厂的输煤系统是辅机系统的一个重要组成部分，是保证火电厂稳定可靠运行的重要因素之一。一个高可靠性和灵活性的燃料输送系统程序是机组乃至整个电厂稳定运行的重要保证，其运行的好坏直接影响到电厂的安全运行。与此对应的是极为恶劣的现场环境，输煤系统的主要特点是工艺线路长、系统跨度大、设备数量多且布置分散、设备多采用强电控制、电缆用量较大、燃料敞露运输、设备电磁干扰大、运行环境恶劣、设备间工艺联锁关系比较复杂。这些特点对输煤DCS的安全性、可靠性、稳定性提出了很高的要求。本文现根据某2×630MW燃煤机组工程输煤DCS的I/O方案展开介绍。
2某电厂输煤控制系统配置方案
2.1输煤工艺系统简介
某2×630MW燃煤机组工程的输煤系统，设计布置2个条形煤场，每个煤场设置一台悬臂式斗轮堆取料机，15条皮带输送机、2个煤场及2台斗轮堆取料机、火车煤翻车机、汽车煤受煤站、原煤仓以及皮带沿线的各种大小设备数百台。
2.2输煤DCS方案
根据负荷的初步统计结果，输煤DCS的DI测点为1440点，AI测点为292点，DO测点745点，AO测点63点，PI测点24点，总计2564点，预留15％的备用量，总点数以2949点考虑。现将以这些测点数量为依据，根据输煤系统输煤栈桥和输煤设备的总体布置，结合电气配电间的设置特点，分别对常规I/O控制方案和现场总线控制方案进行说明。
2.2.1常规I/O控制方案
输煤控制系统采用常规I/O方案，输煤就地控制室布置于输煤综合楼中，输煤系统采用DCS控制（双网冗余）、远程I/O方式。为节省控制电缆，在控制对象相对集中的区域设置远程分站，分站与主站之间采用光缆进行通讯连接。总体配置大体如下：
（1）输煤主站（就地控制室）布置于输煤综合楼输煤电子设备间内；
（2）（2）#1远程I/O站布置在输煤负荷相对集中的采制化楼电气配电间内；
（3）（3）#2远程I/O站布置在输煤负荷相对集中的主厂房煤仓间电气配电间内；根据负荷及控制楼统计，估算出输煤DCS采用常规I/O方案大约需要控制电缆728根，电缆长度平均80米/根，电缆约需58公里。
2.2.2基地式控制器I/O控制方案
输煤控制系统采用基地式控制器I/O控制方式，输煤就地控制室仍布置于输煤综合楼中，采用DCS控制，双网冗余。与常规I/O控制方案相比，基地式控制器I/O的控制方式最大的区别在于，将绝大部分I/O模块分散布置在输煤设备现场，输煤DCS与基地式控制器采用总线技术连接，可根据输煤系统的控制特点，选择性的采用Profibus、DeviceNet、CANopen、Modbus等多种总线协议。
根据输煤工艺流程，沿着输煤胶带机在翻车机室、#1、#2转运站、碎煤机室、#3转运站、煤仓间等处设置总线控制箱，就地I/O安装于其中。总体配置大体如下：
（1）输煤主控制器（控制室）布置于输煤综合楼输煤电子设备间内。
（2）翻车机室设置2个总线控制箱，用于汇总翻车机室内的输煤设备I/O。
（3）#1转运站设置2个总线控制箱，分别对应#1甲乙胶带机，用于汇总#1
转运站内及临近的输煤设备I/O。
（4）#2转运站设置4个总线控制箱，分别对应#2、#6甲乙胶带机，用于汇总#2转运站内及临近的输煤设备I/O。
（5）碎煤机室设置2个总线控制箱，分别对应#3甲乙胶带机，用于汇总碎煤机室内及临近的输煤设备I/O。
（6）煤仓间＃3转运站电气配电室设置2个总线控制箱，分别对应#4、#5甲乙胶带机，用于汇总#3转运站、#4、#5甲乙胶带机沿线的输煤设备I/O。
（7）原煤仓设置2个总线控制箱，分别对应机组原煤仓，用于汇总原煤仓料位测量I/O。
根据对该方案控制量统计，估算出输煤DCS采用基地式控制器I/O方案需要大约需要控制电缆624根，平均电缆长度30米/根，电缆约需18公里。
3输煤控制系统I/O方案比较
常规I/O方案和基地式控制器I/O方案总体配置对照如下
比较上述两种控制方案，可以清晰地看到，输煤DCS采用基地式控制器I/O方案，控制电缆投资一项就可减少40公里，附带减少了现场电缆敷设的工作量，降低了施工难度，其经济效应是显著的。
由于输煤现场环境条件较为恶劣，粉尘、潮湿、振动、噪音、电磁干扰等比较严重，采用基地式控制器I/O对于配置的硬件设备性能要求较高，因此现场
I/O模块需采用高性能、IP67的I/O模块。为了便于进行经济比较，投资估算仅针对输煤控制系统的设备造价进行比较，主要设备价格参照如下原则：
(1)I/O模块：总点数以2949点考虑。采用常规I/O方式；基地式控制器I/O选用国产优质产品。
(2)控制电缆及现场总线专用电缆：采用当前市场平均价格1.2万/Km估算，不包含安装费用以及电缆构筑物费用。
(3)DCS采用国产品牌,包含就地主站、工程师站、通信管理机、通讯接口装置等网络设备及通讯软件费用。
(4)不包含输煤皮带沿线传感器以及相互连接的控制电缆的费用；基地控制器I/O与常规I/O投资概算对比见下表：
输煤皮带沿线传感器均考虑采用常规传感器元件。通过设备造价投资比较,输煤DCS采用基地式控制器I/O方式，由于节省了大量的控制电缆和安装敷设工作量，其总体综合投资与常规I/O控制方式大体相当。
通过以上比较说明，采用基地式控制器I/O，对工程一次性投资的影响并不大，能够提高整个系统的运行稳定性和系统的自动化水平，加快工程的建设周期，对整个工程具有实质性的意义。
4结语
输煤DCS使用基地式控制器I/O能更好的解决输煤系统工艺流程复杂、设备布置分散、电磁干扰大、运行环境恶劣等不利条件，其先进性是不言而喻的。既满足了输煤系统所面对的复杂工艺要求，又提高了系统的合理性、安全性和可靠性。
参考文献:
【1】凌志浩;现场总线与工业以太网[M]；北京：机械工业出版社，2007
【2】陈萍等;输煤程控系统发展的研究；电气设计技术，2008，(2)