试论首钢自备电站机炉控制系统的现状和改进

存在的主要问题
首钢自备电站投产12年为首钢发展作出了巨大贡献，但是人们对现代控制技术与主体工艺设备在可控性和施工质量方面的磨合配套估计不足，也逐渐暴露出一些问题，主要是:

(1) N-90控制范围过大、过全、过于集中，大量电器设备甚至液压传动的信号也都进人N-90。有些与主工艺流程无关的局部系统如冲渣、吹灰，很长时间才用一次，也进入N-90。还有些工艺设备可控性差，经常需人工现场干预.如磨煤机系统也全部进人N-90。使N-90集中操作监视、分散控制、分散危险的优点发挥不够，整个系统投资也降不下来。3号机改上PLC指M-984 )和数采.就是对这个问题的反思和探索。

（2)过程站选址不理想，1号、3号站均处于煤粉仓下部.房间密封条件差.长期漏粉、漏水。尤其是过程站电缆人口，靠近磨煤机爆发口上方，多次被磨煤机爆燃引燃电缆。2号炉投产时铺设的电缆已烧坏80%以上。现1号、3号站地板下电缆层内已积满煤粉，一旦因爆燃引燃电缆则会酿成重大事故。

(3）作为事故处理手段和应急措施，机、炉投产后陆续增加了部分电气、仪表盘。包括N-90的OIU,数字站也一起放在汽机间的} . 2m层偏跨和锅炉加药间，环境极差，进出不便，也不安全，且把整个系统搞得支离破碎，不伦不类，易产生新的隐患。N_90的OIU操作接口，经10年长期使用后部件已严重老化，触摸式智能键盘都已严重破损。原制造商早已升级换代不再生产。而且原oIu由于系统环路通讯过于拥挤则经常出现死机现象，影响正常生产监视操作。其上位机v}xl lasso小型机因其内存和速度都不适应现场要求和环境条件，在投产后s}-}年就遭淘汰。

（4）用于3号机的MIGO:}1的X32和IAA数采系统，故障不断，经8年运行已有50 9}0信号不能输人，也无法购置备件。这种情况随时间推移还会与日俱增。4号炉的X32在承担重要参数的监视及重要回路的调节方面也难如人意，总之，对上述间题的改进和完善已迫在眉睫。

　　4对系统改进完善的意见

    笔者经认真调研，反复思考，在多方听取生产、维护和管理部门人员的各方面意见后，站在设计人员角度，认为从保首钢生产用电的大局出发，从电站的实际效益出发，利用每年一次大修机会，对控制系统进行有计划有步骤的改造、完善，直至最终消除隐患是十分必要的。

    总体改造的内容，按照轻重缓急的原则依次是:

    (1)分步拆迁1号3号站和机、炉临时值班室内的N-9i1和仪表、电气盘，机炉分开控制，在锅炉$m平台南端汽水分析室改建1号,2号炉控制室，楼上为过程站，楼下($m层)为控制室。在汽机$m平台北端副跨外改建1号、2号机控制室及过程站。

    (2)对N-ga消肿减肥，精简控制范围，提高控制质量和可靠性，改变大而全、过分集中的情况:一是对绝大部分水泵、电机、电动阀门交由电气或PLC控制;二是对一些无需自动调节或工艺根本就不具备条件的回路，交由仪表盘上手操器操作;三是工艺设备自成系统的保护设备，不再经过N-90，如汽轮机5台保护柜全部从N-90中摘出，独立工作。

    (3)对现有N-9U的OIU操作接口单元和上位系统改造升级有两种做法:一是去掉OIU，上位监视管理采用通用工业微机装载FIX}emacs为上位软件。UIU在投产之初继续与工业微机并存，然后待操作工熟悉后逐步去掉QIU。利用通用微机的丰富工控软件，还可以使人机界面更加友好，实现中文显示操作;二是将PCU的通讯模块和上位系统向I:VF`I-9i?升级。INFI-90与t}_}a在模件级兼容，PCU可利用原有设备，只需更换原有的LIM和BIM为NIS和NPM，将环路接口CIU03更换为ICI，然后去掉QIU，更换为以通用工业微机为载体的~ducoor-NT操作员站。

　　本方法充分利用N-90旧有设备，只在上位部分更换必要设备及软件就可实现整个系统的升级换代，且可先升级一台QIU，待消化吸收其技术后，再考虑全面的升级。

    两种方法都是采用通用工业微机和WindowsNT操作系统及TCPlIP开放型通讯协议，传输速率可高达lOMHz，每秒可传送几万个IIO数据，不会再出现死机，备品备件也不成问题。

    (4)3号机的数采和4号炉的调节，因机型与整个系统机型不统一，可考虑以下意见。一是3号机的数采可向:}1-9U靠拢，并可以上述方式向INFI-90升级，也可以向M-9S4靠拢，选用Modi~的984或quantum，上位都可选用通用微机，如用Fixdernacs，还可与3号机原已在用的984通讯。有人建议用Freelance-2000(小型PLC)系统替换X32和IAA数采，如能与M-984通讯，工作稳定，也是可以的，但最好是机型统一并面向将来系统的整齐划一。或是机炉都往N-90靠拢，或是汽轮机都用M-584或quantum，形成机炉控制系统的整体合理构造。二是4号炉的调节回路，如给水三冲量控制，因X32横向通讯的不可靠而受影响，那就只有考虑将其少量必要的调节回路和重要参数进人就近的3号炉N-90中去，由:V-90监视控制。鉴于4号炉刚投产不久，不易做较大变动，而应在1号、2号、3号炉的改造方向确定后，向1号,2号、3号炉靠拢。

    (5)操作和维护人员经十几年工作，对'.}1-90软硬件较熟悉，且有较强维修服务能力，而:}1-90又与INFI-90在模件级兼容，鉴于;}1-90设备的老化和破损，通过从上位升级开始，逐步实现向IN-FI-90的局部和全部升级，在目前首钢资金紧张的情况下确是可行的。

　　5系统改进及实施效果

    对首钢自备电站机炉控制系统的改进，关系到首钢热电生产经营的稳定发展。1997年，由电力厂、计控部配合电子公司成功进行了2号炉自控系统改造，又于1998年10月(上接第24页)着手对3号机的M ICON数采系统进行改造。4号炉的重要调节回路和参数也选择一批必要的点进人3号炉N-90PCU,实现了可靠的自动调节和监控。

    控制系统的可靠带来设备生产运行的稳定，产生的效益是十分明显的:由于2号炉改造，是在不动一次表，N-90充分利旧的情况下进行的，整个投资只有300万元，4号炉更是充分利旧.只花十几万元.但取得的效益都是十分惊人的。

    据电力厂有关部门介绍，2号炉改造和4号炉的局部调整见效很快。199H年1一9月，2号炉生产蒸气92.5万t，比1997年同期多生产蒸气16 . 952.5万t.多创效益1017万元。4号炉1998年1---9月比1997年同期相比多生产蒸气1.86万t，多创效益111.6万元。同样，锅炉的良好工况也给发电生产带来可观的效益，由于2号炉故障率显着降低，1998年1一9月，电力厂发电7.4146亿度，比1997年同期多发电7 700多万度，多创效益1 540万元。

    综上所述，本文认为.总公司在生产经营允许的条件下.应及早平衡安排资金，对电站机炉系统进行全面的改造和完善，以使机炉自动化控制水平提高到一个新的水平.为总公司多发电、多产汽，为全公司发展作出应有的贡献。