CEMS系统PLC冗余改造

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1、J电力安全技术第16卷(2014年第6期)CEMS系统PLC冗余改造肖盛贤，余彪，王炜炜(国投宣城发电有限责任公司，安徽宣城242052)[摘要]针对某发电厂烟气脱硫CEMS系统与PLC系统间单网通讯易出现故障的问题，提出一种将PLC系统改造为双机冗余热备配置的方案，并对其原理和关键点进行说明。改造提高了系统的可靠性，确保系统通讯不中断，提高环保数据的在线率，．减免了环保考核。[关键词]CEMS；数据采集与控制系统；冗余配置0引言数据采集和传输的可靠性提出了更高的要求。因此，对机组原CEMS系统的组成、结构和数据采某电厂

2、1号机组烟气脱硫CEMS(continuous集及通讯传输方式进行分析，提出了将数据采集与emissionmonitoringsystem，烟气在线监控系统)PLC(programmablelogiccontroller，可编辑逻辑系统为北京雪迪龙科技股份有限公司生产的RSC-控制器)系统改造成双机冗余热备配置的改造方案。900系列产品。该产品正常运行时较为稳定，但是在环保方面仍存在不足之处。1CEMS系统的结构与组成根据污染源自动监控设施运行管理办法(环发[2008]6号)和国家重点监控企业污染源自动烟气脱硫CEMS系

3、统由颗粒物CEMS和气态监测数据有效性审核办法(环发[2009]88号)相污染物CEMS、烟气参数测量子系统、数据采集与关文件要求，在线监测设备因故障不能正常采集控制系统(PLC系统)组成。和传输数据时，应采用人工方法进行监测，且人CEMS系统结构如图1所示，颗粒物CEMS工监测周期不得低于6h／次。这对在线监测设备为粉尘参数测量，气态污染物CEMS为SO、图1CEMS系统结构一一第l6卷(2014年第6期)电力安全技术JNO、O：烟气参数测量，烟气参数测量子系统为卡分别与主辅CPU连接，当其中1路出现网络故流量、压力、

4、温度、湿度测量。上述被测量均需经障时，可以切换至备用通讯网络，不影响数据传输。由PLC系统运算后，方可传输至应用层(省电力公司数据平台、工厂数据端、一体化工作站)，然后在一体化工作站(DAS)由数据采集仪通过无线GPRS传输至环保部门数据平台。2PLC系统组成该PLC系统采用西门子公司的$7-200型产品，现场设备与应用层之间的通讯必须经由$7-200CN处理该型产品的CPU为单一非冗余配置，其组成如图2所示，由于S7—200型产品硬件结构的原因，导致CEMS系统只能实现单网通讯，一旦网络出现故障，通讯将随之中断。此时应

5、用层将无法监测现场参数，环保部门也接收不到机组的运图3冗余热备配置PLC系统结构行数据，即使此时脱硫系统运行也将被视为停运，从而使企业遭受脱硫电价考核及环保罚款。3．2配置关键点由于省电力公司数据平台上位机为串口通讯粉尘、压力、烟气分析仪(MODBUS)协议，西门子4l2—5H型CPU不支持温度、流量、湿度(O2、SO2、NOx)、『串口通讯协议，需加装1个CP341串口通讯卡件，It，f$7-200CNlEM231I~EM232l方可实现数据的传输。由于西门子公司400与200f系列PLC程序不通用，为此重新编写了数据

6、转发r+l●I规则，按照新的数据转发规则，西门子412—5H型1省电力公司一体化工作工厂数据CPU和省电力公司数据平台之间的通讯问题得到数据平台站(DAS)终端(DCS)了顺利解决。数据采集仪H黧辈窑4系统改造后的应用情况图2PLC系统组成冗余设计提高了整个系统的平均无故障时间，3PLC冗余热备配置原理和关键点缩短了平均故障修复时间。因此，在重要系统上应用冗余热备配置非常必要。本方案采用并联冗余系3．1冗余热备配置原理统(互为冗余，即1：l冗余)，与单部件相比，平如图3所示，将PLC系统改造为西门子412-均无故障时间增

7、大至原来的1．5倍。改造至今未发5H型产品，实现双机冗余热备配置。正常工作时，生CEMS数据通讯中断的情况，降低了CEMS系主CPU运行，辅CPU监视主CPU中的运算数据，统通讯故障几率，避免企业机组运行期间因CEMS主辅CPU之间通过同步电缆连接。当主CPU出系统故障而产生的脱硫电价考核及环保罚款。现故障时，可以无扰切换至辅CPU运行。CPU与每一层I／O卡件之间通过IM153—2通讯模块连接，5结束语通讯模块之间采用并行连接并且冗余配置，当主通讯模块出现故障时，可以无扰切换至辅通讯模块运根据目前国内CEMS系统的使用

8、情况，大多行。一体化工作站(DAS)采用双网卡配置，2个网数系统集成厂家在设计产品时，都本着满足环保部一9一J电力安全技术第16卷(2014年第6期)相关文件要求即可的态度，在系统可靠性上并未投保考核的一种探索。入太多的精力。随着环保要求的日益严格，CEMS系统需要保持越来越高的在线率。系统冗余改造既能满足环保更高要