三门核电水处理系统集中监控方案分析 3页

2014年第19期NO．19．2014(总第298期)蓟高新技IC¨}¨^I．}TEc¨￡H￡Is￡；(CumulativetyNO．298)三门核电水处理系统集中监控方案分析王宇(三门核电有限公司，浙江三门317112)摘要：辅助系统集中控制是目前电厂辅助系统设计的主流方向。文章立足于三门核电水处理集中控制系统，简单介绍了其涉及范围、控制理念、设计原则，分析了其网络、拓扑结构选型，并提出了集中控制方案实施中应该注意的问题，对即将实施类似辅助系统集中监控的发电厂有一定借鉴意义。关键词：水处理系统；集中监控；网络；拓扑结构；辅助系统设计中图分类号：TK323文献标识码：A文章编号：1009-2374(2014)19—0027—03电厂的自动化水平不仅体现在主系统的控制方式，性、可靠性的基础上，合并水处理系统各监控点，实现辅助系统的自动控制方式也是电厂自动化水平的重要水处理系统集中控制，最终达到减员增效、提高管控水体现。当前大部分电站的辅助系统基本上均按受控对象平的目的。各工艺子系统能够在脱离集中监控网络的情独立配置，相互孤立分散，占用运行人员多，控制效率况下独立运行，在分部调试或某子系统检修时，不能影低。鉴于以上问题，国内新建电厂在设计时普遍采用辅响其他系统设备的正常运行。在现场调试和运行初期，助系统中监控网络，对辅助系统进行集中、高效的管可以考虑在重要子系统的电子设备间内设置必要的后备控。三门核电水处理系统即采用集中监控网络设置，联操作站进行操作与调试，待条件成熟后再将控制权限交接各水处理系统的控制系统，并设置集中控制室，通过至水处理控制室进行集中监控。操作员站完成对相关系统的集中监控。同时三门核电六台机组按三期规划，采用连续建设的模式。除需考虑本期各水处理系统的监控问题，还必1集中监控范围及理念须规划后期系统的扩容问题。集中监控系统必须采用开三门核电的水处理集中监控涵盖非放射性废水处理放的网络才能使扩容成为可能。系统、循环水次氯酸钠制备和加药系统、海水淡化系统、除盐水处理系统等。其中废水、制氯和加药系统为3集中监控网络结构每期一套的系统，即两台机组公用。海水淡化系统、除3．1技术要求盐水处理系统尽管采用分期建设模式，但始终为全厂公根据三门核电水处理系统的特点，对集中监控网络用系统。提出了如下技术要求。集中监控网络必须冗余配置，各水处理系统与电厂的生产过程密切相关，只有确在任一路网络连接发生故障的情况下由备用回路自动连保这些系统的正常运行，才能保证电厂的安全经济运接，在此过程中不应造成数据丢失和数据变化。集中监行，因此对它们的监控十分重要。虽然各个系统地理分控网络应能满足实时控制的需要，各子控制系统在不同布上较为分散，但系统之间具有较强的工艺关联性，因物理位置之问的网络传输介质应采用光缆。在集中监控此对它们进行集中监控有利于运行人员对电厂运行状况网络不能正常工作时，各子控制系统能独立工作以保证的总体掌握。各个水处理系统均采用PLC+上位机方式构各系统和设备的安全性。集中监控网络应具有诊断功成其控制系统，集中监控网络系统将全部水处理控制系能，具有高度的可靠性。集中监控网络上任一子系统发统集成为一体化控制网络，在一个控制室进行集中监视生故障，均不影响整个系统的正常工作。集中监控网络和控制，形成与DCS并列的综合控制系统。其克服了原是完全独立的控制网络，需与其他上层网络连接时，必有控制系统独立且分散的缺点，最大程度地节省了控制须通过网关及防火墙进行隔离。室建设投资以及减少了运行人员的配置。3．2网络类型监控网络主要可分为两种类型：专用控制网络和工2集中监控设计原则业Ethernet网络。比较两类网络，各自有以下特点：水处理系统集中监控应充分考虑水处理各子工艺系(1)专用控制网络。PLC厂商网络，专用硬件和软统设备运行的独立性，保证各工艺子系统运行的安全件支持，实时性好；支持冗余通讯；专用网络，协议不．27．\n开放；通用性不好，不同的PLC网络难以互联；传输速离，减少了环网的接点，网络的可靠性、扩展性、稳定率不高，效率较低。性大幅度提高。最终搭建的网络结构如图l所示：(2)工业Ethernet网络。标准化网络，通用的硬件和软件支持，实时性较好；支持冗余通讯；通用网络，开放协议；通用性好，不同的设备和系统间容易互联；传输速率高，效率较高。‘以上两类网络，各有优缺点。工业Ethernet网络以其公开网络、开放协议、通用性好、支持产品多、通讯速率高等特点，逐步被广泛使用。结合本工程特点，水处理系统集中监控的核心网络采用工业Ethernet网络标准。在传输介质上光纤具有以下优点：传输距离远、通讯带宽大、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、传输误码率图1水处理集中监控网络结构示意图低、不易损坏和电隔离作用。因而集中监控核心网络采4实施中应注意的问题用lOOMTCP／IP协议冗余光纤以太网的网络结构形式。4．1软件与画面统一3．3拓扑结构由于本工程各水处理系统的控制系统由不同供应商网络拓扑结构指的是网络接点的地理分布和网络互提供，因此为保证能顺利联网，且最后控制画面的一致连关系上的几何构形。常见的网络拓扑结构主要有：总性，需向各供应商提出统一的技术规范，主要包含以下线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑以及混合型拓扑。三个方面：(i)总线型拓扑。总线型拓扑采用单根传输线作(1)为各子系统主备用PLC、上位机以及集中监控为介质，所有的网络接点都通过相应的软硬件接口直接室的服务器、操作员站配置名称和分配IP地址。连接到总线上。其优点是结构简单，电缆长度短，易于(2)统一监控软件及版本，规定好各子系统的TAG布线及维护，易于扩充。缺点是总线的故障对系统是毁前缀、集群名称、IO服务器名称、报警服务器名称、趋灭性的，而且故障诊断和隔离困难。势服务器名称和报表服务器名称，以保证各子系统的数(2)星型拓扑。星型拓扑中的所有接点都连接到据库标签名、画面名等的独立性。网络的主交换机(中心站点)。在星型结构的网络中，(3)对系统和操作画面的页面风格、模板、背景单个接点的故障只影响一个接点，不会影响全网，因此颜色、分辨率、颜色质量、字体及画面分区等进行具体容易检测和隔离故障，系统扩展和重新配置网络也十分明确的规定，以确保画面风格的统一。对不同类型设备方便。其主要缺点是：网络对中心站点(网络的主交换的显示方案也需明确统一，如阀门的开关指令、开关反机)的可靠性和冗余度要求很高，一旦它发生故障，则馈和泵、风机的运行、停止、故障的颜色显示方案。对全网不能工作，而且需要的电缆也较多。不同介质的管道颜色也需统一方案。(3)环型拓扑。在环型网络中，所有接点被连接4．2设备选型成封闭的环。在工程应用中，一般采用冗余以太网环，为保证集中监控系统设备不至于很快落后，在设备其主要优点是可靠性高。主要缺点是系统扩展不方便，选型时，所选设备必须满足是目前市场上性能先进、应网络接点多时，信息传输效率较低，造成网络的响应时用广泛、标准开放，并具有普遍适用性的产品(包括控间变长，且成本较高。制器、I／O卡件、网络设备等)。(4)混合型拓扑。指两种或两种以上的拓扑结构各水处理系统的设备选型也应尽量做到全厂统一，混合使用，配置得当可融合多种结构的优势。便于后续的检修与维护。综上所述，总线型、星型和环型拓扑结构都有各自4．3后期扩展的优缺点，不能完全满足集中监控网络的要求，因此本由于本工程的水处理系统分期建设，集中监控系统工程水处理集中监控网络采用基于冗余星形和环形的混应注意为后期预留足够数量的接口。包含主交换机接口合型拓扑结构。将子系统中的PLC与就地操作员站先形数量、数据库及监控软件的设计、标签量的统计等均应成子网，子网分别拥有一对冗余的网络交换机，然后冗考虑完整并留有合理的备用，以便在二期和三期建设时余的分支交换机再与冗余的主交换机通过光缆以环形方对集中监控网络进行扩展。式集连，所有接点被连接成封闭的环。即整个网络看似冗余星形网络，但每一对冗余分支交换机与冗余主交换5结语机之间形成了环网。其克服了一般星型、环型拓扑结构采用水处理系统集中监控方案，减少了水处理系统的缺点，发挥了两种结构的优势，子系统间实现了电隔运行管理人员，提高了水处理系统的管理水平和自动化一28．\n2014年第19期NO．19．2014(总第298期)中阂高新技末佘业IcH{⋯I‘¨EcEHfe⋯I；Es(CumulativetyNO．298)液压支架绿色设计及关键零部件再制造技术研究苏磊(神华神东煤炭集团公司三道沟煤矿管理处，陕西榆林719407)摘要：为降低资源消耗、减少环境污染，实施液压支架绿色设计、推广再制造产业势在必行。文章介绍了支架绿色设计的内涵和特点，并就支架密封理论与技术的现状及发展趋势、水压传动的可行性及研究进展等关键问题进行了探讨。关键词：液压支架；绿色设计；再制造；水压传动；支架密封中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1009-2374(2014)19—0029—02为从根本上解决环境污染问题，近年来在全球范围2加强密封理论与技术研究，最大限度减少内掀起了～股绿色消费浪潮，绿色设计应运而生，相应系统泄露的绿色产品的设计理论也成为研究热点。液压支架作为液压支架在井下工作环境恶劣，系统压力高、流量煤矿井下关键设备，为使支架适应不同的采煤工艺和开大，供液距离长，液压元件多且密封结构复杂，因此采强度，保证开机率和使用寿命，我们必须从单纯产品对各密封元件的可靠性及寿命要求较高。长期以来国内设计理念向设备全生命周期设计理念改变，使支架在整密封产品的开发主要是引进、跟踪和仿制，缺少自主创个生命周期内发挥功用最大且对环境影响最小，防止煤新，技术攻关只侧重结构设计，集成技术研究较少，制矿装备盲目追求大型化，实现煤炭科学生产和煤机制造造、工艺及检测手段落后，材料利用率较低，国内同类企业的可持续发展。产品普遍比国外产品重20％~30％。1液压支架绿色设计的内涵和特点加强液压支架密封理论与技术研究，首先要从理论绿色设计的根本思想是在产品的整个生命周期内，上深入分析液压支架的密封工况和磨损机理，总结常优先考虑其环境属性，如可拆卸性、可回收性、可维修见失效形式和原因，研制和设计新型密封结构，提出合性、可重复利用性等，并将环境性能作为产品的设计目理的技术指标，提高密封可靠性。近年来，随着密封理标和出发点，在满足环境目标的前提下，保证产品应有论研究的深入，新型无模切削加工聚氨醋密封被广泛使的功能、使用寿命、经济性和质量等，并力求资源利用用，支架密封效果大大改善，可靠性显著提高。合理化、废物产生少量化、对环境无污染或少污染。3开展水介质液压支架基础理论研究，创建液压支架的绿色设计就是要考虑采用高水基乳化液洁净矿山甚至纯水等环境友好型传动介质，并且系统少泄漏或低水压传动以淡水或海水作为传动介质，具有保护环泄漏，工作噪声较低(<65dB)，同时容易拆卸，报废境、节省资源和能源等绿色特性。后可实现回收再制造。随着液压支架向重型、高压、大液压支架的工作介质为乳化液，为了防腐，缸体、流量方向发展，其振动噪声、泄漏、污染及回收再制造活塞杆、液压阀的阀芯及阀套等表面均需电镀，对工尤显意义重大。厂周围的环境造成了严重污染。另外，为了减少胶管数水平，达到了减员增效的目的，而在投资上仅仅增加了动化，2009，31(1)．服务器、交换机、光缆等费用，因此具有良好的经济效[2]赵阳．火电厂辅助系统集中控制解决方案U丁．黑龙益和社会效益。江科技信息，2010，(24)．参考文献作者简介：王宇(1987一)，男，重庆人，三门核【1]魏广鸿．火电厂辅网集中控制研究U]．电气传动自电有限公司助理工程师，研究方向：AP1o00核电项目电厂控制系统、辐射与分析仪表等。一29—