摘要：介紹某電廠鍋爐TRICONEXTS3000控制系統的組成、工作原理及特點，以及其在鍋爐點火過程中的應用。
　　關鍵詞：鍋爐點火過程；順序控制系統；TRICONEXTS3000；TMR；應用
　　火力發電廠的鍋爐點火控制系統原來多采用常規繼電器組成回路進行控制。在系統中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，使控制系統較為復雜。由于中間環節較多，導致控制系統的故障點增多，降低了系統運行的可靠性。隨著PLC（可編程控制器）在各個領域的廣泛應用，其經濟實用、可靠性高、易編程和便于維護等特點，在自動控制系統中越來越發揮著重要作用，為廣大用戶所接受。鑒于生產工藝對運行參數及控制系統的可靠性要求比較高，某電廠的鍋爐點火控制系統選用了美國Triconex公司的三重冗余控制系統。
　　1鍋爐點火過程簡介
　　某電廠鍋爐的點火系統共有兩臺風道燃燒器A和B，每臺風道燃燒器由點火槍、油槍、點火槍推進器、油槍推進器、油角閥、吹掃閥和高能點火器組成。由于點火槍和油槍分別固定在各自的推進器上，因此控制相應的推進器即可完成對油槍和點火槍的操作。其具體操作步驟如下：進油槍→開吹掃閥→吹掃延時→關吹掃閥→進點火槍→開油角閥同時點火。
　　此時通過數控智能火焰檢測器檢測該油槍是否被點燃。如果已被點燃，則此次點火成功，退出點火槍，點火結束；如果該油槍未被點燃，則點火失敗，隨即可執行如下操作：關油角閥→開吹掃閥→吹掃延時→關吹掃閥→退油槍→退點火槍。此次點火結束，準備下一次點火。
　　2TRICONEXTS3000控制系統概述
　　2.1組成
　　控制系統由硬件和軟件兩部分組成。硬件通常由一個主機架和兩個擴展機架構成，主要包括處理器模件、通訊總線、I/O模件、通訊模件、電源模件等。作為下位機，其采用專用的開發調試組態軟件TRISTATION1131。
　　2.2工作原理
　　輸入信號在輸入模件中被分成隔離的三路，通過三個獨立的通道，分別被送到三個主處理器中，處理器之間的總線TRIBUS按多數原則對數據進行表決，并糾正任何輸入數據的偏差。此過程保證每個主處理器使用相同的表決數據完成應用程序。主處理器的輸出通道沿著三個通道，被送到輸出模件，并在輸出模件中再次進行表決/選擇。TMR結構如圖1所示。
　　             
　                                                                            　圖1TMR結構
　　2.3TRICON控制器的特點
　　a）提供TMR結構，三個完全相同通道的彼此獨立地執行控制程序，而且有專門的硬件/軟件結構，可對I/O進行表決；b）適應性強，支持熱插拔和多達118塊I/O卡件，并有多種通訊卡件可選擇，支持遠程機架，最遠可達12千米；c）專用的開發調試組態軟件TRISTATION1131；d）每個I/O卡件都支持熱備且帶微處理器，減輕MP的工作量，輸入卡件的微處理器對輸入信號進行篩選并能診斷卡件的硬件故障，輸出卡件的微處理器提供輸出表決的信息，檢查反饋數據，診斷現場線路故障；e）允許在線診斷和做正常的維護工作。
　　2.4TRICON控制器相對于其他PLC技術所具有的優點
　　a）無單點故障；b）在線維護；c）自診斷；d）TMR具有高的安全性和實用性。
　　3自動點火過程的實現
　　3.1設計原則
　　點火過程是一種有規律性操作的輔助工藝系統，宜采用順序控制。當機組順序控制功能不納入分散控制系統時，其功能應由可編程控制器實現。可編程控制器應與分散控制系統有通信接口。輔助工藝系統的開關量控制可由可編程控制器實現。順序控制設計應遵守保護、聯鎖操作優先的原則。順序控制在自動運行期間發生任何故障或運行人員中斷時，應使正在運行的程序中斷，并使工藝系統處于安全狀態。順序控制系統應有防誤操作的措施。
　　3.2實際應用
　　點火控制系統上位機采用了DELL的PC機，軟件為INTOUCHHMI，該軟件便于高效、快捷地配置用戶的應用程序，主要用于可視化和控制工業生產過程，其監控畫面主要包括工藝流程的動態顯示，參數實時和歷史趨勢顯示，系統運行操作畫面、報警信息瀏覽畫面等。此系統通過Modibus總線與分散控制系統控制區域通訊。
　　下面以風道燃燒器A的點火控制為例，介紹其自動點火過程的實現。
　　點火程控前需完成以下工作：a）燃燒器進油總閥、進油閥、油槍角油閥單體調試完畢，能正常開和關；b）點火風機（A和B）、風機出口門、吹掃閥、霧化閥單體調試完畢，能正常開和關；c）點火槍、點火器、油槍火焰檢測器和壓力開關單體調試完畢。當以上工作完成后，才可進行風道燃燒器的自動點火控制。
　　如圖2所示，當吹掃請求、管燃器A吹掃完成、管燃器A油閥關閉、霧化空氣壓力不低和油槍A在位信號條件都滿足時，顯示吹掃允許，點擊“油槍吹掃按鈕”，系統就將按照吹掃步驟自動順序執行相應操作，直到吹掃完成。其吹掃自動順序如下：a）程控啟動點火槍和點火器（先是點火槍A推進，然后是點火槍到位，啟動點火器A打火）；b）程控開吹掃閥和開霧化閥（先是點火器打火，開吹掃閥，開霧化閥，然后是吹掃閥開后延時10秒，關吹掃閥A）；c）吹掃結束和程控初始化（吹掃閥A已關閉，吹掃結束。如果在吹掃過程中，有點火槍推進失敗、吹掃閥開失敗或者霧化閥開失敗中的一種情況出現時，程序將進入初始化，重新進行吹掃）。
　　            
　　                                                                       圖2A管燃器油槍吹掃
　　如圖3所示，當無MFT發生、點火機運行、油角閥已關、燃燒器A空氣流量正常和A風機出口門開度≧95%條件都滿足時，A管道燃燒器吹掃180秒，吹掃完成。當吹掃完成、燃油允許（燃油總油閥打開）、儀表風壓力≥150Kpa、A風機出口門開度≤25%、霧化空氣壓力正常、A油閥開度≤20%、油槍在位和火焰火檢無火條件都滿足時，顯示“管燃器準備就緒”，點擊“管燃器啟動按鈕”發出指令，系統就將按照點火步驟自動順序執行相應操作，直到點火結束。其點火自動順序如下：a）程控啟動點火槍和點火器（先是點火槍A推進，然后是點火槍到位，啟動點火器A并開始打火持續10秒）；b）程控開霧化閥和油角閥（先是點火器打火，開霧化閥A，霧化閥開到位，然后開油角閥A）；c）燃燒器運行，也即點火成功的判斷（當油角閥A已打開、火焰火檢有火DI、火焰火檢有火AI（火焰強度≥30%）和燃燒器監控參數正常（燃燒器監控參數包括油槍未到位、母管霧化空氣壓力低、儀表風壓力低、燃油不允許、管燃器A空氣流量低、點火風機未運行和A管燃器點火風機溫度高）條件都滿足時，顯示“燃燒器運行”，點火成功）；d）燃燒器點火失敗的判斷（在油角閥收到開指令10秒后，當油角閥已關、或者火焰檢測DI無輸出信號、或者火焰檢測AI無輸出信號時，顯示火焰喪失，A燃燒器點火失敗。點火失敗后需進行油槍吹掃）。
　　                                      
　　                                                             圖3A風道燃燒器點火控制
　　當需把儀表風壓力正常信號、火焰火檢有火信號（DI和AI）和母管霧化空氣壓力低信號切除時，只需點擊相應的“投入/切除”按鈕。當相應的信號處于切除狀態時，點火控制過程將忽略這些信號對點火過程的作用。
　　當燃燒器啟動后，點擊“燃燒器停止按鈕”，或有“油槍未到位、母管霧化空氣壓力低、儀表風壓力低、燃油不允許、管燃器A空氣流量低、點火風機未運行、A管燃器點火風機溫度高、點火槍動作失敗和霧化閥失敗（霧化閥在接收到開指令5秒后而又未打開則霧化閥失敗）”信號中的一種出現時，則A燃燒器點火失敗。點火失敗后也同樣需進行油槍吹掃。
　　4結束語
　　點火控制系統由于采用了TRICONEXTS3000控制系統，取消了大量的中間繼電器等環節，因而使系統得到簡化，相對于雙冗余PLC系統，其三重冗余結構又具有更高的可靠性，從而使得該點火控制系統在日常工作過程中非常穩定，減少了系統維護量。
　　參考文獻：
　　[1]陳在平，趙相賓．可編程序控制器技術與應用系統設計．北京：機械工業出版社，2005．
　　[2]趙燕平．熱工聯鎖保護系統配置優化技術．北京：中國電力出版社，2006．