基于PLC的電廠主給水泵控制

張立良

摘要：本文是對(duì)某大型核電廠電動(dòng)主給水泵PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的詳細(xì)分析。其理論意義在于通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的詳細(xì)分析，會(huì)使我們對(duì)一個(gè)合理、穩(wěn)定、可靠的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式有根本的理解，對(duì)今后PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的參考意義。

關(guān)鍵詞：PLC控制 ?主給水泵控制 ?穩(wěn)定運(yùn)行

1 ?緒論

1.1本文研究的意義

本文是對(duì)某大型核電廠電動(dòng)主給水泵PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的詳細(xì)分析。其理論意義在于通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的詳細(xì)分析，會(huì)使我們對(duì)一個(gè)合理、穩(wěn)定、可靠的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式有根本的理解，對(duì)今后PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的參考意義。

1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)

目前，隨著全球PLC技術(shù)的發(fā)展，其功能越來(lái)越多，集成度越來(lái)越高，網(wǎng)絡(luò)功能越來(lái)越強(qiáng)。我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。

1.3本文研究的內(nèi)容

國(guó)內(nèi)某核電廠采用兩臺(tái)汽動(dòng)主給水泵和一臺(tái)電動(dòng)主給水泵為蒸汽發(fā)生器供水。本文主要對(duì)電動(dòng)主給水泵的PLC控制部分進(jìn)行詳盡的分析，使我們對(duì)一個(gè)合理、穩(wěn)定、可靠的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式有根本的理解，對(duì)今后PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的參考意義。

2 ?基于PLC的電廠主給水泵控制系統(tǒng)的總體介紹

2.1系統(tǒng)組成

該電動(dòng)主給水泵調(diào)速系統(tǒng)由2個(gè)PLC控制器（PLC1、PLC2）、1個(gè)操作面板（Panel View +600）、1個(gè)速度探頭、1個(gè)頻率/電流轉(zhuǎn)換器和1個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

2.2控制要求

該電動(dòng)主給水泵調(diào)速系統(tǒng)接收外部速度要求信號(hào)（4～20mA），此速度要求信號(hào)對(duì)應(yīng)電動(dòng)主給水泵壓力級(jí)泵轉(zhuǎn)速為3950～5320rpm。電動(dòng)主給水泵調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前泵轉(zhuǎn)速和外部速度要求調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速，將電動(dòng)主給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到蒸汽發(fā)生器供水系統(tǒng)要求的轉(zhuǎn)速。當(dāng)自動(dòng)調(diào)速功能失效時(shí)，操縱員可通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)手動(dòng)對(duì)電動(dòng)主給水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.3控制原理

電動(dòng)主給水泵的壓力級(jí)泵的轉(zhuǎn)速取決于勺管在液力偶合器中的位置。所以對(duì)壓力級(jí)泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)實(shí)際上就是對(duì)勺管位置的調(diào)節(jié)。

電動(dòng)主給水泵調(diào)速系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)方式有三種：1、自動(dòng)調(diào)節(jié);2、手動(dòng)調(diào)節(jié);3、就地調(diào)節(jié)。

3 ?基于PLC的電廠主給水泵控制系統(tǒng)的軟件介紹及控制流程

3.1軟件介紹

SLC500型PLC控制器使用的是RSLogix500軟件進(jìn)行編程。

S7-200型PLC控制器使用的是Step7-MicroWin4.0軟件進(jìn)行編程。

3.2控制流程

主給水泵轉(zhuǎn)速控制功能為，將最終的轉(zhuǎn)速設(shè)定值（4-20mA）送往VEHS單元，再通過(guò)與勺管實(shí)際位置信號(hào)（4-20mA）進(jìn)行比較，來(lái)驅(qū)動(dòng)勺管運(yùn)動(dòng)，并且將勺管的實(shí)際位置信號(hào)返回SLC500控制器。

3.2.1自動(dòng)控制模式

當(dāng)主控室操縱員將一個(gè)006TO按鈕（AUTO模式選擇按鈕）按下時(shí)，電動(dòng)主給水泵將處于自動(dòng)調(diào)速控制模式。此時(shí)，SLC500控制器接收來(lái)自蒸汽發(fā)生器供水需求Speed set value（4-20mA）信號(hào)，通過(guò)與電動(dòng)主給水泵的一個(gè)轉(zhuǎn)速探頭探測(cè)到的泵實(shí)際轉(zhuǎn)速Actual pump speed（4-20mA）信號(hào)進(jìn)行比較計(jì)算，輸出Position set value （4-20mA）信號(hào)，送往Actuator，再通過(guò)與勺管實(shí)際位置Actual scoop tube position（4-20mA）信號(hào)進(jìn)行比較，來(lái)控制勺管移動(dòng)距離及移動(dòng)方向，即控制其插入液力耦合器的深度，從而控制泵的轉(zhuǎn)速與需求轉(zhuǎn)速一致。

自動(dòng)控制模式的判定條件為在Panel View上未選擇Test mode及Manual mode，且無(wú)Common fault和反轉(zhuǎn)信號(hào)。

3.2.2手動(dòng)控制模式

當(dāng)主控室操縱員將一個(gè)007TO按鈕（Manual模式選擇）按下時(shí)，006TO自動(dòng)彈起，電動(dòng)主給水泵將處于手動(dòng)調(diào)速控制模式。

在未處于測(cè)試模式的情況下，主給水泵轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)為手動(dòng)控制模式的幾種實(shí)現(xiàn)方式：1、通過(guò)PanelView選擇;2、通過(guò)外部（007TO）選擇;3、出現(xiàn)Common fault信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)控制模式;4、出現(xiàn)反轉(zhuǎn)信號(hào)，自動(dòng)切換至手動(dòng)控制模式。

此時(shí)，S7-200控制器接收來(lái)自主控操縱員手動(dòng)操縱的速度選擇開關(guān)003TL的信號(hào)（4-20mA），通過(guò)與勺管實(shí)際位置Actual scoop tube position（4-20mA）信號(hào)進(jìn)行比較，來(lái)判斷勺管的移動(dòng)方向及距離。當(dāng)主控操縱員將003TL轉(zhuǎn)向Raise位置時(shí)，勺管位置將持續(xù)向上移動(dòng)，插入液力耦合器的深度將變淺，使液力耦合器內(nèi)部沖油量增加，電動(dòng)主給水泵的轉(zhuǎn)速上升;當(dāng)主控操縱員將003TL轉(zhuǎn)向Lower位置時(shí)，勺管位置將持續(xù)向下移動(dòng)，插入液力耦合器的深度將變深，使液力耦合器內(nèi)部沖油量減少，電動(dòng)主給水泵的轉(zhuǎn)速降低，從而實(shí)現(xiàn)泵轉(zhuǎn)速的手動(dòng)控制。S7-200控制器程序較簡(jiǎn)單，這里就不贅述了。

3.2.3就地控制模式

當(dāng)PLC控制器調(diào)速系統(tǒng)因故障意外斷電的情況下，可以由現(xiàn)場(chǎng)操縱員通過(guò)就地執(zhí)行機(jī)構(gòu)RH5-30上的手輪來(lái)調(diào)節(jié)勺管拆入液力耦合器的深度，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)主給水泵的就地手動(dòng)控制。

4 ?結(jié)論

本論文主要內(nèi)容是電廠電動(dòng)主水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析研究。其利用不同廠家、不同型號(hào)的PLC控制系統(tǒng)相配合，實(shí)現(xiàn)了主給水泵轉(zhuǎn)速的不同控制模式，避免了因單一控制系統(tǒng)故障而導(dǎo)致主給水泵的無(wú)法正常工作的問(wèn)題，保證了泵組的安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。

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