iFIX在火电厂化学水处理中的工程应用研究

　　摘 要：化学水处理系统是关系到火电厂机组正常运行的重要组成部分。而其监控系统更是其正常安全生产的重中之重。为保证生产效益安全，现利用iFIX灵活强大的冗余热备及网络组成功能。 

　　关键词：化水监控；iFIX；冗余热备 

　　1 概述 

　　火电厂公用辅助系统是火电厂重要组成部分，是电厂运行的关键组成环节，它主要包括输煤系统、化学水处理系统、除灰/除渣系统、以及锅炉的吹灰/定排、电除尘系统等，更广泛的还包括脱硫系统等。而其中化学水处理系统一般包括凝结水精处理系统、循环水中水处理系统、工业废水集中处理系统、锅炉补给水处理系统、生活污水处理系统、汽水取样和化学加药系统。化学水处理系统直接关系到机组正常运行，为保证生产效益安全，现国电谏壁发电厂对化学水处理系统进行集中监控操作，将各分系统汇集于化水集控室进行统一的监测、操作、运行管理和车间控制系统编程组态。 

　　2 化学水处理系统特点及要求 

　　火电厂化学水处理系统特点： 

　　（1）化学水处理系统遍布全厂，各监控设施地点分散，相互距离远； 

　　（2）控制系统I/O点数庞大，可达12000～20000点，且大部分为非连续控制； 

　　（3）化学水处理过程复杂，大量点位历史数据需要长时间存档，且需方便随时查阅； 

　　（4）主控室要求随时对化学水处理系统的状态进行掌握，以保证整个电厂的正常运行； 

　　（5）各系统应处于健康状态，出现问题应及时处理，否则将影响全厂的安全经济运行； 

　　（6）一个子系统设一个监控点，同时设立化水总网，集中监控，保证现地远方均安全可控； 

　　（7）化学水处理系统的重要信息需接入SIS 网（厂级公共辅网）。 

　　针对火电化学水处理系统的特点， 对监控系统提出了很高的要求： 

　　（1）可靠性要求。系统能够长时间稳定运行，具有一定的冗余特性，避免关键部分的单点失效，主要系统通常采用双机热备控制器，并尽量采用冗余和容错的网络拓扑结构。 

　　（2）维护性要求。一旦出现故障，系统能够实时准确地提供故障信息，快速进行故障定位，并进行故障处理，且能够实现报警历史存储，以便后期分析解决问题。 

　　（3）性能要求。化学水处理系统I/O点数较多，控制对象复杂，要求控制器针对各种不同控制设备均具有强大的性能，保证控制程序能够实时有效的运行。 

　　3 iFIX的解决方案 

　　针对火电厂化水集控网络特点和需求，国电谏壁发电厂此次化水改造采用美国GE公司旗下的iFIX软件作为上位机监控平台。iFIX是全球最领先的HMI/SCADA自动化监控组态软件，现已有超过400000套以上的软件在全球运行。世界上许多最成功的制造商都依靠iFIX软件来全面监控和分布管理全厂范围的生产数据。在包括冶金、电力、石油化工、制药、生物技术、包装、食品饮料、石油天然气等各种工业应用当中，iFIX独树一帜地集强大功能、安全性、通用性和易用性于一身，使之成为任何生产环境下全面的HMI/SCADA解决方案。无论是简单的单机人机界面 （HMI），还是复杂的多节点、多现场的数据采集和控制系统（SCADA），iFIX都可以方便地满足各种应用类型和应用规模的需要。 

　　iFIX是一种多任务、多平台、实时性好、开放性好的集成软件包。iFIX含有大量功能强大的图形化工具，允许用户能够快速直观地建立面向过程的实时窗口，快速简单地开启系统，而且该软件提供了工业界最为强大的功能，包括实时过程的监视和监督控制、报警和报警管理、历史趋势、统计过程控制、基于用户的安全系统、方便的系统扩展及网络等。它集成了COM/DCOM、OPC、VBA、ActiveX等最先进的现代软件技术，使所有的应用组件都可以无缝集成到一个系统中，并且数据可以很方便地在网络上共享。iFIX WorkSpace包括两个全集成的环境：组态环境和运行环境。它还提供了开发和显示的画面、调度（scheduler）报表和VBA语言程序，并与实时数据交互工作。组态软件提供了所有图形、文本、数据、动态和趋势图形工具，通过这些工具生成易于操作和直观的画面，在运行和组态环境之间可快速完成对画面的修改测试，同时保持实时报警和数据采集。 

　　4 工程实际应用 

　　国电谏壁电厂因近年来“上大压小”政策的影响，机组建设、投入运行时间不一，使得各机组化学水处理系统独立监控运行。各分系统监控站点分布零散，单人监控，安全风险较高。而增设人员又会大大增加人员成本。现进行化学水处理系统的整合优化，统一设立化水集控室，多人同时值守；优化系统网络结构，使用冗余拓补网络，提高监控系统的可靠性。 

　　考虑现场实际情况，现场实际改造优化使用iFIX软件作为上位机监控平台，利用其广泛的适应性和灵活性，将化学水处理系统现地的各种PLC等控制设备接入集控网络。在集控室服务器机柜设置四台服务器，将全厂化学水处理系统的I/O点位根据系统功能均匀分布在两台服务器上，而另两台则作为冗余服务器备用。在大幅减少服务器运行时处理数据压力的同时又保有冗余服务器故障切换功能。 

　　而iFIX同时支持冗余网络功能，利用服务器的多网口和冗余交换机，与现地PLC的一级通讯网络以及与操作员站的二级通讯网络均可实现冗余网络结构，大大提高通信安全的可靠性。而在实际监控环节，利用iFIX灵活的C/S结构可以设置足够多个操作员站，以此实现多人实时同步监控，确保监控环节的高效可靠。综上，从PLC到服务器，再到操作员站，甚至包括网络，均实现了冗余配置，从根本上确保了安全生产的可靠性。 

　　考虑到后期改造以及更多化水系统的接入，iFIX开放灵活的C/S（服务器/客户端）结构也为其提供了可能。而且方便灵活，功能完备的报警确认、报警记录、历史趋势、历史报表、用户权限、操作记录等等功能在为化水监控人员提供了种种便利的同时，也大大提高了化水监控系统的灵活性、高效性和可靠性。 

　　5 后记 

　　以iFIX为基础的化水监控网络在谏壁化水升级改造中已投入使用，极大程度上提高了化水监控系统的高效能和可靠性。目前因部分就地设备因自身PLC限制或其他原因无法实现冗余配置，让化水监控网络尚未全功。但iFIX其开放灵活的结构也为后期改造扩建提供了可能。更为重要的是，此次化水监控系统的整合也为未来水煤灰系统乃至整个厂级辅网的整合统一奠定了基础。