皮带秤与输煤程控DCS数据传输与计算

杨文波

摘 要

火力发电厂的煤耗是衡量其综合经济性的重要指标，也是衡量其运行水平及经营管理水平的标志，因此煤耗数据的准确性对于火电厂至关重要。本文以盘电公司燃料输煤程系统控改造为背景，利用原有的皮带秤系统与改造后的DCS控制系统相结合，来完成数据传输与煤耗数据的精准计算。

关键词

煤耗;数据;计算

中图分类号： G06Q50/06              文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 41

0 背景

2018年，我公司进行了输煤程控系统改造工作，将原有的施耐德PLC控制系统升级改造为国产DCS控制系统，极大地提高了输煤程控系统运行的安全性与稳定性。但是新的DCS控制系统与原有的某些软件接口兼容性并不是很如意，尤其是煤耗数据计算的接口问题，由于各种原因无法获取皮带秤软件数据计算底层算法，加上已经拆除的硬件设施，使得煤耗的统计与计算更加困难。因此就需要根据现场现有的设备，重新研究皮带秤与输煤程控DCS数据传输与计算问题。

1 原有的PLC控制系统数据计算分析

1.1 皮带秤系统数据传输

皮带秤计算器的数据，通过ModBus协议，传输至数据计算上位机。上位机有专门的软件，来读取皮带秤实时数据并且实时写入到上位机的磁盘里面，存档格式为“TXT”文本。其存储的四个数据分别是：A路上煤系统实时煤速与累积煤量;B路上煤系统实时煤速与累积煤量。四个实时数据分别存放在四个TXT文档里面。

1.2 IFIX软件进行數据读取与逻辑运算

IFIX软件安装在皮带秤上位机上面，通过软件自带的VB开发功能，自己编写代码，实时的读取四个TXT文档里面的数据，写入到IFIX软件自带的数据库中。我厂需要的数据主要为：当日煤量、当前煤速、当日早班上煤量、中班上煤量、前夜上煤量、后夜上煤量以及当年的累积煤量。这些数据均需要IFIX自带的VB开发工具自己编写逻辑代码进行计算。

1.2.1 煤速的数据计算

A、B路的实时煤速计算比较简单，利用IFIX软件自带的VB扩展功能编写代码，将煤速txt文件中获取的数据传输至IFIX实时数据库中，通过TCP/IP协议，将IFIX数据库与PLC的CPU存储单元相连接，将煤速的实时数据存储到CPU寄存器中，集控主值就可以通过输煤集控操作上位机来读取数据。

1.2.2 年度累积值的计算

由于PLC存储单元最大存储值为“65535”并且只能存储整数值类型，而皮带秤的最大值为“999999.99”，因此就出现了如果直接将年累积煤量存储到IFIX数据库中，过一段时间就会出现数值溢出错误，如何解决数值溢出错误呢？那就出现了数据拆分计算问题，将年累积值拆分为高位和低位。显示的时候，再将拆分的数据进行合并。计算方式为：累积煤量*100=LJML，这样做就是为了消除小数点，化零为整。将累积煤量：LJML＼10000=GW得到累积煤量的整数值高位。低位煤量为：LJML-GW*10000=DW，这样就得到了低位的整数煤量值。这样就可以将PLC无法存储的大数据化成两个小于65535的数据进行存储。集控操作上位机通过IFIX进行计算还原真实的年度煤量累积值，真实值：（GW*10000+DW）/100。

1.2.3 早班、中班、前夜、后夜煤量的计算

我厂规定早班时间为8：00到下午14：00，中班14：00到20：00，前夜20：00到次日2：00，后夜为次日2：00到早晨8：00，一个完整的班次为：后夜+早班+中班+前夜。因此各个班次上煤量的计算就需要一个固定值来计算到下一班的累积煤量，其计算方法为：将后夜14：00时候的累积煤量值设定为当前班次定煤量T，实时累积煤量为：T1那么后夜上煤量为：T1-T，同理早班、中班、前夜的值计算方法类推。四个值的煤量信息到次日2：00进行清零。

1.2.4 当日上煤量的计算

当日上煤量计算相对简单，因为上面我们针对每一班次都进行了分时段独立进行计算，那么当日煤量就为：后夜煤量+早班煤量+中班煤量+前夜煤量，次日2：00当日上煤累积数据清零。当然，当日煤量还有另外一种算法就是在后夜2：00定当前煤量T，在次日2：00以前用当前的实时煤量T1减去T也是当日煤量，T1-T。由于机组双机大负荷运转时，每个班次上煤量基本在2000t左右，因此四个班次上煤总和就为8000t左右，将后两位小数点化整以后，存储在当日煤量数据就在800000左右从而大于65535，因此也需要将当日煤量进行数据拆分计算。

2 DCS系统与皮带秤数据传输

2.1 ModSim32模拟CPU软件的应用

由于输煤集控改造将原有PLC的CPU模块停用并拆除，IFIX数据库无法与其进行数据传输映射。如何解决这个中间存储问题呢？最后通过查阅大量的资料以及对兄弟电厂的咨询，我们找到一个很好的解决办法，那就是利用模拟器ModSim32。

ModSim32是用来模拟从设备，它可以模拟采用ModBus协议的智能终端。主要用在HMI组态开发中，通过ModSim32改变寄存器状态的值，模拟智能终端的状态变化，来观察HMI画面的变化，使得画面的变量配置正确。利用ModSim32模拟软件按照原有PLC的配置进行配置，完美的解决了没有物理CPU的缺陷。基于ModSim32软件相关的配置与使用方法这里就不再重复。

2.2 DCS系统自带OPC软件的应用

OPC是以OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准，这个标准定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。将输煤集控DCS系统自带OPC程序安装到集控历史站上位机。按照OPC软件的配置，将皮带秤上位机ModSim32里面的数据，通过TCP/IP协议，利用OPC软件映射到输煤集控DCS数据库中，输煤集控DCS通过自己的计算方式，将上位机需要显示及其计算的数据显示到DCS上位机。通过利用ModSim32模拟器软件和DCS自带的OPC软件，完美地解决了皮带秤上位机数据传输到DCS数据库。

3 结论

本次输煤集控改造，完美地利用了皮带秤数据传输软件、IFIX软件、IFIX自带的编程软件、ModSim32软件与DCS系统自带的OPC软件相结合，实现了皮带秤数据与国产DCS系统之间的数据通信与数据计算问题，保证了企业煤耗数据的准确性与及时性。煤耗数据的准确性也间接地提高了输煤系统设备整体管理品质，确保机组安全稳定、经济运行，充分体现安全、健康、环保的先进管理理念。