核電廠膠球清洗裝置系統(tǒng)及二次濾網(wǎng)系統(tǒng)PLC升級改造

核電廠膠球清洗裝置系統(tǒng)及二次濾網(wǎng)系統(tǒng)PLC升級改造。核電廠凝汽器二次濾網(wǎng)控制系統(tǒng)PLC采用的是PLC產(chǎn)品，由于元器件壽期已到 , 備件停產(chǎn)的原因，需要對PLC進行升級替代。在滿足現(xiàn)場技術(shù)要求的同時，解決備件采購和技術(shù)服務(wù)問題。從控制系統(tǒng)的運行背景、新系統(tǒng)軟硬件配置、施工過程的詳細步驟、調(diào)試方案、調(diào)試及運行過程中出現(xiàn)的問題及解決過程進行全面介紹，對自動化控制設(shè)備升級改造具有一定的參考意義。

2017年4月，核電站對凝汽器二次濾網(wǎng)控制系統(tǒng)PLC進行全面升級改造，去掉不再使用的膠球清洗裝置系統(tǒng)系統(tǒng)，對二次濾網(wǎng)反沖洗系統(tǒng)進行了升級。鑒于PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點，本次升級變更仍采用PLC作為控制系統(tǒng)。

二次濾網(wǎng)系統(tǒng)簡介

二次濾網(wǎng)系統(tǒng)

二次濾網(wǎng)安裝在冷凝器每列管束的進口，靠安裝在冷凝器殼內(nèi)的“V”型濾網(wǎng)除去雜質(zhì)。系統(tǒng)上裝有壓差變送器，用來測量濾網(wǎng)上、下游的壓差，當(dāng)壓差達到設(shè)定值時，發(fā)出報警，并啟動濾網(wǎng)反沖洗，PLC控制二次濾網(wǎng)擋板的翻轉(zhuǎn)和排污閥的開關(guān)，實現(xiàn)二次濾網(wǎng)反沖洗，將被“V”型濾網(wǎng)擋住的雜質(zhì)沖掉并由排污口排出。現(xiàn)場布置如圖1所示。

正常運行時：排污閥A/B關(guān)閉，擋板A1/B1為初級擋核電廠膠球清洗裝置系統(tǒng)及二次濾網(wǎng)系統(tǒng)PLC升級改造71板，A2/B2為次級擋板，4個擋板均關(guān)閉。海水流過濾網(wǎng)后，雜物留在濾網(wǎng)外側(cè)。

圖1   二次濾網(wǎng)現(xiàn)場布置

反沖洗流程啟動后，排污閥A/B打開，初級擋板A1關(guān)閉，利用有初級擋板引起水的強流動時堆積在濾網(wǎng)上游的雜物剝落并流向濾網(wǎng)下游，集中起來，從排污閥排出。

之后，初級擋板A1打開，次級擋板A2關(guān)閉，利用由初級擋板引起逆向流動，把集中在濾網(wǎng)下游的雜物通過排污閥排出，同時由次級擋板引起水的逆向流動清洗濾網(wǎng)。

兩側(cè)擋板動作順序相同。一套完整的自動反沖洗流程會進行兩次擋板開關(guān)動作，清除擋板上附著的雜物，確保進入冷凝器的海水清潔，防止雜物堵塞引起的凝汽器換熱效率降低。

系統(tǒng)功能

自動運行

在PLC控制臺選擇自動運行，當(dāng)滿足以下3種情況之一時，二次濾網(wǎng)開始進行自動反沖洗步驟：

濾網(wǎng)壓差達到20kPa。

PLC內(nèi)時間控制達到24h。

在自動模式下將啟動/停止（START/STOP）開關(guān)打到啟動（STAR）位置。

反沖洗流程：膠球清洗裝置系統(tǒng)達到反沖洗條件時，PLC的邏輯流程如圖所示。

若運行過程中出現(xiàn)某個擋板卡澀，執(zhí)行時間超過要求，則PLC發(fā)出指令將所有閥門及擋板恢復(fù)到初始位置，反沖洗終止，并發(fā)出報警。

 手動運行

當(dāng)出現(xiàn)閥門卡死，或需要進行單個擋板或排污閥動作時，可以將就地控制盤上的手柄打到“手動”位，通過盤柜面板上每個排污閥或擋板對應(yīng)的手柄來操作，實現(xiàn)手動控制。

調(diào)膠球清洗裝置試問題分析及處理

調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，部分擋板并未達到全開位置，程序即進行了關(guān)操作。如果是在機組正常運行期間發(fā)生此問題，可能造成反洗不充分，二次濾網(wǎng)的差壓時間變短，導(dǎo)致系統(tǒng)動作頻繁。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)場擋板存在不同程度的卡澀以及位置開關(guān)調(diào)整有偏差，在執(zhí)行關(guān)指令時，位置開關(guān)未完全脫離開位置就已經(jīng)接觸到關(guān)位置，給PLC 發(fā)出了關(guān)到位的信號，而此時擋板仍處于中間狀態(tài)，未完全關(guān)閉。根據(jù)設(shè)計時序圖，一次側(cè)擋板接收到關(guān)到位信號后，延時4s進行反沖洗，之后一次側(cè)擋板打開，到開位置。原程序編寫時，由于當(dāng)時現(xiàn)場擋板和位置開關(guān)均為新設(shè)備，動作順暢無卡澀，在很短的時間內(nèi)就可以到達開/關(guān)位置，故原設(shè)計僅以位置開關(guān)反饋的信號作為標準。

考慮到現(xiàn)場設(shè)備已運行很長時間，閥門存在不同程度的卡澀現(xiàn)象，位置開關(guān)彈簧老化，不能精確調(diào)整，且大部分擋板需要4s以上才能完全關(guān)閉。于是，在調(diào)試過程中，將程序修改為開關(guān)到位繼電器的互鎖邏輯，確保擋板完全關(guān)到位后，再開始計時4s，這樣可以保證沖洗時間足夠，滿足了現(xiàn)場需求。

二次濾網(wǎng)PLC經(jīng)過設(shè)計、施工、調(diào)試改造后已投入運行。反沖洗系統(tǒng)的主機、擴展卡、I/O單元、繼電器和電纜全部更新。在投入運行后，新設(shè)備運行安全可靠，響應(yīng)迅速，控制穩(wěn)定，故障查找快速有效，很好地滿足了系統(tǒng)運行的要求。從邏輯梳理、調(diào)試總結(jié)、缺陷分析3方面進行介紹，對同類PLC調(diào)試工作具有參考意義。