核電廠膠球清洗裝置系統(tǒng)及二次濾網(wǎng)系統(tǒng)PLC升級(jí)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(jí)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(duì)PLC進(jìn)行升級(jí)替代。在滿足現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求的同時(shí)，解決備件采購(gòu)和技術(shù)服務(wù)問題。從控制系統(tǒng)的運(yùn)行背景、新系統(tǒng)軟硬件配置、施工過(guò)程的詳細(xì)步驟、調(diào)試方案、調(diào)試及運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問題及解決過(guò)程進(jìn)行全面介紹，對(duì)自動(dòng)化控制設(shè)備升級(jí)改造具有一定的參考意義。

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

二次濾網(wǎng)系統(tǒng)簡(jiǎn)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(jìn)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(lái)測(cè)量濾網(wǎng)上、下游的壓差，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警，并啟動(dòng)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(shí)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�，F(xiàn)場(chǎng)布置如圖1所示。

正常運(yùn)行時(shí)：排污閥A/B關(guān)閉，擋板A1/B1為初級(jí)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(jí)改造71板，A2/B2為次級(jí)擋板，4個(gè)擋板均關(guān)閉。海水流過(guò)濾網(wǎng)后，雜物留在濾網(wǎng)外側(cè)。

圖1   二次濾網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)布置

反沖洗流程啟動(dòng)后，排污閥A/B打開，初級(jí)擋板A1關(guān)閉，利用有初級(jí)擋板引起水的強(qiáng)流動(dòng)時(shí)堆積在濾網(wǎng)上游的雜物剝落并流向?yàn)V網(wǎng)下游，集中起來(lái)，從排污閥排出。

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

兩側(cè)擋板動(dòng)作順序相同。一套完整的自動(dòng)反沖洗流程會(huì)進(jìn)行兩次擋板開關(guān)動(dòng)作，清除擋板上附著的雜物，確保進(jìn)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(dòng)運(yùn)行

在PLC控制臺(tái)選擇自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)滿足以下3種情況之一時(shí)，二次濾網(wǎng)開始進(jìn)行自動(dòng)反沖洗步驟：

濾網(wǎng)壓差達(dá)到20kPa。

PLC內(nèi)時(shí)間控制達(dá)到24h。

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

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

若運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)某個(gè)擋板卡澀，執(zhí)行時(shí)間超過(guò)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(bào)警。

 手動(dòng)運(yùn)行

當(dāng)出現(xiàn)閥門卡死，或需要進(jìn)行單個(gè)擋板或排污閥動(dòng)作時(shí)，可以將就地控制盤上的手柄打到“手動(dòng)”位，通過(guò)盤柜面板上每個(gè)排污閥或擋板對(duì)應(yīng)的手柄來(lái)操作，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)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(dá)到全開位置，程序即進(jìn)行了關(guān)操作。如果是在機(jī)組正常運(yùn)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(shí)間變短，導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)作頻繁。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，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(hào)，而此時(shí)擋板仍處于中間狀態(tài)，未完全關(guān)閉。根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)序圖，一次側(cè)擋板接收到關(guān)到位信號(hào)后，延時(shí)4s進(jìn)行反沖洗，之后一次側(cè)擋板打開，到開位置。原程序編寫時(shí)，由于當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)擋板和位置開關(guān)均為新設(shè)備，動(dòng)作順暢無(wú)卡澀，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以到達(dá)開/關(guān)位置，故原設(shè)計(jì)僅以位置開關(guān)反饋的信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)。

考慮到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備已運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)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(guò)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(jì)時(shí)4s，這樣可以保證沖洗時(shí)間足夠，滿足了現(xiàn)場(chǎng)需求。

二次濾網(wǎng)PLC經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試改造后已投入運(yùn)行。反沖洗系統(tǒng)的主機(jī)、擴(kuò)展卡、I/O單元、繼電器和電纜全部更新。在投入運(yùn)行后，新設(shè)備運(yùn)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(yùn)行的要求。從邏輯梳理、調(diào)試總結(jié)、缺陷分析3方面進(jìn)行介紹，對(duì)同類PLC調(diào)試工作具有參考意義。