DCS系统在给水泵控制系统改造上的应用

电力18讯：    华能上安电厂　作者：陈　勇　
        一、改造背景
        上安电厂＃3、4机组小汽机控制系统是由杭州汽轮机厂配套的WOODWARD公司生产的505控制器及其辅助接口设备完成。505控制器安装在电子间，运行人员在OIS通过INFI-90硬接线与505控制器通讯，对505的全过程进行控制。原505控制系统基本分为四部分：505控制器固化所有小汽机基本控制及保护逻辑；DCS实现小汽机跳闸/复位及其他保护功能和一些接口逻辑；DCS产生小汽机远方转速控制指令；最后是现场设备接口部分，包括复位/跳闸电磁伐、启动伐、电液转换器、转速探头等。经过几年来的运行，发现存在不少问题，影响汽动给水泵的正常运行。
505控制系统存在的问题如下：上安电厂所用的 505型号厂家已不生产，且备件价格昂贵，每套505控制器近20万元。由于505所有功能都集成在一块电路板上，组态不透明，无法修改。哪怕只有一个备用的通道发生故障，都会引起整个505无法自检通过，造成无法启动。同时，505本身一旦发生故障，即需返厂修理，修理费用昂贵。
        二、改造的总体方案
        软件及INFI-90硬件工作
        1、取消先有505控制器，将505所有功能移植在DCS系统，新的组态设计应遵循505原系统的控制流程。在控制功能上，不局限于原有功能，充分发挥了DCS系统的优势，使得原有控制功能和诊断功能更加完善。改造后的小机控制系统连接在＃3机INFI-90环路PCU节点，新增1对MFP，占用原给水控制系统模件地址。
        2、小汽机控制系统新增模件等控制及I/O电源均取自原给水控制系统机柜。
        3、增加两套PEP，安装在原505柜内，为电液转换器提供24VDC工作电源
        4、 转速控制由双测量改为三取中控制，并提供相应的保护功能。
        5、 原 DCS所有保护通过环路和硬接线进入新设计的逻辑参与保护，优先选用环路信号，环路故障自动切至硬接线信号
        6、小机跳闸状态通过环路送至新设计的逻辑
        7、本次改造所涉及的画面修改 设计工作
        三、控制系统设计
        3．1从环路来信号和汽轮机运行信号的处理
（1）环路信号有来自CCS转速设定点、给水泵使汽轮机跳闸共两个信号。对于这两个信号，优先选用环路信号，如果环路信号故障，程序自动取用硬接线来的信号。
（2）汽轮机运行信号通过环路取两个主汽门开信号与速关油压信号三取二表示小机运行，当两个主汽门关信号与速关油压信号三取二存在时，复位小机运行信号。
        3．2系统转速逻辑
（1）转速通过三个子模件输入，在程序中采用了三取中逻辑。
（2）出现如下情况时认为相应转速通道故障：
●转速坏质量
●本转速和系统转速偏差大于60rpm
●子模件失去通讯
注：前两项要在转速设定点大于200RPM后判断。
（3）如果设定点和系统转速偏差大于500rpm或三路转速中两路出现故障则认为系统转速故障，这时将控制切为手动，给出相应的报警并将小机跳闸。
（4）程序中设计了监视在挂闸后汽轮机给水泵组的最大转速的模拟量记忆器，该转速值在OIS上以趋势方式显示。当汽轮机刚挂闸时该记忆器自动复位。
（5）不进行机械超速试验时，当系统转速大于5900RPM时，控制系统送出超速跳闸信号使汽轮机跳闸，无论任何情况下，当系统转速大于6000RPM时，控制系统送出超速跳闸信号使汽轮机跳闸。
        3.3运行方式
（1）三种运行方式
MEH共有三种运行方式：
●手动运行方式：整个运行过程中，调阀处于手动方式，其操作通过相应的增加或减小按钮操作。这是一种最低级的操作方式，小机刚复位时，控制系统即处于此种方式。
●本机自动方式：整个运行过程中，调阀处于自动方式，汽轮机泵组的转速设定由运行人员给定（运行人员必须给定目标转速和转速变化率）。
●远方给水自动方式：到达运行转速后，调阀处于自动方式，汽轮机泵组的转速设定由CCS来的转速给定信号确定。
三种运行方式切换时，从低级方式向高级方式只能逐级上升（手动方式―本机自动方式―远方给水自动方式）；从高级方式向低级方式可以越级切换（远方给水自动方式可以直接到手动方式。
三种控制方式切换时，阀位指令因