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1DEH-9001汽轮机电液控制系统说明书江阴众和电力仪表有限公司2010年11月21．系统概述1.1DEH-9001控制系统主要功能本系统为数字式智能化电液控制系统（DEH），采用富士电机PLC模块，配和本公司DEH专用的测速模块，构成DEH的控制回路。控制回路包括：转速控制，功率控制，阀门开度控制，主汽压力控制，汽压及真空保护，防超速保护等。转速控制回路转速控制回路包括转速目标值给定，转速变化率给定，升速曲线的生成及选择，转速PI调节器，转速测量及三取二逻辑，转速不等率和不调频死区设定，频率同期的自动或手动控制等。本回路承担汽轮发电机组的转速控制任务。功率控制回路功率控制回路包括目标功率值给定，功率变化率给定，一次调频对功率给定的修正，最大功率限制及限制值给定，功率测量及三取二逻辑，功率PI调节器，机炉协调控制的投入/切除等。本回路构成了汽轮发电机组的功率闭环控制。阀门开度控制回路阀门开度控制回路包括高压调节阀开度值给定，开度变化率给定，阀门开度测量及大选逻辑，阀位PI调节器，该回路构成对高压调节阀开度的控制，维持阀位为定值。真空保护控制回路包括真空测量，保护值设定，低真空减负荷回路。防超速保护控制回路（OPC）接受油开关跳闸辅助接点信号和转速103%n0信号，经逻辑运算发出快关调门控制信号，并通过硬接线使快关电磁阀带电，迅速关闭调节阀。本系统控制软件，包括实时操作系统程序和本系统的应用程序。应用这些软件，可按控制系统图组态出DEH控制所需的实时控制回路、显示画面生成和打印制表格式的生成。32．DEH-9001控制系统配置2.1网络结构DEH控制系统可以通过工业以太网与操作站相连，实现与工程师站、操作员站以及监控网络的互连。2.2控制柜DEH是具备图形显示、控制操作、打印记录、系统试验等功能的独立完整的控制系统。机组的启停运行操作和监控、系统的运行信息等集中在操作员站的显示画面上和键盘上完成。DEH电子控制柜（根据需求）可由现场控制站、操作员站、工程师站、通讯网络、打印机、继电器盘、操作回路和硬接线手操盘等组成。2.3电源分配系统DEH控制装置接受两路220VAC±10％电源，一路来自交流不停电电源装置（UPS），另一路来自厂用电保安段电源。控制站中配有多套冗余的24VDC现场电源组件，冗余电源并联使用，均流运行，当其中一个故障时，另一个自动承担全部负荷。2.4控制器和IO模块主控单元现场控制站的主控单元，为冗余配置，互为热备用。两个主控单元同时接收到网络数据和同时进行控制运算，但只有一个输出运算结果。一旦工作中的主控单元故障，备份主控单元自动进入工作状态，且切换过程是无扰的。测速模块是专为DEH开发的高精度，高可靠性测速板，系统配有3块测速板组成三取二冗余结4构。测量范围：10-4500rpm，精度+0.5rpm，响应时间10ms。测速板还具有103%no，及110%no的接点输出和三取二的逻辑运算超速保护功能。I/O模块DEH系统中所用的开入/开出、模入/模出板为标准I/O模块，所有模块内部均带有CPU处理器，可以将控制有效地分散到各I/O模板，降低主控单元的负担。I/O模块能够自诊断模板本身的故障和发讯器的故障，并给出报警信号。I/O模块支持带电插拔和冗余配置。继电器操作回路完成现场电磁阀的驱动；电源失电及硬接线打闸逻辑；硬件甩负荷快关逻辑。硬接线手操盘（选配）硬手操盘安装在操作台上，用予制电缆与现场控制站连接，盘面上有调门行程显示，调门紧急手操按钮，打闸按钮（带保护盖）等。2.5操作员站（选配）操作员站可以完成系统控制总貌、各工艺流程画面、实时参数显示、分组控制调节、过程参数趋势曲线显示、报警观察处理、生产记录报表的在线打印、运行状态、故障显示、控制参数设定及修改等功能。操作员站由一台高可靠工业控制机及其外围设备组成，并配以专用实时操作系统软件。2.6工程师站工程师站：用于对应用系统进行数据库、控制算法、逻辑算法、图形和报表、趋势曲线和历史数据等一切现场控制站和操作员站所要完成的功能进行组态，并将组态数据下装到现场控制站和操作员站。工程师站由一台高可靠工业微机及其外围设备组成，并配置WINDOWSXP和专用的组态软件，可为用户提供一个灵活、方便、功能全面的工程平台。53．DEH9001系统软件3.1软件平台DEH采用WindowsXP作为功能码进行系统组态的软件平台，主控单元采用本公司开发的多任务实时控制软件；固化在现场控制站的主控单元上，可以完成信号转换与处理，控制运算，通信，自诊断，自动切换等功能。I/O板级软件固化在输入/输出（I/O）功能模板中，一般仅完成信号处理、与主控单元通信等较低层次的处理功能。3.2应用软件富士电机D300WIN软件进行编程组态，Siemens的WINCC软件进行监控。4．DEH-9001控制系统主要功能上述控制回路分别或联合实现汽机的程控启动、自动调节、参数限制、保护、监视等功能。4.1自动调节控制功能升速司机设置目标转速后，机组可自动沿当前热状态对应的经验曲线控制调节阀，完成升速暖机过临界直到3000rpm定速控制。在升速过程中，司机也可通过修改目标转速，升速率、转速保持时间等手段来控制机组的升速过程。自动同期汽机定速后，DEH可接受自动同期装置指令，自动将机组控制到同步转速。并网带初负荷发电机并网后，DEH自动增加给定值，使发电机自动带上初负荷避免出现逆功率。升负荷6机组并网后，司机可根据需要采用阀控方式，功控方式，压控方式控制机组，与锅炉控制系统配合完成定─滑─定升负荷过程。阀控方式司机通过设置目标阀位直接控制调门开度，DEH维持阀位不度。这时，机组负荷与蒸汽压力自动平衡。功控方式司机通过设置目标功率来控制机组负荷，DEH以汽机实发功率作为反馈信号进行功率闭环控制，维持机组负荷不变。若采用发电机有功功率信号作为功率信号，需要对该信号进行一定逻辑处理。此外需要提醒注意的是，如果锅炉汽压未投自动调压回路，最好不要采用功控方式运行。压控方式司机通过设置目标压力来控制机前压力，DEH控制调门开度来维持主汽压力不变。一次调频DEH具有一次调频功能，调频特性(不等率、死区)可在线修改。4.2限制控制功能负荷及阀位限制限制值由人工给定，DEH可自动将负荷限制在高低限以内，以及将阀位限制在给定值以下。主汽压力低限制当主汽压力低于限制值时，DEH自动减小阀位开度以限制负荷，使主汽压力回升。低真空限制当凝汽器真空降低到限制值时，DEH自动减小阀位开度以降低负荷。快卸负荷DEH具有快、中、慢三挡快卸负荷，可对应不同的辅机故障。当CCS给出快卸负荷信号时，DEH按对应的速率将负荷减到对应值。OPC控制机组甩负荷时，DEH接受油开关跳闸和103％n。超速信号，快关调节汽门，以减少转换超调量，延迟一段时间或转速103%no后再自动开启，并维持机组转速为3000rpm。74.3试验控制功能假并网试验DEH收到假并网试验隔离刀闸断开信号后，可自动配合电气完成假并网试验。4.4保护控制功能紧急手动（选配）机组在并网运行工况下，DEH通讯出现故障时，自动控制将自动或手动转为紧急手动状态，司机可按硬操盘的调门增减按钮，直接通过伺服板控制调门开度。在升速工况出故障时，自动停机，不能投紧急手动。系统状态监视通过系统网络数据通讯，DEH可共享DCS数据，方便地实现监视启动或运行过程中主要参数的实时变化。并可利用DCS系统配置的历史库记录历史数据。在CRT上设置有故障报警光字牌，可方便地查到报警项。打、跳闸，快关等重要信号具有SOE功能，事件分辨率为1ms。超速保护机组解列，转速超速到110%no时，DEH发出信号，遮断系统动作，快速关闭主汽门和调节汽门。4.5提高自动化水平功能自动完成抄报表司机可设定定时或事件日、时报表，完成自动记录。历史数据记录及SOE记录85．DEH-9001系统操作说明5.1DEH操作画面介绍5.1.1主控画面系统运行后，首先进入主控画面，DEH的操作画面包括主控画面、趋势图、报警窗等。操作员通过单击菜单，可方便地进行画面切换；在标题框下边，显示机组的一些主要参数和当前状态。在线运行画面上，单击“主视图”按钮，即进入DEH的主控画面：5.1.2趋势图趋势图以图形方式显示模拟量的历史数据95.1.3报警窗主要显示报警和故障信号。单击工具栏上的“长期归档”，再在历史报警查询窗口输入时间，可进行固定时间历史报警记录的查询。10115.1.4数据库5.1.5测点图DEH所采集的所有模拟量及开关量信号。125.1.6试验窗弹出式窗口，单击下方按键，可进入所需试验状态。5.1.7编程窗口此窗口为编程人员调试窗口，进入需有工程师权限，可修改出厂设置，请用户谨慎修改。135.1.8参数设置机组未运行时，可打开参数设置窗口，进行机组启动前的参数设置，如：选择机组冲转方式等。5.1.9登陆与退出系统运行后，点击登录按钮，输入用户名和密码，登陆工程师权限，可进行退出系统、参数设置等操作。5.2DEH主要操作机组启动前，DEH主控画面：“已跳闸”指示灯亮；“主汽门全关”指示灯亮；其余指示灯灭。5.2.1升速控制在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环无差调节系统。其设定点为给定转速。给定转速与实际转速之差，经PID(Proportional-Integral-DerivativeController)调节器运算后，通过伺服系统控制油动机开度，使实际转速跟随给定转速变化。在目标转速设定后，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。当进入临界转速区时，自动将升速率改为600rpm/min快速冲过去；若进入临界区前的升速率已大于600rpm/min，则升速率保持原值不变。在升速过程中，当目标转速等于500rpm，给定转速在480-499rpm之间，“暖机”指示灯变绿，汽机自动进行低速暖机，（暖机时间根据热状态不同而不同）。同样，当目标转速等于1100rpm，给定转速在1080-1099rpm，汽机自动进入中速暖机；当目标转速等于2500rpm，给定转速在2480-2499rpm，汽机自动进入高速暖机目标转速是期望达到的转速；给定转速是经速率处理后对机组的转速请求。145.2.1.1设置适当的升速率及目标转速输入适当的升速率及目标转速（一般设定为3000rpm）。在下列情况下，DEH会自动设置目标转速：汽机刚运行时，目标为当前实际转速；发电机油开关刚断开时，目标为3000rpm；汽机已跳闸，目标为实际转速；目标超过上限时，自动将其改为3020rpm；目标错误地设在临界区内，将其改为该临界转速区的下限值。5.2.1.2冲转目标转速设定后，给定转速开始以设定的升速率向目标转速靠近，机组开始冲转；设置升速率，取值范围在0~800rpm/min内。随着给定转速的增加，总阀位给定增加，油动机开启，机组转速增加；500转暖机：机组给定转速升至480-499rpm，“暖机”指示亮，机组保持500rpm；暖机时间到或单击“取消暖机”按钮结束暖机，继续升速；1100转暖机机组给定转速升至1080-1099rpm，“暖机”灯亮，进行暖机。暖机时间到或单击“取消暖机”按钮结束，继续升速；转速过临界给定转速进入临界区时，自动以600rpm以上的升速率冲过临界转速区。2500转暖机机组给定转速升至2480-2499rpm，“暖机”灯亮，进行暖机。暖机时间到或单击“取消暖机”按钮结束，继续升速；操作员控制在升速过程中，（1）单击“保持”按钮，“保持”灯亮，机组维持当前给定转速；若此转速落在临界转速区内，保持功能无效；（2）可随时修改目标转速和升速率;(3)当给定转速升至与目标转速相差50rpm时，升速率将自动改为50rpm/min，以便平稳将转速升至定速。5.2.1.33000rpm定速给定转速等于目标转速3000rpm后，机组维持转速稳定。新机组或大修后首次启动，需进行各种电气试验。做假并网试验时，发电机隔离刀闸断开，向DEH发出假并网试验信号，在油开