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　　安徽省電力試驗(yàn)研究所章正林
　　
　　洛河發(fā)電廠胡根生謝明
　　
　　【摘要】本文介紹了洛河發(fā)電廠#1機(jī)組改造順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所采用的控制策略，以及系統(tǒng)組態(tài)、調(diào)試和投用情況，并就順序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了一些看法。
　　
　　【關(guān)鍵詞】順序控制系統(tǒng)子組級(jí)設(shè)備級(jí)SCS
　　
　　洛河發(fā)電廠#1機(jī)組原為上海鍋爐廠七十年代設(shè)計(jì)的雙爐膛直流爐，汽輪機(jī)也是該年代產(chǎn)品。由于該機(jī)組控制水平、安全性、可靠性已經(jīng)不能適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰要求，機(jī)組熱效率也不高，為此省電力公司把該機(jī)組作為今年的重點(diǎn)技改項(xiàng)目。熱控部分的改造主要是采用集散控制系統(tǒng)。DCS采用新華控制工程有限公司的XDPS-400系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：MCS、BMS、SCS、ECS、DAS、DEH、MEH七大子系統(tǒng)。
　　
　　順序控制系統(tǒng)（SCS）將鍋爐和汽機(jī)的全部輔機(jī)和設(shè)備以及部分發(fā)電機(jī)的部分輔助設(shè)備納入DCS控制。SCS共有I/O點(diǎn)1797點(diǎn)，其中DI：1171點(diǎn)，DO：592點(diǎn)，AI：34點(diǎn)。SCS的設(shè)計(jì)和組態(tài)由安徽省電力試驗(yàn)研究所完成，調(diào)試工作由洛河發(fā)電廠承擔(dān)。
　　
　　一、控制功能
　　
　　1、順序控制系統(tǒng)子組級(jí)設(shè)計(jì)
　　
　　子組級(jí)功能組的設(shè)計(jì)主要集中鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)。對(duì)于鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)，集中了鍋爐側(cè)的大部分輔機(jī)和設(shè)備，輔機(jī)的連鎖和保護(hù)條件眾多，設(shè)備之間的連鎖和保護(hù)條件很復(fù)雜，而且啟動(dòng)閉鎖條件也很多，工藝流程復(fù)雜，操作繁雜，很容易引起誤操作。具體包括：送風(fēng)機(jī)A/B順控啟動(dòng)子組、引風(fēng)機(jī)A/B順控啟動(dòng)子組、空預(yù)器A/B順控啟動(dòng)子組、開通道A/B順控子組和風(fēng)煙系統(tǒng)A/B組順控啟動(dòng)子組共10套子組級(jí)功能組，另外在汽機(jī)部分設(shè)計(jì)了電動(dòng)給水泵順控啟動(dòng)/停止子組2套。
　　
　　對(duì)于簡(jiǎn)單的工藝系統(tǒng)，比如開式水、閉式水、凝結(jié)水等，如果設(shè)計(jì)子組級(jí)順控，只有兩個(gè)或三個(gè)步序。針對(duì)這種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了設(shè)備聯(lián)動(dòng)功能，也達(dá)到了順控子組級(jí)的功能。例如：凝結(jié)水泵啟動(dòng)后聯(lián)動(dòng)出口門，出口門自動(dòng)打開，不需要運(yùn)行人員再進(jìn)行操作。
　　
　　2、順序控制系統(tǒng)設(shè)備級(jí)設(shè)計(jì)
　　
　　對(duì)于單個(gè)的輔機(jī)和設(shè)備，全部可以在CRT上進(jìn)行操作，它集中了保護(hù)和聯(lián)鎖功能，同時(shí)也是運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備操作的接口，是整個(gè)SCS系統(tǒng)的核心，也是SCS設(shè)計(jì)和調(diào)試的重點(diǎn)。
　　
　?。?）對(duì)于輔機(jī)（送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、空預(yù)器、電泵等）充分考慮了聯(lián)鎖和保護(hù)邏輯。既要根據(jù)廠家提供的資料保證輔機(jī)的安全運(yùn)行，又要確保機(jī)組的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。以風(fēng)煙系統(tǒng)為例，在確保單臺(tái)輔機(jī)和設(shè)備的安全可靠運(yùn)行之外，我們考慮了交叉運(yùn)行方式，如兩臺(tái)空預(yù)器或A空預(yù)器運(yùn)行、A引運(yùn)行、B送運(yùn)行；兩臺(tái)空預(yù)器或B空預(yù)器運(yùn)行、B引運(yùn)行、A送運(yùn)行等。同時(shí)還設(shè)計(jì)了部分電氣聯(lián)鎖，如空預(yù)器、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)全部在運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)空預(yù)器跳閘，聯(lián)跳同側(cè)的引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)；空預(yù)器、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)全部在運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘，聯(lián)跳同側(cè)的送風(fēng)機(jī)等。
　　
　　（2）對(duì)于鍋爐輔機(jī)油系統(tǒng)和汽機(jī)側(cè)油系統(tǒng)，除汽機(jī)油系統(tǒng)只設(shè)計(jì)CRT啟停和監(jiān)視功能、聯(lián)鎖功能由電氣硬接線回路完成外，其它油系統(tǒng)的各項(xiàng)功能都用SCS實(shí)現(xiàn)。
　　
　?。?）汽機(jī)和鍋爐汽動(dòng)給水泵的本體和管道的疏水門設(shè)計(jì)了完善的保護(hù)和聯(lián)鎖功能。在機(jī)組正常啟停和運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員無(wú)須進(jìn)行干預(yù)，疏水門根據(jù)各種工況自動(dòng)開關(guān)。同時(shí)各項(xiàng)超弛開關(guān)信號(hào)均設(shè)計(jì)為脈沖信號(hào)，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況運(yùn)行人員可以進(jìn)行CRT手動(dòng)操作，以確保系統(tǒng)的安全。
　　
　?。?）對(duì)參與保護(hù)的溫度等模擬量保護(hù)信號(hào)全部設(shè)計(jì)品質(zhì)檢測(cè)和斷線保護(hù)功能，可避免保護(hù)信號(hào)或回路不正常而引起保護(hù)誤動(dòng)作。
　　
　　3、SCS與其它系統(tǒng)的接口
　　
　　SCS受控設(shè)備眾多，其接口信號(hào)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到SCS的順利投運(yùn)，也會(huì)影響到其它系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
　　
　　（1）對(duì)于DCS內(nèi)部其它系統(tǒng)使用的SCS信號(hào)，鑒于DCS的可靠性，全部通過(guò)上網(wǎng)通訊，不再按傳統(tǒng)的硬接線方案。這樣可以節(jié)約很多I/O通道等系統(tǒng)資源。
　　
　?。?）CCS所控調(diào)門前隔離電動(dòng)門由SCS控制，SCS除設(shè)計(jì)CRT手動(dòng)開關(guān)外，還接受CCS的聯(lián)動(dòng)信號(hào)。將這些聯(lián)動(dòng)信號(hào)設(shè)計(jì)為超弛功能，以保證隔離電動(dòng)門按照CCS要求正確動(dòng)作。
　　
　　（3）SCS的閥門和電磁閥DO輸出全部采用繼電器隔離（繼電器直接安裝在DO輸出接線板上），確保DCS系統(tǒng)與外界隔離；對(duì)于輔機(jī)DO輸出，考慮到繼電器的容量，增設(shè)大容量繼電器柜進(jìn)行隔離。
　　
　　二、SCS的組態(tài)與調(diào)試
　　
　　如前所述，XDPS-400采用當(dāng)今zui為流行的美國(guó)微軟的WINDOWSNT操作系統(tǒng)，采用了專門的圖形組態(tài)工具，人機(jī)界面友好，組態(tài)、調(diào)試和維護(hù)都極為方便。
　　
　　該機(jī)組SCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩種控制：一種為設(shè)備級(jí)控制，由設(shè)備聯(lián)鎖、保護(hù)和運(yùn)行人員手動(dòng)操作許可條件組成。這一部分的組態(tài)是通過(guò)各種功能塊的組合來(lái)完成的。對(duì)于各種不同的設(shè)備（如失氣開、失氣關(guān)、帶電開、帶電關(guān)和單線圈、雙線圈等）的不同要求可通過(guò)選擇DEVICE算法的工作模式達(dá)到控制要求，修改非常方便。
　　
　　SCS另一種控制為子組級(jí)順控。XDPS-400專門提供一種步進(jìn)邏輯運(yùn)算模塊：STEP，它提供了組級(jí)順控和子組級(jí)順控邏輯的實(shí)現(xiàn)方法。每個(gè)STEP模塊，zui多可實(shí)現(xiàn)8步輸出，接收8路完成信號(hào)，可設(shè)置每個(gè)步序的設(shè)定時(shí)間和限定時(shí)間，可進(jìn)行啟動(dòng)、停止和復(fù)位，還能輸出步序（STEP）、步序運(yùn)行時(shí)間（TRUN）、步序剩余時(shí)間（TRST）、步序進(jìn)行（RUN）、步序完成（END）和步序故障（FAIL）。如果一個(gè)子組級(jí)順控超過(guò)8步，可將多個(gè)STEP模塊串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樽咏M級(jí)順控的實(shí)現(xiàn)常被現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可控性好壞所制約，所以洛河電廠#1機(jī)組改造工程根據(jù)運(yùn)行要求和設(shè)備情況SCS設(shè)計(jì)了十幾個(gè)子組級(jí)順控。
　　
　　XDPS-400圖形生成軟件（Maker），操作系統(tǒng)同樣采用WindowsNT或Windows95以上的環(huán)境。
　　
　　三、幾點(diǎn)看法
　　
　　通過(guò)對(duì)SCS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和多臺(tái)機(jī)組順控系統(tǒng)的調(diào)試，對(duì)順序控制系統(tǒng)有幾點(diǎn)看法：
　　
　　1、相對(duì)簡(jiǎn)單的工藝系統(tǒng)的啟動(dòng)/停止，若設(shè)計(jì)子組級(jí)，只需要兩個(gè)或三個(gè)步序，沒有減少多少操作步驟，已沒有設(shè)計(jì)子組級(jí)順控的必要。只要設(shè)計(jì)必要的設(shè)備聯(lián)動(dòng)邏輯，也能夠達(dá)到順控子組級(jí)的功能，也取到了保證工藝系統(tǒng)的安全運(yùn)行和減少運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度的作用。
　　
　　2、對(duì)子組級(jí)順控的設(shè)計(jì)，要充分了解工藝系統(tǒng)的流程和受控設(shè)備的可控性，還要十分清楚機(jī)組的運(yùn)行規(guī)程和運(yùn)行人員的操作習(xí)慣，這樣設(shè)計(jì)的子組級(jí)順控才能被電廠運(yùn)行人員和熱控維護(hù)人員接受，具有很好的實(shí)用性，同時(shí)也能提高子組級(jí)順控的投運(yùn)率。
　　
　　3、DCS的報(bào)警窗口顯示的滾動(dòng)報(bào)警信息，運(yùn)行操作人員稍不留神，報(bào)警信息就會(huì)一逝而過(guò)。因此SCS畫面要顯示各項(xiàng)保護(hù)和聯(lián)鎖的報(bào)警信息，操作畫面要給運(yùn)行操作人員提供詳細(xì)的操作指導(dǎo)和幫助，盡可能地防止誤操作的發(fā)生。
　　
　　4、對(duì)于單/雙電磁閥的控制設(shè)計(jì)，必須充分考慮到電磁閥失電要朝著安全方向動(dòng)作，達(dá)到保護(hù)機(jī)組安全的目的。
　　
　　四、投運(yùn)情況
　　
　　經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和調(diào)試人員的努力，該工程設(shè)計(jì)的12套子組級(jí)順控在調(diào)試和168小時(shí)試生產(chǎn)過(guò)程中都能順利投用。SCS的各項(xiàng)保護(hù)和聯(lián)鎖功能一直投用正常，未出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)現(xiàn)象?？偟膩?lái)說(shuō)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試都是成功的，達(dá)到了機(jī)組改造的要求。
　　
　　該機(jī)組制粉系統(tǒng)采用中間倉(cāng)儲(chǔ)式乏氣送粉，制粉系統(tǒng)的啟停十分復(fù)雜，換風(fēng)操作難度很大，很容易發(fā)生誤操作現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，目前正在進(jìn)行制粉系統(tǒng)自動(dòng)換風(fēng)的研究和試驗(yàn)。一旦自動(dòng)換風(fēng)試驗(yàn)順利完成，可考慮增加制粉系統(tǒng)啟停子組級(jí)順控的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。
　　
　　從XDPS-400在洛河電廠#1機(jī)組現(xiàn)在的應(yīng)用來(lái)看，其硬件成熟、可靠，其軟件對(duì)于使用者和調(diào)試者類似于傻瓜機(jī)，只要有WINDOWS操作系統(tǒng)的部分基礎(chǔ)，易學(xué)、易用，修改下裝都很方便。同樣對(duì)于熱工的維護(hù)和改造也十分方便。