一　概述

　　隨著汽輪機數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)在火力發(fā)電機組上的廣泛應用，其應用技術已相對成熟，系統(tǒng)功能基本滿足機組控制要求。但在工程應用中，其安全性、可靠性還有待提高。有調(diào)研表明，DCS(含DEH)系統(tǒng)自身故障造成機組跳機的占誤動跳機次數(shù)近一半，并易造成反復跳機的隱患。鑒于DEH控制系統(tǒng)的重要性，用戶及設備廠家一直都期待有更加穩(wěn)定、可靠的控制系統(tǒng)以獲得最大的經(jīng)濟效益。

　　由于PLC是專門設計用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，穩(wěn)定性、可靠性高，抗干擾能力強，具有非常優(yōu)越的模擬量計算和處理能力。以PLC為硬件平臺的DEH控制系統(tǒng)正廣泛應用于工業(yè)控制領域，并獲得了相同或更高的控制品質(zhì)。





　　二　DEH系統(tǒng)介紹

　　華能岳陽電廠二期擴建工程(2×300MW)汽輪機是由哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537型亞臨界、中間再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽單軸反動凝汽式汽輪機組。DCS系統(tǒng)采用PineControl系統(tǒng)，DEH為該系統(tǒng)的一個控制站。系統(tǒng)硬件采用進口的雙CPU、雙電源熱備PLC，組態(tài)軟件為PineControl系統(tǒng)的PineCAD組態(tài)軟件。

　　汽輪機數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)硬件配置主要由上位計算機(工程師站、操作員站等與DCS共用)、邏輯處理單元CPU以及各種I/O卡件、機柜等組成。系統(tǒng)采用兩層網(wǎng)絡結構：第一層為管理層采用冗余100M工業(yè)以太網(wǎng)，負責上位機與控制站的通信；第二層為控制層采用Controller Link總線，負責控制站間的通信。當控制層網(wǎng)絡故障時，100M工業(yè)以太網(wǎng)作為控制層網(wǎng)絡的后備，能自動切到100M冗余工業(yè)以太網(wǎng)通信。







　　DEH控制部分由冗余的CPU、I/O控制卡件、冗余電源、底板等組成。10塊閥位控制卡(VC卡)組成閥門伺服控制部分，每一塊VC卡用于一個閥門的控制，接收兩路LVDT信號和輸出兩路伺服閥控制信號。

　　汽機轉速測量采用轉速卡及轉速信號冗余設計方式(見圖1)。DEH控制系統(tǒng)接收3路轉速磁阻探頭信號，分兩組分別經(jīng)兩個測速卡整形送給控制站的3個高速計數(shù)卡。同時測速卡也具有OPC保護及電超速保護功能，即使2路轉速探頭故障，仍能正確測量出汽機轉速。

　　DEH與APC(協(xié)調(diào)控制系統(tǒng))的接口信號主要有：汽機流量指令、實際流量反饋、DEH遠控投入請求、APC控制投入等，優(yōu)先選用通信信號，如果通信信號故障，程序自動取用硬接線信號。如果兩個信號均故障，自動退出APC遠控。在協(xié)調(diào)方式下，DEH只接收和執(zhí)行APC送來的流量指令，并轉換成閥位控制指令輸出。

　　三　DEH系統(tǒng)的特點

　　PineControl DEH控制系統(tǒng)具有如下特點：

　　(1)快速、準確、靈敏度高的特點。PineControl1000系統(tǒng)控制站的基本指令執(zhí)行周期僅0.02μs，借助PineControl先進的獨特的數(shù)據(jù)引擎組態(tài)軟件技術，可實現(xiàn)32位或64位高精確度復雜的計算過程，并使控制邏輯更簡單高效。在蒸汽參數(shù)穩(wěn)定的情況下，可保證功率偏差小于1MW，轉速偏差小于1r/min。

　　(2)利用PineCAD組態(tài)軟件，實現(xiàn)多回路、多變量調(diào)節(jié)，具有較強的適應外界負荷變化和抗內(nèi)擾能力，成功地配合DCS系統(tǒng)連續(xù)長時間投入雙進雙出中速球磨機組的機爐協(xié)調(diào)控制和遠方遙調(diào)(AGC)控制，有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

　　(3)DEH系統(tǒng)可提供手動流量控制、調(diào)頻、定汽壓、定功率和機爐協(xié)調(diào)等多種運行方式。滿足機組的各種運行工況要求。

　　(4)具有閥門管理功能。在啟動過程中及低負荷工況下，可實現(xiàn)全周進汽(單閥控制)，以便于機組暖體或減少金屬熱應力；在大負荷運行時，可實現(xiàn)噴嘴調(diào)節(jié)方式(多閥控制)，以減少不必要的節(jié)流損失，提高了機組的熱經(jīng)濟性。






　　(5)調(diào)試維護方便、便捷的特點?；跀?shù)據(jù)引擎技術的PineCAD組態(tài)軟件使用非常方便可靠，在線修改十分簡單、安全且沒有次數(shù)的限制。使得PLC可以擺脫傳統(tǒng)的、以梯形圖為主的編程環(huán)境的制約，并克服了不同PLC須采用不同的編程軟件的無標準化問題。能將相同的控制邏輯組態(tài)傳送到不同的PLC中運行，實時監(jiān)控它們的運行狀態(tài)。此外，PineCAD還可在線修改各種調(diào)節(jié)參數(shù)及邏輯結構，有利于先進控制策略的方便實現(xiàn)，提高自動化水平。在線修改時可退出監(jiān)視狀態(tài)，修改之后，經(jīng)分析確認無誤，再傳送到CPU中執(zhí)行。而非即改即生效方式，可大大減少在線修改的危險性。
(6)由于冗余CPU切換已在PLC中實現(xiàn)，其可靠性大大提高，經(jīng)實際反復檢驗均很正常，克服了目前國內(nèi)使用的一些DCS處理器主備切換不正常，處理器的初始化易引發(fā)意外的問題。

　　(7)由于PineControl DEH控Ò

46;系統(tǒng)以PLC作為硬件平臺，為模塊化結構，系統(tǒng)擴展靈活，維護測試方便，適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，抗干擾能力強、可靠性高。

　　(8)DEH控制系統(tǒng)可采用與Pine-Control系統(tǒng)DCS其他控制站一樣的軟硬件平臺，可作為DCS的一個控制站集中統(tǒng)一管理。

　　四　工程應用情況

　　華能岳陽電廠二期擴建工程#3機組從調(diào)試到投入商業(yè)運行，經(jīng)過多次開停機及168次運行考驗，DEH系統(tǒng)運行情況良好，無一次由于系統(tǒng)自身故障造成機組跳機，在機組啟動升速(見圖2)、跨越臨界轉速、超速試驗、并網(wǎng)升降負荷、變工況運行、抗擾動能力、一次調(diào)頻、AGC控制(見圖3)以及主調(diào)閥門活動等試驗方面，都顯示了系統(tǒng)的優(yōu)越性，且具有運行安全可靠、在線檢修維護、調(diào)試方便快捷等優(yōu)點，達到了良好的效果。

　　目前，PineControl控制系統(tǒng)已應用于350、330、300MW亞臨界燃煤發(fā)電機組、135MW和75MW循環(huán)流化床鍋爐供熱發(fā)電機組、100MW亞臨界燃煤發(fā)電機組、給水泵汽輪機、網(wǎng)控、以及鋼鐵行業(yè)等工業(yè)控制領域。

　　五　結束語

　　以PLC硬件組成的PineControl DEH控制系統(tǒng)可極大地提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全可靠性、抗干擾能力、維護方便性。同時，利用PineControl系統(tǒng)的仿真平臺，可在設備出廠前充分測試DEH的邏輯關系和設置調(diào)節(jié)參數(shù)，做到機組一次沖轉成功和零調(diào)試，最大限度地提高機組的安全可靠性。