順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則在DCS系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

陳聞起

唐山三友集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)纖維有限公司 河北唐山 063000

順序控制系統(tǒng)具體指的就是機(jī)組輔機(jī)與不同工藝子系統(tǒng)順序啟動(dòng)與停止，并對(duì)工藝系統(tǒng)設(shè)備實(shí)施必要保護(hù)。順序控制系統(tǒng)屬于DCS系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，在運(yùn)行方面具有獨(dú)立性，不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)發(fā)出指令進(jìn)行接收，同時(shí)也可向其他系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的指令與信息。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，要想確保順序控制系統(tǒng)可靠，就應(yīng)當(dāng)結(jié)合既有經(jīng)驗(yàn)，參考特定原則落實(shí)設(shè)計(jì)工作，綜合衡量各環(huán)節(jié)。由此可見，深入研究并分析順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則在DCS系統(tǒng)改造中的實(shí)際應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 保護(hù)拒動(dòng)不允許應(yīng)規(guī)避保護(hù)誤動(dòng)發(fā)生

順序控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面，應(yīng)對(duì)控制回路內(nèi)設(shè)備發(fā)生故障的動(dòng)作狀況作出綜合考慮，所以說，各項(xiàng)保護(hù)設(shè)計(jì)均體現(xiàn)出保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)之間的矛盾。如果保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)拒動(dòng)，實(shí)際損失將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出系統(tǒng)誤動(dòng)損失[1]。為此，結(jié)合既有原則，在設(shè)計(jì)保護(hù)回路的時(shí)候，設(shè)計(jì)的原則就是即便出現(xiàn)誤動(dòng)，也不允許出現(xiàn)拒動(dòng)。所以說，設(shè)計(jì)順序控制系統(tǒng)的過程中，同樣要遵循這一基本原則，合理借助DCS系統(tǒng)的靈活組態(tài)特點(diǎn)等，不斷改進(jìn)保護(hù)回路設(shè)計(jì)。

以機(jī)組鍋爐大聯(lián)鎖為例，在設(shè)計(jì)過程中，回路選擇動(dòng)作信號(hào)主要是風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)。也就是說，如果引風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)不存在，大聯(lián)鎖就會(huì)發(fā)生動(dòng)作，有效規(guī)避風(fēng)機(jī)停信號(hào)失靈而誘發(fā)保護(hù)拒動(dòng)。然而，在這種情況下，會(huì)因?yàn)轱L(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)存在故障而出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)。之所以采用以上設(shè)計(jì)方法，最主要的目的就是對(duì)保護(hù)拒動(dòng)的發(fā)生予以抑制，并規(guī)避保護(hù)誤動(dòng)的出現(xiàn)，為此，有效優(yōu)化了控制程序與位置信號(hào)工作電源。之前，在發(fā)生大聯(lián)鎖動(dòng)作以后就會(huì)跳排粉機(jī)，主要是利用其跳閘信號(hào)使給粉電源和給粉機(jī)停止運(yùn)行。在改造期間，選擇控制模件內(nèi)部信號(hào)后，實(shí)際發(fā)生故障的幾率明顯下降。對(duì)于大聯(lián)鎖動(dòng)作信號(hào)而言，主要是通過順序控制系統(tǒng)模件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)傳遞目標(biāo)。所以說，在回路經(jīng)改造以后，大聯(lián)鎖動(dòng)作信號(hào)會(huì)向給粉機(jī)、給粉電源以及排粉機(jī)中送達(dá)[2]。在這種情況下，就可以規(guī)避跳排粉機(jī)不順利所引起的鍋爐滅火打炮問題的發(fā)生。由此可見，DCS控制系統(tǒng)最突出的優(yōu)勢可就是使設(shè)計(jì)保護(hù)回路的時(shí)候獲得更大開拓空間。然而，保護(hù)回路的設(shè)計(jì)很難對(duì)保護(hù)誤動(dòng)、保護(hù)拒動(dòng)矛盾加以解決，仍需借助DCS系統(tǒng)優(yōu)勢，參考基本原則展開設(shè)計(jì)工作，盡可能保證在保護(hù)拒動(dòng)不發(fā)生的情況下，規(guī)避保護(hù)誤動(dòng)的出現(xiàn)。

2 控制回路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循分散基本原則

現(xiàn)階段，機(jī)組DCS系統(tǒng)的分散功能相對(duì)成熟，且能夠保證系統(tǒng)內(nèi)各控制模件的功能處于獨(dú)立狀態(tài)。對(duì)輔機(jī)控制回路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)模件獨(dú)立性加以利用，而輔機(jī)全部控制信號(hào)則借助統(tǒng)一模塊實(shí)施處理。在這種情況下，即可構(gòu)建獨(dú)立單元，即便其中某一單元發(fā)生故障，也不會(huì)使其他單元受到影響。如果兩個(gè)輔機(jī)可完成相同功能，應(yīng)盡可能不選擇同一模件組態(tài)，確保在某模件發(fā)生故障的情況下，盡量規(guī)避影響工藝系統(tǒng)的程度[3]。以內(nèi)冷水泵控制為例，兩臺(tái)內(nèi)冷水泵主要包括兩塊模件組態(tài)，即便其中一模塊有故障發(fā)生，進(jìn)而引起內(nèi)冷水泵跳閘情況，另外一內(nèi)冷水泵就能夠馬上聯(lián)鎖并啟動(dòng)，使內(nèi)冷水系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

3 控制系統(tǒng)信息檢測要可靠

綜合考慮運(yùn)行規(guī)定要求，對(duì)工藝運(yùn)行參數(shù)數(shù)值進(jìn)行確定，可對(duì)超限報(bào)警與跳閘展開合理化設(shè)置，使得被控對(duì)象得到必要保護(hù)。但需要注意的是，全部被控對(duì)象信號(hào)均需具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性，所以，應(yīng)單獨(dú)選擇測量儀表對(duì)信號(hào)進(jìn)行優(yōu)選處理，確保在某儀表出現(xiàn)故障的情況下不會(huì)對(duì)保護(hù)回路整體效果產(chǎn)生影響，并且能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。以汽輪機(jī)軸承潤滑油壓力保護(hù)為例進(jìn)行分析，即可選擇使用5個(gè)壓力控制器，選擇其中的3個(gè)，借助三取二邏輯的原則，將油壓低停機(jī)功能充分發(fā)揮出來。另外，所有壓力控制器的動(dòng)作均具備熱工信號(hào)，針對(duì)油壓低聯(lián)潤滑油泵而言，則要對(duì)剩余2個(gè)壓力控制器進(jìn)行使用，以達(dá)到直流事故油泵與交流油泵聯(lián)合啟動(dòng)的目標(biāo)[4]。在這種情況下，就能夠有效優(yōu)選保護(hù)系統(tǒng)所檢測的信息數(shù)據(jù)，經(jīng)危險(xiǎn)分散處理后，即便某壓力控制器出現(xiàn)故障，同樣不會(huì)引起保護(hù)系統(tǒng)拒動(dòng)或者是誤動(dòng)，而且在發(fā)生聯(lián)鎖系統(tǒng)故障以后，也不會(huì)使保護(hù)回路受影響，一定程度上提高了低油壓保護(hù)穩(wěn)定水平。

順序控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)中存在諸多聯(lián)跳、工藝聯(lián)鎖和保護(hù)跳閘的情況。一旦其邏輯與出口均在系統(tǒng)內(nèi)部形成，那么出口就需要轉(zhuǎn)至其他的子系統(tǒng)以執(zhí)行[5]。安靠規(guī)范要求，很多指令并不會(huì)經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊方式，而是選擇硬接線連接的方式。針對(duì)接點(diǎn)信號(hào)輸入的形式，要求針對(duì)不同工藝流程實(shí)施區(qū)別性分析。如果是普通控制回路，則要遵循動(dòng)合型原則設(shè)計(jì)，若為關(guān)鍵性控制回路，則要結(jié)合具體情況采取設(shè)計(jì)的方式。

4 結(jié)語

綜上所述，在此次研究中，針對(duì)DCS系統(tǒng)改造中應(yīng)用順序控制系統(tǒng)的基本原則展開了相關(guān)性分析和探討，并且伴隨控制思想的發(fā)展以及DCS系統(tǒng)的進(jìn)步，設(shè)計(jì)原則也將更具先進(jìn)性特征，進(jìn)而為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。除此之外，要想確保機(jī)組運(yùn)行安全，也必須結(jié)合實(shí)際狀況，踐行基本設(shè)計(jì)原則，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)控制回路，以免保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)拒動(dòng)或者是誤動(dòng)。