火力發(fā)電廠DCS系統(tǒng)與ETS系統(tǒng)融合改造

摘要：介紹了火力發(fā)電廠傳統(tǒng)ETS的基本功能原理，分析了我廠獨立布置的ETS系統(tǒng)的不足，結(jié)合我廠實際情況，提出了將ETS系統(tǒng)內(nèi)的信號引入DCS系統(tǒng)進行融合的思路并最終進行具體實施。

關(guān)鍵詞：ETS改造 危機跳閘 DCS

1 引言

我廠二期兩臺機組ETS系統(tǒng)（汽輪機危急跳閘保護系統(tǒng)）采用施耐德昆騰系列PLC控制，DCS系統(tǒng)采用國電智深EDPFNT-PLUS系統(tǒng)。ETS系統(tǒng)獨立于DCS系統(tǒng)進行布置，布置于汽機房6.9米層電子間內(nèi);DCS集控室布置于13.7米層。機組投產(chǎn)以來，發(fā)生過多次汽輪機危機遮斷裝置就地開關(guān)誤動作、AST電磁閥線圈燒損或閥芯損壞的問題。但由于汽輪機ETS系統(tǒng)控制柜獨立布置于汽機房6.9米的汽機電子間，而運行人員監(jiān)盤在13.7米層的集控室內(nèi)，常常發(fā)生ETS控制柜內(nèi)的報警信息不能及時地被運行值班員發(fā)現(xiàn)，要監(jiān)視汽輪機ETS系統(tǒng)狀態(tài)是否正常只能到6.9米的汽機電子間手操盤上查看，嚴重影響機組重要保護系統(tǒng)的監(jiān)視。

經(jīng)過初步調(diào)研，有一部分兄弟電廠進行了ETS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的一體化改造，去除了傳統(tǒng)意義上的ETS系統(tǒng)獨立布置的模式?？紤]到我廠的實際情況，若進行一體化升級改造，需要將整套保護裝置從6.9米層電子間移到13.7米層集控電子間，所有電纜重新敷設(shè)及施工，所需工期長，費用高。為節(jié)約項目改造費用，縮短改造工期，降低改造工作量，我廠進行了技術(shù)創(chuàng)新，采取了將ETS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)融合的思路，即在保留原有ETS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)基本架構(gòu)不變的情況下，將ETS系統(tǒng)PLC內(nèi)的一些狀態(tài)點引出至DCS系統(tǒng)進行告警監(jiān)視。

2 傳統(tǒng)ETS系統(tǒng)的構(gòu)成及特點

傳統(tǒng)的ETS系統(tǒng)主要由PLC、手操盤、開關(guān)變送器、繼電器、跳閘電磁閥、試驗電磁閥、供電裝置等組成。供電裝置為整套ETS系統(tǒng)提供正常工作所需的電源及后備電源，以保證系統(tǒng)供電的可靠性，并設(shè)有失電報警回路。開關(guān)量變送器用于檢測、傳送監(jiān)視汽輪機的重要參數(shù)，當(dāng)參數(shù)超限時，將信號傳送至ETS系統(tǒng)進行處理。PLC是整套系統(tǒng)的核心，對輸入的開關(guān)量信號進行相應(yīng)的邏輯判斷，依據(jù)判斷結(jié)果給出相應(yīng)的輸出信號，驅(qū)動繼電器動作。跳閘電磁閥用于卸掉AST母管油壓，實現(xiàn)跳閘狀態(tài)時汽輪機主汽門和調(diào)節(jié)汽門的快速關(guān)閉，保護汽輪機組不超速。手操盤可進行一些試驗操作和手動打閘，以檢驗ETS系統(tǒng)動作的可靠性。ETS系統(tǒng)功能圖如圖1所示。

由圖1可知，當(dāng)某個參數(shù)超限并且信號送至ETS系統(tǒng)后，PLC接收輸入信號并進行邏輯運算判斷，將運算結(jié)果輸出驅(qū)動四個跳閘繼電器動作（AST1～AST4）。四個跳閘繼電器布置回路如圖2所示。跳閘電磁閥的布置應(yīng)用了雙通道概念，布置成“或─與”門的通道方式，這就允許在線試驗，并在試驗過程中裝置仍起保護作用，從而保證系統(tǒng)的可靠性，可有效地防止“誤動”和“拒動”。當(dāng)且僅當(dāng)兩個通道中至少各有一個電磁閥打開時，AST母管油壓才會卸掉，危機遮斷系統(tǒng)動作，各主汽門、調(diào)速汽門、抽汽逆止門等迅速關(guān)閉。

3 DCS系統(tǒng)與ETS系統(tǒng)融合改造的實施

輸入至ETS系統(tǒng)的開關(guān)量信號并不直接導(dǎo)致汽輪機組跳閘，它需要通過PLC邏輯運算后做出判斷，如三取二邏輯判斷等。機組從監(jiān)測參數(shù)越限至機組跳閘往往間隔著一段時間，如果能及時監(jiān)視到超限參數(shù)的信息，值班員就能及時進行故障排查處理，能夠極大程度上避免機組跳閘帶來的損失。依據(jù)這一思路，本改造方案將輸入至ETS內(nèi)的開關(guān)量信號進行提取并送至DCS系統(tǒng)進行顯示、報警、記錄。具體實施內(nèi)容如下：

3.1 PLC邏輯組態(tài)

在ETS系統(tǒng)中，利用原有輸入信號作為觸發(fā)條件，進入PLC編程狀態(tài)，引用輸入開關(guān)量的邏輯地址，新增組態(tài)邏輯，并對輸入信號進行報警分級：真空低信號、潤滑油壓低信號及EH油壓低信號等匯總并取名為“就地開關(guān)動作報警”;ASP-1及ASP-2信號匯總為“ASP開關(guān)報警”。重新組態(tài)好的邏輯進行編譯、下裝，并重新備份保存新的邏輯。至此實現(xiàn)PLC內(nèi)開關(guān)量信號的提取并輸出。PLC邏輯組態(tài)如圖3所示。

PLC邏輯實現(xiàn)DO通道輸出后，利用ETS系統(tǒng)內(nèi)部硬件接線，最終到輸出繼電器端子排，形成兩路輸出信號，。

硬件輸出圖如下：

3.2 將組態(tài)的輸出信號接入DCS系統(tǒng)

如圖4虛線所示，將組態(tài)好的輸出信號從ETS控制柜的DO輸出繼電器觸點通過敷設(shè)信號電纜引至DCS控制柜的DI卡件，從而實現(xiàn)ETS系統(tǒng)與DCS信通的物理連接通道，將信號送至DCS系統(tǒng)進行組態(tài)。

3.3 DCS側(cè)畫面及報警文件組態(tài)

首先對接入DI卡件的信號在DCS上進行建點、配置硬件地址、配置歷史存儲信息等，這樣DCS系統(tǒng)能夠采集來自ETS系統(tǒng)的信號并形成歷史記錄;再將接收的信號點增加至系統(tǒng)操作畫面上，使得運行人員能夠方便進行監(jiān)視;最后對DCS系統(tǒng)的聲光報警文件進行配置，配置文件如下：

UNIT4：40HSJ21CP301，，1，ETS就地開關(guān)動作報警，TSI系統(tǒng)，5，default.wav，1，2

UNIT4：40HSJ22CP301，，1，ASP動作報警，TSI系統(tǒng)，5，default.wav，1，2

將信號加至聲光報警系統(tǒng)，當(dāng)信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，DCS系統(tǒng)能夠發(fā)出聲光報警信號，使得運行值班人員能夠及時注意相關(guān)的告警信息并進行分析處理。

4 結(jié)束語

本項目保證原有ETS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)架構(gòu)模式不變的基礎(chǔ)上，通過低成本的改造方法，將ETS系統(tǒng)的重要參數(shù)信號引入DCS進行有效監(jiān)視。若汽輪機ASP油壓出現(xiàn)異常，或者ETS系統(tǒng)就地開關(guān)出現(xiàn)誤動或故障，運行值班人員都能及時通過DCS操作臺畫面和聲光報警獲得信息。不再需要去6.9米電子間就可以觀察到報警信號。無論從便利性，還是時效性上，都大大的提高了對重要保護裝置的監(jiān)視能力。切實保證了設(shè)備安全運行環(huán)境，降低設(shè)備故障率提高機組運行安全性。

參考文獻

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作者簡介：易秉恒，1986年05月，男，漢族，現(xiàn)任國電泉州熱電有限公司熱控主管，工程師，主要從事火力發(fā)電廠熱控專業(yè)管理方面工作。