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摘要:介绍了火力发电厂传统ETS的基本功能原理,分析了我厂独立布置的ETS系统的不足,结合我厂实际情况,提出了将ETS系统内的信号引入DCS系统进行融合的思路并最终进行具体实施。
關键词:ETS改造 危机跳闸 DCS
1 引言
我厂二期两台机组ETS系统(汽轮机危急跳闸保护系统)采用施耐德昆腾系列PLC控制,DCS系统采用国电智深EDPFNT-PLUS系统。ETS系统独立于DCS系统进行布置,布置于汽机房6.9米层电子间内;DCS集控室布置于13.7米层。机组投产以来,发生过多次汽轮机危机遮断装置就地开关误动作、AST电磁阀线圈烧损或阀芯损坏的问题。但由于汽轮机ETS系统控制柜独立布置于汽机房6.9米的汽机电子间,而运行人员监盘在13.7米层的集控室内,常常发生ETS控制柜内的报警信息不能及时地被运行值班员发现,要监视汽轮机ETS系统状态是否正常只能到6.9米的汽机电子间手操盘上查看,严重影响机组重要保护系统的监视。
经过初步调研,有一部分兄弟电厂进行了ETS系统与DCS系统的一体化改造,去除了传统意义上的ETS系统独立布置的模式。考虑到我厂的实际情况,若进行一体化升级改造,需要将整套保护装置从6.9米层电子间移到13.7米层集控电子间,所有电缆重新敷设及施工,所需工期长,费用高。为节约项目改造费用,缩短改造工期,降低改造工作量,我厂进行了技术创新,采取了将ETS系统与DCS系统融合的思路,即在保留原有ETS系统与DCS系统基本架构不变的情况下,将ETS系统PLC内的一些状态点引出至DCS系统进行告警监视。
2 传统ETS系统的构成及特点
传统的ETS系统主要由PLC、手操盘、开关变送器、继电器、跳闸电磁阀、试验电磁阀、供电装置等组成。供电装置为整套ETS系统提供正常工作所需的电源及后备电源,以保证系统供电的可靠性,并设有失电报警回路。开关量变送器用于检测、传送监视汽轮机的重要参数,当参数超限时,将信号传送至ETS系统进行处理。PLC是整套系统的核心,对输入的开关量信号进行相应的逻辑判断,依据判断结果给出相应的输出信号,驱动继电器动作。跳闸电磁阀用于卸掉AST母管油压,实现跳闸状态时汽轮机主汽门和调节汽门的快速关闭,保护汽轮机组不超速。手操盘可进行一些试验操作和手动打闸,以检验ETS系统动作的可靠性。ETS系统功能图如图1所示。
由图1可知,当某个参数超限并且信号送至ETS系统后,PLC接收输入信号并进行逻辑运算判断,将运算结果输出驱动四个跳闸继电器动作(AST1~AST4)。四个跳闸继电器布置回路如图2所示。跳闸电磁阀的布置应用了双通道概念,布置成“或─与”门的通道方式,这就允许在线试验,并在试验过程中装置仍起保护作用,从而保证系统的可靠性,可有效地防止“误动”和“拒动”。当且仅当两个通道中至少各有一个电磁阀打开时,AST母管油压才会卸掉,危机遮断系统动作,各主汽门、调速汽门、抽汽逆止门等迅速关闭。
3 DCS系统与ETS系统融合改造的实施
输入至ETS系统的开关量信号并不直接导致汽轮机组跳闸,它需要通过PLC逻辑运算后做出判断,如三取二逻辑判断等。机组从监测参数越限至机组跳闸往往间隔着一段时间,如果能及时监视到超限参数的信息,值班员就能及时进行故障排查处理,能够极大程度上避免机组跳闸带来的损失。依据这一思路,本改造方案将输入至ETS内的开关量信号进行提取并送至DCS系统进行显示、报警、记录。具体实施内容如下:
3.1 PLC逻辑组态
在ETS系统中,利用原有输入信号作为触发条件,进入PLC编程状态,引用输入开关量的逻辑地址,新增组态逻辑,并对输入信号进行报警分级:真空低信号、润滑油压低信号及EH油压低信号等汇总并取名为“就地开关动作报警”;ASP-1及ASP-2信号汇总为“ASP开关报警”。重新组态好的逻辑进行编译、下装,并重新备份保存新的逻辑。至此实现PLC内开关量信号的提取并输出。PLC逻辑组态如图3所示。
PLC逻辑实现DO通道输出后,利用ETS系统内部硬件接线,最终到输出继电器端子排,形成两路输出信号,。
硬件输出图如下:
3.2 将组态的输出信号接入DCS系统
如图4虚线所示,将组态好的输出信号从ETS控制柜的DO输出继电器触点通过敷设信号电缆引至DCS控制柜的DI卡件,从而实现ETS系统与DCS信通的物理连接通道,将信号送至DCS系统进行组态。
3.3 DCS侧画面及报警文件组态
首先对接入DI卡件的信号在DCS上进行建点、配置硬件地址、配置历史存储信息等,这样DCS系统能够采集来自ETS系统的信号并形成历史记录;再将接收的信号点增加至系统操作画面上,使得运行人员能够方便进行监视;最后对DCS系统的声光报警文件进行配置,配置文件如下:
UNIT4:40HSJ21CP301,,1,ETS就地开关动作报警,TSI系统,5,default.wav,1,2
UNIT4:40HSJ22CP301,,1,ASP动作报警,TSI系统,5,default.wav,1,2
将信号加至声光报警系统,当信号发生翻转时,DCS系统能够发出声光报警信号,使得运行值班人员能够及时注意相关的告警信息并进行分析处理。
4 结束语
本项目保证原有ETS系统与DCS系统架构模式不变的基础上,通过低成本的改造方法,将ETS系统的重要参数信号引入DCS进行有效监视。若汽轮机ASP油压出现异常,或者ETS系统就地开关出现误动或故障,运行值班人员都能及时通过DCS操作台画面和声光报警获得信息。不再需要去6.9米电子间就可以观察到报警信号。无论从便利性,还是时效性上,都大大的提高了对重要保护装置的监视能力。切实保证了设备安全运行环境,降低设备故障率提高机组运行安全性。
参考文献
[1] 周芳芳.600MW机组ETS系统成功改造优化.新技术应用与实践,2017.
[2] 魏 东.某机组ETS系统DCS系统一体化改造.中国设备工程,2017.
[3] 王 浩,吴 昊.简析漯河电厂ETS改造.华电技术,2017.
[3] 宋益纯,徐 毅.汽轮机跳闸保护纳入分散控制系统的可靠性分析及优化方案.电力建设,2007.
作者简介:易秉恒,1986年05月,男,汉族,现任国电泉州热电有限公司热控主管,工程师,主要从事火力发电厂热控专业管理方面工作。
關键词:ETS改造 危机跳闸 DCS
1 引言
我厂二期两台机组ETS系统(汽轮机危急跳闸保护系统)采用施耐德昆腾系列PLC控制,DCS系统采用国电智深EDPFNT-PLUS系统。ETS系统独立于DCS系统进行布置,布置于汽机房6.9米层电子间内;DCS集控室布置于13.7米层。机组投产以来,发生过多次汽轮机危机遮断装置就地开关误动作、AST电磁阀线圈烧损或阀芯损坏的问题。但由于汽轮机ETS系统控制柜独立布置于汽机房6.9米的汽机电子间,而运行人员监盘在13.7米层的集控室内,常常发生ETS控制柜内的报警信息不能及时地被运行值班员发现,要监视汽轮机ETS系统状态是否正常只能到6.9米的汽机电子间手操盘上查看,严重影响机组重要保护系统的监视。
经过初步调研,有一部分兄弟电厂进行了ETS系统与DCS系统的一体化改造,去除了传统意义上的ETS系统独立布置的模式。考虑到我厂的实际情况,若进行一体化升级改造,需要将整套保护装置从6.9米层电子间移到13.7米层集控电子间,所有电缆重新敷设及施工,所需工期长,费用高。为节约项目改造费用,缩短改造工期,降低改造工作量,我厂进行了技术创新,采取了将ETS系统与DCS系统融合的思路,即在保留原有ETS系统与DCS系统基本架构不变的情况下,将ETS系统PLC内的一些状态点引出至DCS系统进行告警监视。
2 传统ETS系统的构成及特点
传统的ETS系统主要由PLC、手操盘、开关变送器、继电器、跳闸电磁阀、试验电磁阀、供电装置等组成。供电装置为整套ETS系统提供正常工作所需的电源及后备电源,以保证系统供电的可靠性,并设有失电报警回路。开关量变送器用于检测、传送监视汽轮机的重要参数,当参数超限时,将信号传送至ETS系统进行处理。PLC是整套系统的核心,对输入的开关量信号进行相应的逻辑判断,依据判断结果给出相应的输出信号,驱动继电器动作。跳闸电磁阀用于卸掉AST母管油压,实现跳闸状态时汽轮机主汽门和调节汽门的快速关闭,保护汽轮机组不超速。手操盘可进行一些试验操作和手动打闸,以检验ETS系统动作的可靠性。ETS系统功能图如图1所示。
由图1可知,当某个参数超限并且信号送至ETS系统后,PLC接收输入信号并进行逻辑运算判断,将运算结果输出驱动四个跳闸继电器动作(AST1~AST4)。四个跳闸继电器布置回路如图2所示。跳闸电磁阀的布置应用了双通道概念,布置成“或─与”门的通道方式,这就允许在线试验,并在试验过程中装置仍起保护作用,从而保证系统的可靠性,可有效地防止“误动”和“拒动”。当且仅当两个通道中至少各有一个电磁阀打开时,AST母管油压才会卸掉,危机遮断系统动作,各主汽门、调速汽门、抽汽逆止门等迅速关闭。
3 DCS系统与ETS系统融合改造的实施
输入至ETS系统的开关量信号并不直接导致汽轮机组跳闸,它需要通过PLC逻辑运算后做出判断,如三取二逻辑判断等。机组从监测参数越限至机组跳闸往往间隔着一段时间,如果能及时监视到超限参数的信息,值班员就能及时进行故障排查处理,能够极大程度上避免机组跳闸带来的损失。依据这一思路,本改造方案将输入至ETS内的开关量信号进行提取并送至DCS系统进行显示、报警、记录。具体实施内容如下:
3.1 PLC逻辑组态
在ETS系统中,利用原有输入信号作为触发条件,进入PLC编程状态,引用输入开关量的逻辑地址,新增组态逻辑,并对输入信号进行报警分级:真空低信号、润滑油压低信号及EH油压低信号等汇总并取名为“就地开关动作报警”;ASP-1及ASP-2信号汇总为“ASP开关报警”。重新组态好的逻辑进行编译、下装,并重新备份保存新的逻辑。至此实现PLC内开关量信号的提取并输出。PLC逻辑组态如图3所示。
PLC逻辑实现DO通道输出后,利用ETS系统内部硬件接线,最终到输出继电器端子排,形成两路输出信号,。
硬件输出图如下:
3.2 将组态的输出信号接入DCS系统
如图4虚线所示,将组态好的输出信号从ETS控制柜的DO输出继电器触点通过敷设信号电缆引至DCS控制柜的DI卡件,从而实现ETS系统与DCS信通的物理连接通道,将信号送至DCS系统进行组态。
3.3 DCS侧画面及报警文件组态
首先对接入DI卡件的信号在DCS上进行建点、配置硬件地址、配置历史存储信息等,这样DCS系统能够采集来自ETS系统的信号并形成历史记录;再将接收的信号点增加至系统操作画面上,使得运行人员能够方便进行监视;最后对DCS系统的声光报警文件进行配置,配置文件如下:
UNIT4:40HSJ21CP301,,1,ETS就地开关动作报警,TSI系统,5,default.wav,1,2
UNIT4:40HSJ22CP301,,1,ASP动作报警,TSI系统,5,default.wav,1,2
将信号加至声光报警系统,当信号发生翻转时,DCS系统能够发出声光报警信号,使得运行值班人员能够及时注意相关的告警信息并进行分析处理。
4 结束语
本项目保证原有ETS系统与DCS系统架构模式不变的基础上,通过低成本的改造方法,将ETS系统的重要参数信号引入DCS进行有效监视。若汽轮机ASP油压出现异常,或者ETS系统就地开关出现误动或故障,运行值班人员都能及时通过DCS操作台画面和声光报警获得信息。不再需要去6.9米电子间就可以观察到报警信号。无论从便利性,还是时效性上,都大大的提高了对重要保护装置的监视能力。切实保证了设备安全运行环境,降低设备故障率提高机组运行安全性。
参考文献
[1] 周芳芳.600MW机组ETS系统成功改造优化.新技术应用与实践,2017.
[2] 魏 东.某机组ETS系统DCS系统一体化改造.中国设备工程,2017.
[3] 王 浩,吴 昊.简析漯河电厂ETS改造.华电技术,2017.
[3] 宋益纯,徐 毅.汽轮机跳闸保护纳入分散控制系统的可靠性分析及优化方案.电力建设,2007.
作者简介:易秉恒,1986年05月,男,汉族,现任国电泉州热电有限公司热控主管,工程师,主要从事火力发电厂热控专业管理方面工作。