DEH控制说明书东汽Word格式.docx

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385－12阀门活动试验1

395－13遮断电磁阀试验1

405－14手动控制1

416安装调试1

426－1到货开箱1

436－2设备安装2

446－3系统接地1

466－4电源分配系统1

476－5外部信号连接1

486－6检测与调试2

496－7系统功能检查1

507故障诊断及维修1

517－1在线自诊断2

527－2故障分析及维护1

538供货范围1

549DEHI/O信号清单7

系统概述

本章主要阐述了汽轮机控制系统的基本控制原理、系统主要功能及系统技术指标。

1－1DEH控制系统工作原理

125MW汽轮机是超高压、一次中间再热、双缸（高中压合缸）、双排汽、凝汽式机组。

它由两只高压主汽阀、四只高压调节阀控制高压进汽，两只中压主汽阀和两只中压调节阀（中压主汽阀和调节阀为联合汽阀）控制中压进汽。

以多功能处理器（MFP）为核心的DEH控制系统，采集机组的转速、功率、汽压等有关参数后，经过分析、鉴别、计算，控制电液伺服阀，通过油动机分别使四只高压调节阀、两只中压调节阀按启动、运行要求工作。

液压动力油以磷酸脂抗燃油为工质，工作油压12.8MPa，由集装式抗燃油箱供油。

1运行方式

DEH有如下几种运行方式：

1.1CCS协调控制

启动结束后，DEH接到CCS的请求，司机可按下“CCS投入”按钮（在OIS上），在DEH允许的前提下，即可投入CCS控制，同时发出“CCS投入”信号。

此时，DEH自动切除功率控制和调节级压力控制回路，按CCS给定的阀位信号控制机组，同时将实际阀位值反馈给CCS。

1.2操作员自动

这是投CCS协调控制之前最常用的运行方式。

这种运行方式又对应如下几种运行状态：

功率反馈控制、调节级压力反馈控制及阀位控制。

关于这几种控制方式的详细说明，请参见后面相关章节。

1.3手动

“手动”是和“自动”相对的一种运行方式，在此方式下，司机通过OIS“手动控制”画面直接设定总阀位，经电气凸轮（阀门流量曲线）修正后得到各调节阀的位置指令。

在“手动”方式下，所有自动功能均不能投入。

1.4紧急手动

当伺服板HSS03与MFP02的通讯失去时，系统自动切到紧急手动操作方式，此时司机可通过DEH手操盘上的阀位“增”、“减”按钮增、减各个调门开度。

2启动和阀门管理

2.1启动方式

本机组启动方式为高、中压缸联合启动。

2.2启动过程

升速和升负荷过程由DEH实现转速和负荷的闭环控制。

升速过程中，目标转速设定后，给定转速将按启动曲线逐渐增加。

DEH把实际转速与给定转速相比较，经过PI校正后得到阀位设定值，再经电气凸轮（阀门流量曲线）修正后得到各调节阀位置指令，从而控制各阀门开度使机组平稳升速。

需要暖机时，给定转速保持不变；

过临界转速时，自动提高升速率；

并网后，升负荷过程中，目标功率设定以后，给定功率将按启动曲线逐渐增加，DEH把实际功率与给定功率相比较，经过PI校正后得到阀位设定值，经电气凸轮（阀门流量曲线）修正后得到各调节阀位指令，从而控制各阀门开度，使机组平稳升负荷。

2.3阀门管理

机组启动结束后稳定运行时，宜采用喷嘴调节方式，即高压调节阀顺序开启，以减少处于节流状态下的阀门个数，提高热效率；

在启动过程中，为保证机组全周进汽，减少热应力，宜采用节流配汽方式，即所有阀门同步开启。

实现这两种配汽方式之间的转换，称为阀门管理。

DEH可接受指令，10分钟左右完成上述转换。

3超速控制

DEH具有超速控制功能。

当发电机甩负荷以后，汽轮机转速将很快飞升，正常的转速调节回路很难将转速控制在保护系统动作转速以下。

因此，甩负荷后，DEH接收油开关跳闸信号，通过各调节阀油动机的快关电磁阀快速关闭高、中压调节汽阀，以抑制机组转速的最大动态飞升，经过2S左右各电磁阀复位，由正常转速回路进行调节（当负荷小于15％额定负荷时，油开关跳闸后不需要快关调门）。

若甩负荷后油开关跳闸信号没有发出，DEH还设有103％超速预警控制，即当汽轮机转速超过103％额定转速（3090r/min）时，DEH发出指令到各调节阀油动机的快关电磁阀，快速关闭高、中压调节汽阀，当转速低于103％额定转速时，各电磁阀复位，转入正常转速回路调节。

4超速保护

DEH具有软件的超速保护功能，即当机组转速超过110％额定转速（3300r/min）时，DEH通过软件发出停机信号，同时作用到各遮断电磁阀，关闭高、中压主汽阀及调节汽阀，切断机组进汽，实现停机。

5液压系统工作原理

液压系统的具体结构及工作原理见液压部分文件，本处只对其主要部分作简单说明。

5.1供油系统

高压抗燃油供油系统采用集装式抗燃油箱供油，它配置两台柱塞式油泵，一台工作，一台备用，向伺服系统提供12.8MPa的工作油，当压力低于11.2MPa时，备用泵自动启动。

为保证油动机快速动作时补充工作油，系统配有两台10L高压皮囊式蓄能器。

为保证油泵洁净，满足ISO14/11清洁度要求，配备了一套高精度的滤油器，过滤精度达到了3m。

油再生循环泵可使油经过油再生装置，除去油中的水份和杂质。

为使高压油工作在402.5C，设有油加热器和冷油器。

同时，当油温高或低时将发出报警。

主油箱的容积为900L，其外侧装有浮子式液位计，具有高、正常、低油位报警功能。

5.2执行机构

本系统的液压系统具有两种类型的执行机构：

两位执行机构和连续执行机构。

高、中压主汽阀油动机为两位执行机构，主要由油缸、卸荷阀、遮断电磁阀、试验电磁阀组成。

遮断电磁阀带电可以将油动机快速关闭，试验电磁阀带电时油动机关闭速度较慢，从而可以通过该电磁阀作阀门活动试验。

高、中压主汽阀油动机上装有全开、全关及85％行程的行程开关，可在油动机

高压伺服系统

从DEH来的控制信号通过伺服阀去操作各自的油动机，按运行需要开大或关小调节阀，装在油动机上的线性差动位移传感器LVDT给出阀位反馈信号，在DEH中取得平衡后维持阀门静止。

油动机由油缸、伺服阀、液压集成块、LVDT、快卸阀和电磁阀组成。

伺服阀为双线圈，一个线圈故障时，仍能可靠工作。

失电时，能使油动机关闭。

LVDT的零点和幅值可在线校验。

电磁阀接受机组遮断信号或超速信号快速关闭汽阀。

另外，在汽机左、右侧各配有一套高、低压蓄能器，容量各为30L。

2.6.3高压遮断系统

高压遮断系统由遮断和在线试验两部分组成。

遮断插装阀动作可分别关闭主汽阀和调节阀。

2.6.4低压遮断系统

低压遮断系统保留原系统的主要结构，即保留危急遮断器和危急遮断油门不变。

当转速升到110～112％额定转速时，主轴上的两只机械危急遮断器击出，打在危急遮断油门的撑钩上，使危急遮断油门掉闸，放掉通往隔膜阀上方的一次安全油，隔膜阀向上动作，泄掉遮断卸荷阀上腔的压力油，使遮断卸荷阀开启，从而泄去系统中的二次安全油压，使所有主汽阀和调节阀关闭，切断进汽，实现停机。

另外，当低压遮断电磁阀动作或手打手动停机滑阀时均可使低压遮断系统动作。

低压遮断系统工作性能可通过平时的在线试验（喷油试验、低压遮断电磁阀活动试验）了解。

高压遮断系统和低压遮断系统，用隔膜阀联结起来。

2.7试验

2.7.1阀门活动试验

机组正常运行时，可定期进行阀门活动试验，以检查各进汽阀是否工作灵活。

司机通过OIS发出试验指令，DEH自动执行阀门活动命令。

2.7.2喷油试验

机组空转运行时，可通过OIS分别作两个危急遮断器撞击子的喷油压出试验，以使撞击子免于卡涩。

2.7.3提升转速试验

可用DEH自动提高机组转速进行机械危急遮断器撞击子击出试验，两只撞击子可分别进行。

可自动提高转速，校正电气超速动作是否正确。

可自动记录最高转速。

2.7.4汽门严密性试验

可在OIS上选择作主汽门和调节汽门的严密性试验，以验证主汽门和调节汽门是否关闭严密。

1－2控制系统主要功能

1冲转速前可远方自动挂闸；

2根据高压内缸上壁温度，自动判断机组热状态（冷态、温态、热态、极热态），并按照当前热状态按设定的经验曲线启动。

在整个过程之中，司机的干预优先；

3启动结束后DEH控制机组稳定运行，可设定调频死区，参加或不参加一次调频。

4可实现阀门管理；

5具有完善的超速控制功能

5.1转速大于103％时超速预警；

5.2转速超过110％时停机；

6可在线进行高、中压主汽阀及中压调节阀活动试验；

7可实现远方喷油试验和机械、电气超速试验；

8具有主汽压力低保护控制功能（TPC）；

9具有快卸负荷功能（RUNBACK）；

10具有负荷限制功能；

11可与CCS（协调控制系统）配合，完成机炉协调控制功能；

12可与自动同期装置接口，实现快速并网；

13可通过OIS作汽门严密性试验；

14具有完整的数据记录、显示及打印功能。

15可在线进行高、低压遮断电磁阀活动试验；

16具有抗燃油泵控制功能。

1－3DEH性能指标

1额定蒸汽参数下空转转速波动：

1.5r/min；

2负荷控制精度：

1MW；

负荷控制范围：

0～150MW；

3控制系统不灵活度：

0.06％；

4转速不等率4.5％（3％～6％范围内连续可调）

5甩全负荷时，最大超速7％额定转速，可维持空转；

6可靠性：

计算机MTBF20000小时

系统MTBF8000小时

控制系统可用率99.9％。

2控制系统配置

DEH控制系统硬件配置主要由以下部分组成：

INFI90标准机柜

电源分配系统

INFI90及ETSI的模板

端子单元

OIS操作员接口站

硬手操盘

EWS工程师站

DEH控制器I/O配置：

4块IMDSI12，提供64路数字量输入

3块IMDSO14，提供48路数字量输出

2块IMASI13，提供32路模拟量输入

2块IMFEC11，提供30路模拟量输入

2块IMCIS12，提供：

6路数字量输入

8路数字量输出

8路模拟量输入

4路模拟量输出

因此，系统共配置：

数字量输入70路

数字量输出56路

模拟量输入70路

模拟量输出4路

注：

以上容量不包括FCS、HSS此类专业模板上的输入/输出配置。

DEH硬件配置见图2-1。

DEH系统模板配置见图2－2。

2－1INFI90控制柜

本装置共有2个机柜，安装了DEH的板件及相关连接件、接线、电缆。

1＃机柜为模件柜，安装有供电电源、风扇及控制模板。

2＃机柜是端子柜，安装有与各种I/O子模件配套的端子单元，完成与外部信号的连接。

2－2电源分配系统

电源系统接收外部的双路220VAC（容量3000VA）电源，经过两块电源输入模块（IPECB11）、六块模件电源板（IPSYS01），转换为直流电源，送到电源母线排，通过母线排向MMU（模件安装单元）和各接口模板等供电。

1电源输入模块IPECB11

电源输入模块可接受外部两路交流冗余电源，经过浪涌保护和滤波后，输出到风扇、IPSYS01。

电源监视模板（IPMON01）监视电源系统IPSYS01提供的DC电源电压状态，输出一个用户报警信号。

2风扇组件

风扇组件给机柜中的电源模板及过程控制模板产生流动的冷却空气。

3电源模板IPSYS01

IPSYS01电源模板为系统中的各板件提供+5V、+15V、-15V和+24V电压，为现场I/O信号提供+24V电压，IPSYS01采用2N冗余方式配置，确保系统供电安全可靠。

电源组件有专门设计的安装单元IPCHS01。

电源系统细节请见E96－506。

本系统同时还需要外部220VDC电压用于各电磁阀。

2－3INFI90及ETSI的模板

控制系统的模板都安装在机柜1中。

模板简介如下：

1数字输出子模板IMDSO14

系统中共有3块IMDSO14板，用于继电器开出或开出到操作盘。

通过组态后，在发生通讯故障时可保持输出。

DS004技术指标：

16路隔离通道

负载电压：

24VDC最大负载电流：

250mA

逻辑电源：

5VDC5%电流：

150mA（正常）

隔离电压：

300VRMS

其余细节请见BaileyE96-313。

2数字输入子模板IMDSI12

装置中共有4块DSI12板，该模板接受现场及按钮接点输入信号。

技术指标见表2－3－1，其余细节请见BaileyE96-307。

3频率计数子模件IMFCS01

FCS用于处理转速信号，它接收安装在测速齿盘上的传感器测得的脉冲数，采用周期计数的方法获得汽机转速，并将其转换成二进制数向MFP传送。

MFP能随时从FCS中读取当前转速数据。

本装置共有3块FCS01，技术指标见表2－3－2，其余细节请见BaileyE96-314。

4液压伺服阀子模件IMHSS03

HSS的主要功能是进行位置控制，它作为MFP的一个子模件，把LVDT测得的位置反馈信号与MFP的给定值进行比较，通过在板PI控制器调节到伺服阀线圈的输出电流，控制阀位的位置。

HSS卡有两路冗余的伺服驱动输出，使其更为可靠。

当HSS卡与MFP通讯中断时，HSS卡可接受手动控制。

技术指标见表2－3－3，其余细节请见BaileyE96-322。

本装置共采用了6块HSS卡，分别用于四个CV阀、两个ICV阀。

5控制I/O子模件IMCIS12

CIS12是具有智能化的子模件，用来支持回路控制的输出，它有4个模拟输入，2个模拟输出，3个数字输入，4个数字输出的能力，该板通过硬件设置能做到：

差动输入、单端输入、内部或外部提供+24V。

通过组态，在通讯故障时，输出保持为上周期的值。

CIS12技术指标见表2－3－4，其余细节请见BaileyE96-306。

本装置使用2块CIS12。

6现场模拟量输入子模板IMASI13

ASI13主要用于现场小信号输入处理，包括热电偶、热电阻、毫伏小信号等。

每块板共有16路通道，每个通道的信号类型可通过跳线组态，板上的每个输入通道都有一个隔离放大器用于隔离、滤波、放大输入信号。

在板的微处理器能在16～24位间设定A/D转换位数。

本装置共使用了2块ASI13，详文请见E96－301。

7现场总线子模板IMFEC11

FEC11板主要用于现场模拟量输入，该板为智能板，带有在板微处理器、存储

器、高分辨度的A/D转换器和通讯回路，在本装置应用中信号范围为4～20mA、0～1VDC、0～5VDC、0～10VDC、1～5VDC、－10～＋10VDC，共采用了2块FEC11。

技术指标见表2－3－5。

8多功能处理器IMMFP02

MFP是一个高集成度模块化微处理器，MFP按照组态通过扩展总线对I/O子模板进行扫描，从子模件获得信息能完成回路控制、顺序控制。

在MF的BATRAM中存有符合现场控制要求的组态。

因此数据不会在失电时丢失。

主要技术指标：

CPU:

68020

时钟：

16M

ROM:

512K

RAM:

BatRAM:

256K

外部接口：

一个RS232

一个RS485

带载能力：

64个地址

功能码：

200余种

功能块：

10000块

在该过程控制PCU中安装有4个MFP02

模板2、3为转速控制部分

模板4、5为自动控制部分

9组态端口模板IMCPM02

该模板允许EWS与系统连接，可对组态进行修改，监视组态的执行过程、备份、存储组态。

10通讯模板

在该系统中使用了与过程控制单元PCU连接的通讯模板NIS（网络接口子模件）、NPM（网络处理子模件）。

NPM完成MFP与NIS间的通讯和保存PCU的标签数据库。

而NIS用于确保与INFI-NET网络通讯的可靠性及兼容性。

该系统的通讯接口是冗余配置的，分别有两对NIS、NPM。

技术指标见表2－3－6。

表2-3-1数字输入子模件

通道

具有16路独立的带有光电隔离的通道

逻辑电源

典型输入电流

逻辑电流耗散

导流电压（最小值）

关断电压（最大值）

±

5VDC（±

5％）

5mA24VDC，5.0mA125VDC，7.0mA120VRMS60Hz

DCI/O电压24VDC（±

10%），125VDC（±

10%），

120VAC（±

10%）

＋5VDC，55mA（典型值），最大值77mA

24VDC，导通电压为：

21.4VDC

125VDC，导通电压为：

95.0VDC

120VDC，关断电压为：

85.0VDC

在最小导通电压时的最大输入电流

24VDC，电流为：

3mA（21.4VDC）

125VDC，电流为：

3mA（95.0VDC）

120VDC，电流为：

5mA（85VDC，60Hz）

隔离

在输入和逻辑电路间最大300VRMS

响应时间（典型）

DC快速－1.5毫秒

DC慢速－18毫秒

AC－第一个正半周之后0.5秒

抗浪涌性

满足IEEE－472－1974浪涌耐受能力试验

表2-3-2频率计数子模件IMFCS01

一般特性

微处理器

I/O配置

带有2KEPROM的MC68701，128BYTSRAM

一个频率输入通道

电源要求

操作

功耗

+5VDC最大电流240mA

+15VDC最大电流6.9mA

-15VDC最大电流5.4mA

2W（＋5VDC）

185mW（±

15VDC）

输入范围

电压

频率响应

精度

300mVP-P到120rms

1Hz到12.5kHz

0.25Hz，1Hz到5kHz

0.5Hz，5KHz到10kHz

0.63Hz，10KHz到12.5KHz

冲击保护

通过IEEE－472－1974冲击承受能力测试

表2-3-3液压伺服阀子模件IMHSS03

+5VDC@576mA典型，最大940mA

+15VDC@15mA典型，最大27mA

-15VDC@12mA典型，最大18mA

+24VDC@335mA典型，最大570mA

+5VDC2.88W，最大4.70W

+15VDC0.23W，最大0.41W

-15VDC0.18W，最大0.27W

+24VDC8.04W，最大13.68W

运行情况

LVDT电源

原边激励

输出

LVDT付边双

位置输入

到伺服阀线

圈的输出

伺服输出隔离

紧急手动输出

数字输入

冲击保护

400Hz～15KHz，4到18VP-P分级可调

LVDT的原边最小阻抗为90Ω

24VP-P，±

7VDC共模方式

阻抗10KΩ（差压输入）

两个各为±

0.024A的输出

线圈最大阻抗为250Ω

限流电阻使一路输出短路或开路时，不影响另一路

单个隔离输出，最大负荷0.25A，24VDC

3条信号线提供24VDC隔离输入

满足IEEE-472-1974冲击承受能力试验要求

表2-3-4控制I/O子模件IMCIS12

CIS02

控制子模件ControlI/OSlave

数字输入

3个数字输入，可选择的隔离输入电压：

24VDC，125VDC，125VAC（全部±

10％）

响应时间DC输入（典型值）

快速：

1.5mS

慢速：

17mS

数字输出

4个数字输出集电极开路光电隔离

关断输出电压VI/O通常24VDC

导通输出电压2.4VDC最大值

关断电流10μA最大值

导通电流250mA最大值

模拟输入

4个模拟输入

1～5VDC

组态端子模件或端子单元，接收内部或外部供电4～20mA

单端或差分电压1～5VDC

输入阻抗>

1兆欧姆

共模电压±

10VDC

常模电压抑制比75db最小值

共模电压抑制比90db最小值

模拟输出

2个模拟输出

输出负载600欧姆（最大值）

600毫亨利（最大值）

电源功耗

电源+5VDC0.332A（1.65W），最大值

+15VDC，35mA（525mW），最大值

－15VDC30mA（450mW），最大值

+24VDC50mA（1.2W），最大值

A/D分辨率

模拟输入12位精度

模拟输出10位精度

量程精度0.1%

量程的0.15%电压模式

量程的0.25%电流模式

表2-3-5现场总线子模板IMFEC11

15路独立的可组态通道，范围：

4～20mA，

1～5VDC，0～5VDC，0～10VDC，±

10VDC、0-1VDC

通讯波特率

模拟值更新

FSK数字更新

A/D分辨率

9600波特

5次/S

3～10次/S

14位带极性

精度

模拟量

（4～20mA，1～5VDC，0～5VDC，0～10VDC，±

10VDC）为0.1%

（0～1VDC）为0.25%

电性能

共模抑制

常模抑制

输入阻抗

电源要求

电源消耗

90分贝最小

75分贝最小

1MΩ

5VDC，在典型值85.50mA为±

5%

+15VDC,在典型值24.70mA为±

-15VDC，在典型值19.41mA为±

典型值1.1瓦

表2-3-6通讯模件NIS01，NPM01

型号