安庆石化#3DEHIIIA系统说明书.docx
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安庆石化#3DEHIIIA系统说明书
安庆石化热电厂55MW机组
汽轮机数字电液控制系统DEH－ⅢA
系统说明书
编制:
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校对:
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审核:
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审定:
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批准:
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新华控制工程有限公司
中国上海
目录
一、DEH－ⅢA系统功能
二、DEH－ⅢA系统的硬件结构
三、DEH－IIIA系统
1.给定部分
2.检测及A/D转换
3.伺服控制回路
4.调节器及控制对象
四、自动调节系统
1.转速控制
2.负荷控制
3.中低压抽汽控制
4.其他调节
五、手动控制系统
六、OPC保护系统
七、监视系统
八、程控启动
九、其它辅助功能
十、系统仿真
十一、DEH系统可靠性设计
一、DEH-ⅢA系统功能
DEH-ⅢA具有自动调节、程序控制、监视、保护等功能，DEH-ⅢA主要功能如下：
1.汽机转速控制
汽机挂闸后，中、低压调门全开，高压主汽门及高压调门全关，当选择主汽门启动后，高压调门全开。
由高压主汽门（TV）控制汽机转速，转速达2850RPM后，进行阀切换，转速由高压调门控制。
2.自动同期控制
汽机到3000转/分以后，DEH接受自同期装置指令，将汽机控制到同步转速，准备并网。
3.负荷控制
机组并网后，由GV控制机组负荷。
功率闭环可投切。
4.调频
可根据需要，使机组参与一次调频。
不等率可以方便地修改。
如不想参与一次调频，只需在操作台上按一次调频切除按钮即可。
5.协调控制
接受CCS负荷指令，控制汽机负荷。
机组处于机炉协调控制方式。
6.快速减负荷（RUNBACK）
提供三档快速减负荷的速率及限制值。
使机组在不同辅机故障情况下，快减负荷。
快减负荷参数可现场修改。
7．中、低压抽汽控制
当机组并网，DEH在操作员自动并且负荷大于30MW方可投入中、低压抽汽，当机组负荷小于18MW自动切除抽汽。
8.主汽压控制（TPC）
低汽压保护功能。
9.阀门试验
对每个汽门进行在线阀门试验。
10.OPC控制
超速保护及超速保护试验。
11.汽轮机程控启动
在满足自动的条件下，当外部测点正确，可以选择程控启动方式。
12.双机容错
主机采用完全冗余的系统配置，软件双机容错。
13.与DCS通讯，实现数据共享。
14.手动控制
设有硬件手动操作功能作为备用手段。
15.其它功能
•严密性试验
•摩擦检查功能
二、DEH－ⅢA系统的硬件结构
汽轮机数字电液控制系统硬件由下列部件组成：
1.DEH控制柜
01柜—控制计算机A（DPU11）和B（DPU31）。
进行逻辑控制与PID运算，以及与下位机进行通讯控制，包括阀门控制卡。
8块VCC板接受主机指令或操作员手动指令，控制8个可调节汽门。
02柜—基本控制模拟量、开关量输入输出端子柜。
2.操作员站
包括：
工控机、CRT、打印机。
操作员站进行DEH的控制操作、图象显示、报警、追忆、状态显示等等，是操作员与DEH－IIIA的人机接口。
DEH－ⅢA的图象包括系统图、运行曲线、工艺流程、棒图、报警图等，使控制系统运行情况一目了然。
3.工程师站
包括：
工控机、打印机。
通过工程师站对DEH－IIIA进行组态，修改，调节及维护。
工程师站与操作员配置相同，运行相同的软件，可以互为备用。
4.手操盘
手动操作是DEH的一种后备操作方式，当控制用的一对冗余DPU均故障时，可用手动操作维持运行，等待系统恢复，也可在操作员站发生故障时，为安全起见，切到手动操作。
5.液压（EH部分）
见液压系统说明。
三、DEH－IIIA系统
DEH系统就其功能来说，它是多参数多回路的反馈控制系统。
其控制回路见图2，DEH系统方块图。
其功能环节主要有：
给定部分，反馈部分，调节器，执行机构，机组对象等。
综合DEH的特点，分别说明如下：
1.给定部分
（1）给定方式：
操作员给定，ATC给定，遥控给定（CCS，AS，RUNBACK）
（2）给定内容：
转速，功率、主汽压及中、低压抽汽目标值和速率。
（3）运算回路：
2.检测及A/D转换
（1）模拟量检测和转换
•基本控制测量参数：
转速、功率、调节级压力、主汽压、中低压抽汽压力等。
•测量环节
为了提高可靠性，转速、功率、调节级压力、主汽压、中低压抽汽压力都采用三变送器。
送三块I/O板进行A/D转换。
三路转换信号在计算机内三选二后进入控制回路。
所有模拟输入都有隔离放大器进行隔离。
（2）开关量输入、输出
•基本控制主要开关量
挂闸ASL
油开关（并网）BR
•检测回路：
二级隔离回路。
输入和输出开关量都是常开，无源触点，闭合有效。
3.伺服控制回路
阀门伺服控制回路原理如下：
OFFSET----偏置调整
G----回路总增益
LVDTG----LVDT增益调整
LVDT0----LVDT0位调整
每一个阀门有一个伺服回路控制卡（VCC）。
工作原理：
DEH输出的信号到VCC卡，转换为阀位指今，功放输出去控制伺服阀油动机。
油动机位移经LVDT变送器转换为电压信号反馈到综合放大器与阀位指令相比较，当其二者相等时，油动机稳定在某一位置上。
4.调节器及控制对象
调节器型式为PI调节器，构成多回路串级调节系统。
详见后面各章节。
四、自动调节系统
DEH自动调节系统分为有转速调节系统、负荷调节系统及中低压抽汽调节。
机组转速先由高压主汽门控制，阀切换后由高调门控制。
在转速及纯负荷控制阶段，中低压调门全开。
四中调门控制中压抽汽压力，低调门控制低压抽汽压力。
1.转速控制
升速过程中阀门的控制状态或全开状态由逻辑条件决定。
2.负荷控制
负荷调节是二个回路的串级调节系统，通过对调门的控制来调节机组负荷。
二个回路是：
内环功率调节回路（MW），调节器为PI，给定值REF1。
外环转速一次调频回路（WS），调节器为1/δ，给定值REFDMD。
给定值变换过程：
负荷参数（REFDMD）经一次调频修正后变功率给定REF1。
其值经过阀门管理变换后变为阀位指令（VP）。
上述回路能自动和手动切除或投入，可以很方便构成各种运行方式，如下表：
方式
WS
MW
说明
1
阀位控制
OUT
OUT
阀门位置给定控制
2
定功率运行
OUT
IN
3
功--频运行
IN
IN
参与电网一次调频
4
纯转速调节
IN
OUT
并网前转速调节
3.中低压抽汽控制
当机组并网，DEH在操作员自动并且负荷大于30MW才能投入中、低压抽汽（小于18MW自动退出）。
操作人员可按“抽汽投入”按钮来投入该工况。
当抽汽控制投入之后，且抽汽在自动控制时高、中、低调门实现牵连调节，在牵连调节的范围内操作人员增减负荷时，抽汽压力基本维持不变。
在未投抽汽闭环时，抽汽的目标及给定类似负荷控制的阀位方式。
为一计算值，不代表实际要求的抽汽压力。
当机组投入抽汽控制，在操作员自动的情况下，运行人员可通过按“抽汽压力回路”按钮来投切此回路。
此回路投入后，抽汽压力控制在牵连调节的同时实现闭环调节，保证抽汽压力的稳定。
当DEH检测到抽汽压力信号故障时会自动切除该回路，在故障未消除前无法投回路。
当该回路投入时，抽汽目标给定值跟踪当前抽汽压力值，抽汽目标给定值即为要求的抽汽压力值。
4.其他调节
（1）自动同步调节（AS）：
（2）协调控制CCS
（3）快速减负荷RUNBACK
（4）程序控制
（5）低汽压保护
五、手动控制系统
手动控制系统是通过阀门控制卡（VCC卡），用阀门增，减按钮，直接控制各阀门的开度。
因而，保证在DPU故障情况下，仍能通过手动操作按钮，控制阀门，维持汽机运行，等待DPU恢复后，再投自动。
手动、自动系统相互跟踪，可以无扰切换。
当自动系统故障或检测到某些条件时，系统自动切到手动运行。
六、OPC保护系统
机组超速保护系统（OPC），有二条回路可以启动。
原理如下：
1.调节级压力IMP＞30%，即机组运行在30％负荷以上时，油开关跳闸同时出现时，启动触发器，输出OPC全关信号去关GV、IV、LV。
延时1～10秒后，转速n＜103%，触发器复位。
2.任何情况下，只要转速n＞103％，关所有调节阀门，n＜103％时恢复。
转速和压力信号由硬件板检测和逻辑判断。
为了提高可靠性，OPC控制逻辑采用三选二方式。
另外，OPC信号直接送到OPC电磁阀，通过OPC电磁阀泄去油动机控制油压，将阀门关闭，防止机组超速。
ETS发出的停机信号经遮断电磁阀快速关闭所有阀门，有效地防止机组超速。
3.DEH还提供了110％超速信号，送ETS跳机。
七、监视系统
现场来的信号中，基本控制部分的信号直接到基本控制计算机（DPU）。
基本控制计算机的信息，送到操作员站，最后再由操作员站PC机将处理过信息送到CRT显示和打印机上打印。
打印机能完成各种画面打印、越限报警打印以及事故追忆打印等。
工程师站上也有与操作员站相同的信息。
DEH－IIIA提供了典型画面，所有画面均可由用户很方便地进行添加和修改。
八、程控启动
即DEH可以按照冷态、热态、温态等的不同经验曲线，自动进行升速，而不进行应力检测与控制。
在满足自动的条件下，当外部测点正确，可以选择程控启动方式。
在此方式下，并网前的升速过程为自动进行。
DEH自动给出转速目标值，自动进行暖机，进入同步等操作。
九、其它辅助功能
1．主汽门严密性试验
DEHIIIA提供了试验主汽门关闭是否严密的试验程序，在3000rpm左右时，投入该试验程序，使得主汽门全关，而调节汽门全开，测定机组在一定时间后的转速下降值。
2．调门严密性试验
在机组转速为3000r/min，未并网的情况下，可以进行阀门严密性试验，以检查汽门是否严密。
按“调门严密试验”，调门全关，主汽门保持全开，检查汽机转速下降情况，判断调门严密性是否合格。
严密性试验结束后可再按“调门严密试验”“主汽门严密试验”退出，DEH自动维持当前转速或打闸重新启动。
十、系统仿真
DEH系统主要包括DEH控制器和控制对象，即汽机、锅炉、电机、这个对象用实物难以进行研究。
为了对系统研究、调试、就必须进行系统仿真。
所谓仿真，就是将实物系统数学模型化，利用数学模型对系统研究的一种方法。
控制机与控制对象全部用数学模型来研究叫纯数学仿真，控制机用实物，对象用模型的仿真叫半实物仿真。
对DEH控制系统，我们在纯数学仿真的基础上，将对象模型做成一个便于携带的装置，这就是仿真器。
可把仿真器带到电厂，在实际机组不启动情况下，用仿真器与控制机相连，形成闭环系统。
可以对系统进行闭环，静态和动态调试，包括整定系统参数，检查各控制功能，培训操作人员等等。
DEH-Ⅲ型仿真系统原理方块图如下：
十一、DEH系统可靠性设计
1.双机容错
DEH－IIIA型系统采用冗余DPU配置。
系统故障检测和判别由容错系统进行。
故障类型包括：
电源故障，通讯故障，差值故障，通道检测故障等。
主控机故障自动切到备用机上运行，故障恢复，由操作员确认后升至自动控制运行。
如双机均故障，则自动切到手动运行。
2.三选二
主要变送器采用冗余设计
⑴转速：
三个测速头分别进入三块测速板，三路同时进入计算机，机内三选二后进入控制回路。
⑵其它重要模拟量三变送器、三个转换器，机内三选二。
⑶OPC控制板为三选二系统。
3.并联贮备设计
⑴电源：
双电源供电
⑵双路直流电源供电，1:
1冗余
⑶OPC电磁阀及遮断电磁阀采用双电磁阀并联系统结构。
4.双路数据通讯
5.系统硬件和软件各种抗干扰措施的采用
⑴模拟量输入，用隔离放大器隔离外界的干扰。
⑵开关量输入输出，继电器隔离和光电隔离。
⑶输入滤波的采用
滤去突变的各种干扰量。
6.元器件的筛选，老化
主要器件，如微机等，全用进口件。
元件筛选，老化，整机6个月考机试验，在出厂前进行带仿真器考验。
采用以上各种措施，使DEH装置的可靠性大大提高。
7.元器件降额使用
8.系统具有自检功能
9.在线维护或更换
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