上海自动化仪表有限公司

产品分类

新一代DEH控制系统

产品型号
DEH控制系统

生产厂家
上海自动化仪表有限公司大华仪表厂DCS公司

类别
DEH

工作原理及系统概述
(1) DEH工作原理
DEH指汽轮机数字式电液控制系统,由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。采用DEH控制可以提高高、中压调门的控制精度,为实现CCS协调控制及提高整个机组的控制水平提供了基本保障,更有利于汽轮机的安全运行。
DEH由三大部分组成:
电子硬件(DEH I/O站,操作员站,工程师):
MACS系统;
软件:
系统软件、应用软件;
液压伺服系统:电液转换器、OPC电磁阀、LVDT阀位反馈、测速装置。
DEH系统具备以下一些功能:
◎必备功能
机组转速控制:机组起动和升降转速控制
机组功率控制:机组升降负荷和稳定负荷控制
可调抽汽压力控制:电、热牵连调节,已热定电运行控制,以电定热运行控制
◎基本功能
自动同期控制
初始负荷控制
一次调频功能
协调控制:功率控制,主汽压力控制,阀位控制
电网自动发电控制(AGC):自动调度控制或自动发电控制
辅机故障减负荷
机组甩负荷快速保持
◎可选功能
汽轮机起动控制(新建机组一般均有,改造机组视情况定)
自动挂闸
◎超速保护(OPC)控制:机组甩负荷时,抑制转速飞升避免汽机跳闸;在机组甩负荷的同时转速超过预设值,自动关闭调门,维持机组在额定转速。
◎主蒸汽压力降低限制:主蒸汽压力下降到设定值时,自动关小汽轮机调门开度,使蒸汽压力维持在允许的最低值
◎汽轮机真空降低负荷限制(汽机厂决定,需真空与负荷曲线及真空度检测仪表)
◎功率、主蒸汽流量和可调整抽汽流量限制
(2)硬件开发
针对DEH应用主要涉及两种特殊卡件,转速控制卡和阀位控制卡。转速控制卡主要实现对汽轮机超速控制及超速保护功能,保证发电机组安全。阀位控制卡主要用于汽轮机阀门伺服驱动控制。该模件与功率放大模件相配合,可以实现对高压抗燃油或低压透平油系统电液转换器的驱动。
转速控制卡可分别检测3路过零(AC/DC ≥500mV电压峰值)转速信号,相应送出转速大于103%和110%控制信号。随后由超速控制及超速保护逻辑对控制信号进行三选二处理,送出超速控制及超速保护输出信号,最终控制对应的超速控制及超速保护开关动作。
阀位控制卡为智能型阀门伺服控制卡,该卡和伺服阀、阀门位移反馈等构成电液伺服回路,控制阀门的开度。阀位控制卡可检测LVDT阀门位置反馈输入信号,手/自动、OPC、ASL、联锁、RUNBACK等开关量输入信号,可输出-40mA~+40mA电流信号以驱动阀门动作。
DEH专用模块(OPC,小网运行等)的开发可以使SUPMAX800系统扩展到DEH的控制中。
(3)系统构成及功能
下图为DEH控制系统的系统结构框图。

在图中上层是工作站部分,包括工程师室、控制室。工程师室里有工程师站,历史站。OPC小网运行等各类逻辑组态和数据监控就是在工作站完成的。工程师站可以用来组态DEH的控制逻辑并且下装到控制器中运行。历史站用于保存历史数据,可以查看任何时间的各类DEH数据。控制室里有操作员站,操作员站上安装有监控软件,可以用来监控DEH数据,并且进行DEH的各类实验。
中间是系统的冗余通信网络SUPMAX800NET。网络用于连接远程处理单元和上位机控制站。实现了数据的传输功能。
下面是远程处理单元。远程处理单元包括我们的中央处理器DPU和各类I/O处理模块,包括新开发的两块专用卡件。中央处理器DPU具有强大的数据处理功能。实现了各类逻辑算法,数据传输,还具有DEH的仿真功能等。I/O处理模块实现采集和输出控制的功能,用于连接DEH系统现场设备。
根据DEH的要求,系统远程处理单元配置了两对互为冗余的控制器DPU,各类卡件若干,还有其他一些辅助设备。配置清单如下所示:

1、机柜2个
2、24V电源4个(CP SNT 500W 24V 20A)
3、冗余切换模块2个(CP DM 20)
4、直流配电端子2组
5、DO预制电缆4根
6、IO总线连接线6根
7、交流配电端子4组
8、继电器64个
9、交换机4个
10、网络预制电缆2套
11、DPU4块
12、DI6块
13、DO4块
14、DO接线板4块
15、AI14块
16、AO4块
17、RTD4块
18、TC4块
19、SPD6块
这些配置组成了新一代DEH控制系统。实现各类DEH的采集和控制功能。
(4)软件组成及功能
系统软件包括控制器应用软件的改造、I/O模件应用软件、组态逻辑软件三大部分。
a.控制器应用软件的改造
在控制器的应用软件的改造中,我们将系统的多样性扫描周期进行了性能方面的改进,从原来的最快的控制进程20ms进一步将速度提高到10ms扫描进程,这样就可以使控制器处理运算和扫描I/O的时间更加快速。同时保留了原来的其他几个进程50ms,100ms,250ms,500ms,其中250ms为普通进程。
另外,控制器的I/O扫描方式也做了突破性的改进。采用了一种输入输出模块的分时扫描方法,这种方法的应用,可以消除输入输出扫描在控制器处理的时候会有一个周期的延时的缺点,大大提高了I/O扫描的速度。
b.I/O应用软件的开发
对于新开发的两块卡,我们对其开发了相应的应用软件。针对转速输入配合硬件做了一定的处理,保证了转速采集的精度。阀门驱动卡使用了A/D转换芯片,应用软件做了相应的处理,将原来PWM输出的方式修改为现在直接和A/D转换芯片通讯的方式。
c.组态逻辑软件
根据DEH的功能,在工程师站组态了大量的控制逻辑,用于实现DEH功能。并且做了监控画面用于监控相应的DEH数据。

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