热工分散控制系统DCS顺序控制系统SCS DEH控制系统.wps
《热工分散控制系统DCS顺序控制系统SCS DEH控制系统.wps》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热工分散控制系统DCS顺序控制系统SCS DEH控制系统.wps(29页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、热工热工分散控制系统分散控制系统 DCSDCS 顺序控制系统顺序控制系统 SCSSCS DEH DEH 控制系统控制系统0 0第一节 概述第一节 概述随着计算机技术的发展及其在自动化领域中的应用,20世纪 80年代,出 现了以数字计算机为基础的数字式电气液压控制系统(Digital Electric Hydraulic Control System,DEH),简称数字电调。我厂DEH工程项目的汽轮机 为哈尔滨汽轮机厂生产的330MW亚临界、 单轴、 双缸双排汽、 中间再热可调抽凝式 汽轮机,采用和利时公司开发设计的DEH控制系统。其中 DEH电气部分采用和利 时公司的S/M系列硬件产品,并配有
2、MACS6.5.2 控制系统软件,来共同完成机 组运行的控制要求。 DEH控制系统主要包括以下功能: 1)转速控制:实现转速的大范围控制功能,从机组启动到3000r/min定 转速,到110%超速试验,在并网之前为转速PID回路控制,其目标转速及升速 率可在 DEH画面设定。 2)自动同期并网:DEH可接受自动准同期装置指令, 自动控制机组转速 到电网同步转速,完成并网操作。 3)功率控制:并网后可实现功率PID回路控制,其目标功率及负荷率可 在 DEH 画面设定。 4)阀位控制:并网后可实现阀位控制,操作员可通过设置目标阀位或点 击阀位控制的增、减按钮来改变调门开度。 5)压控方式:可设置目
3、标压力和压变率,由PID调节器自动控制机前主 汽压力。 6)阀门管理:实现单阀、顺序阀转换。 7)CCS方式:DEH可接受负荷中心指令信号,实现CCS 控制。 8)一次调频:DEH根据频差变化,自动调整机组负荷,以维持电网频率 稳定。 9)限制保护功能:103超速限制;阀位限制;高负荷限制;低负荷限制; 主汽压力低限制;真空低限制;110%超速保护。 10)阀门严密性试验:可分别对主汽门、调门进行严密性试验,并自动记 录惰走时间。 11)阀门活动试验:可对高中压、 左右侧油动机分组进行全行程活动试验。 12)运行参数监视:包括DEH控制参数及汽机本体参数等。1 1第二节 第二节 DEHDEH控
4、制系统及阀门整定控制系统及阀门整定1 1、DEHDEH 结构(见下图)结构(见下图)2 2、DEHDEH 控制系统由以下几部分组成:控制系统由以下几部分组成:操作员站:主要完成的是人机接口,运行人员通过操作员站完成能够利用 DEH 完成的正常操作。任意一台操作员站可以定义成工程师站,工程师和DEH软 件维护人员可以通过工程师站进行组态等修改算法和配置的功能。 HUB:网络集线器,实现上层网络的通讯物理接口。 控制柜:实现I/O模块的安装布置和接线端子的布置,I/O模块通过 DP通 讯线和主控单元连接构成底层的数据网络,I/O模块主要实现对所需要的控制 信号的采集转换工作。 通过工程师站将 DE
5、H控制算法下装到控制柜,控制柜中的 主控单元实现DEH控制算法的实现和运算。 SM461:DEH专用的伺服模块,实际上是控制柜中的一部分。主要实现的功 能是该模块和电液转换器(MOOG阀)、 油动机、 LVDT(位移传感器)共同组成一 个伺服油动机,实现对汽轮机的控制。 电液转换器:是DEH最为重要的环节,主要完成的是将电信号转换为可控 制的液压信号,目前我厂使用的是MOOG阀。 注:MOOG阀航空插头接线说明:MOOG阀配套来的航空插头往往没有引出接线, 这就需要检修人员自己进行焊接、 引出;引出线宜采用耐高温导线,外部需套上 黄腊管。航空插头内分两组线圈,可进行电阻测量,一般情况下,A、B
6、为一组线 圈,C、D为一组线圈,两组线圈需并联使用,即AC焊接在一起,BD焊接在一起。 油动机:最终液压的执行机构。 通过机械杠杆、 凸轮、 弹簧等机械连接实现对 汽轮机的进入蒸汽和抽汽等的流量控制。 从而实现对汽轮机的转速、 功率、 汽压等 最终目标的控制。 LVDT(位移传感器):是油动机行程的实时反馈系统,SM461伺服模块通过 它的反馈信号和主控单元的指令进行比较从而调整输出信号,实现对油动机的 稳定快速控制。 3 3、LVDTLVDT 简介简介 在控制系统中,LVDT是作为反馈信号引入,因此,LVDT工作性能的好坏, 关系到控制系统的稳定,必须认真将其整定。伺服单元支持六线制LVDT
7、,现场每路LVDT 外接6 根信号线到SM3461 模块 的接线端子(初级线圈P+、P-;次级线圈S1+、S1-和次级线圈S2+、S2-)。在 SM3461 模块内部,S1-端和S2+端短接,等同于将LVDT 的两个次级线圈串联, 同名端相连,两个次级线圈的感应电压相减。现场接线如下图所示:3.1 LVDT整定:控制系统中所使用的控制信号是05V,因此,需要将LVDT 的输出电压控制在05V之间,具体的调节步骤如下: 1) LVDT安装时,必须保证支架具有足够的刚度,LVDT的拉杆能够自由移 动,没有摩擦力,LVDT的中位和油动机的中位相对应起来:具体就是当机组处 于关闭状态时,LVDT0位线
8、距离油动机活塞杆零位为(a-b)/2(其中:a为LVDT的 行程,b为油动机的行程)。 交换初级线圈两端,使LVDT 电压变化方向与油动机 所驱动的阀门一致。 2)安装完成后,调整SM3461伺服板上的拨码开关,通过测量孔测量LVDT的 输出电压,使0位时LVDT的输出电压在0.21.5V之间,100位时LVDT的输出电 压在3.54.8V之间,如果调整拨码开关不能满足,重复步骤1,直到满足要求为 止。 3)LVDT要与上层组态结合起来进行。不同的组态方案实现的步骤可能有所 不一样,但其基本原理是一样的。整定分为自动整定和手动整定。整定前应当具 备的条件: 已挂闸; 转速小于100转; 设定好
9、整定速率; 将机组置于允许整定状态; 将整定零值和整定幅值置为0和100,方法为:在手动零值输入0,手动 幅值输入100,然后点击输入,直到整定零值和整定幅值置变为0和100为止。 3.1.1 自动整定的步骤为:点击开始整定按钮即可。 3.1.2 手动整定的步骤为: 1)机组满足整定条件以后,将机组置于维修状态下 2)设置机组的维修速率 3)给定目标阀位0,待调门稳定下来(到就地看调门是否关到0位)后记录 下此时LVDT的行程(即组态画面上油动机的行程),将其输入到手动零值处。4)给定目标阀位100,待调门稳定下来(到就地看调门是否开到满位)后 记录下此时LVDT的行程(即组态画面上油动机的行
10、程),将其输入到手动幅值 处。 5)点击手动输入即可完成手动整定。LVDT的整定完成之后,就可以进行静 态调试了。 4、SM461调试说明 汽轮机DEH 伺服单元将主控单元通过模拟量输出的阀位给定信号转换为0 5VDC 给定电压;此给定电压与油动机行程LVDT 电压的差值经调节器(P、PI 等)处理后,输出到伺服阀,伺服阀油口开度随之发生变化,使油动机向开、 或 关方向运动,油动机行程最终跟随阀位给定信号变化。 伺服单元可接受油动机行程LVDT信号作为反馈量。伺服单元内部配有2 路 LVDT 调制解调电路,激励信号为1.7KHz/3.5VAC 左右的正弦波,可通过底板上 的拨码开关调整LVDT
11、 信号的幅值,通过改变LVDT 芯杆的位置来调整信号的零 位,可通过面板上的电位器调整信号的零位和幅度,通过低选电路对两个反馈 量实现冗余。 伺服单元的调节器接受给定电压与反馈电压的差值。 可选择比例调节P 或比 例积分调节PI 方式。 比例、 积分均可通过伺服I/O 端子模块内部的电位器调整, 以达到伺服系统响应快速稳定的要求。 伺服单元的功率放大输出电路接受调节器 的输出信号,向伺服阀输出伺服控制信号,伺服控制信号采用恒流型输出, 可 通过调整输出偏置电位器减小伺服系统的静差或积分电压。 伺服单元的手/自动功能。 在自动方式下,SM461 面板指示灯“A/M”灭,伺 服单元接受主控单元来的
12、阀位给定信号。在手动方式下,SM461 面板指示灯 “A/M”亮,伺服单元接受手动增/减接点信号,以1.5VDC/min 的变化率改变给 定电压;主控单元通过从伺服单元模入的给定返回信号,使模出给定信号跟踪 手动给定值,即可实现手自动无扰切换。 伺服单元同时具有手动控制功能,在手 动状态下,伺服单元可接受手动增/减信号以改变给定电压。伺服单元还具有自 动整定零位幅度功能,以使油动机行程指示与实际一致。 伺服单元还具有自检报 警功能。伺服单元在DP 通讯故障期间会自动切换到手动方式,在通讯正常后再 转为自动方式。 在伺服单元接受到手动开入信号期间,转为手动方式。 主控单元 的模出阀位给定信号与伺
13、服单元模入的给定返回信号随时应相等,若模出阀位 给定信号与给定返回信号相差大于4%,则不能切换到自动方式。 伺服单元的自动整定功能。伺服单元经自动整定后,阀位给定信号0100% 使阀位给定电压对应油动机全关全开的LVDT 电压值,同样油动机行程模入信 号为油动机全关全开的LVDT 电压值对应0100%。油动机全关电压应调整到 0.21.5VDC 之间,油动机全开电压应调整到3.54.8VDC之间,自动整定过程 才能成功。也可以通过修改伺服单元内部的相应参数进行手动整定。若伺服单元 没有整定过,则阀位给定信号0100%使阀位给定电压对应为05VDC。 SM461面板上ERROR灯亮:1)LVDT
14、1和LVDT2偏差大报警,该状态用于监视两 路LVDT 调制解调后的电压值之间的偏差大小。 当两路LVDT 调制解调后的电压值 之间的偏差过大(超过0.5v)时,此报警来;2)控制回路故障报警,该状态用 于监视阀位给定电压值与两路LVDT 调制解调且低选后的电压值之间的偏差大小。 当此偏差过大(超过0.5v)时,此报警来;3)控制给定值输出故障报警,该状 态用于监视阀位给定值与该给定值经D/A 转换后电压值之间的偏差大小。 当此偏 差过大(超过0.5v)时此报警来。伺服单元的无扰复位功能。 在伺服单元内部WATCH DOG 动作时,阀位给定电 压保持不变,可确保油动机不发生跳动。 SM461
15、DEH 伺服单元I/O 模块与SM3461 DEH 伺服单元I/O 端子模块之间, 通过专用电缆建立连接。 SM3461 端子模块内部设有9个调试电位器和6个调试测试孔(下图所示)当 需要对其进行设置时,须先将模块的盖板用力拨开,调试完毕后,再将盖板盖 好扣紧。现将 SM3461内部所用的调试电位器作如下说明: 伺服单元调试电位器说明伺服单元调试测试孔说明SM3461 端子模块内部设有拨码开关SW1,可以用于设置LVDT1 和LVDT2 的 调制解调后输出电压幅度(拨向ON:表示连通;拨离OFF:表示断开)。Bit5Bit8:设置LVDT1 的调制解调后输出电压幅度注:5、 6、 7、 8 所
16、对应的电阻为并联关系,可几个拨码同时拨为ON,则总阻 值为几个电阻的并联值(例如,将5 和7 同时拨为ON,则总阻值为6.667)。 总电阻值越小,LVDT1 的调制解调后输出电压幅度则越小。 Bit1Bit4:LVDT2 的调制解调后输出电压幅度SM3461伺服I/O 端子模块内设有28 个跳线器,各功能设置如表所示:序号设置功能JP1420mA 输出信号选择 (1-2 短接,表示 LVDT 信号;2-3 短接,表示阀位给定信号*。)JP2上位机阀位设定值幅度调整选择 短接,将电位器SET-AM 断开,不改变阀位设定值* 断开,将电位器 SET-AM 接入并选用该功能JP3阀位设定值选择 短
17、接,表示采用上位机下传的阀位设定值* 断开,选择采用其他外部设备给定的阀位设定值JP4比例功能选择 ( 短接,启用比例功能*;断开,无比例功能。)JP6用主回路相同的反馈信号作局部反馈 (短接,启用此局部反馈功能;断开,无此局部反馈功能*。)JP7 JP8 JP9积分时间参数选择 短接JP7,断开JP8,JP9,积分时间在20220ms 范围内可调 短接JP8,断开JP7,JP9,积分时间在1501650ms 范围内可调* 短接 JP9,断开 JP7,JP8,积分时间在 102011220ms 范围内可调JP10积分功能选择 (短接,启用积分功能;断开,无积分功能*。)JP11 JP12 JP
18、13输出信号类型选择: 短接JP11,断开JP12,JP13,为恒流输出* 短接JP13,断开JP11,JP12,为恒压输出 短接 JP12,断开JP11,JP13,比例积分、恒压输出;用于内环调节器。JP14输出偏置调零功能选择 (短接,启用调零功能*;断开,无调零功能。)JP15输出信号反向功能选择. 1-2 短接,输出为正电压时开油动机 2-3 短接,输出为负电压时开油动机*JP16表示本单元有无LVDT 反馈 (短接,启用该功能*;断开,无此项功能)JP17(保留)JP18第1 路直流通道输入信号类型选择 短接,为电流型输入* 断开,为电压型输入JP19第1 路直流通道输入信号类型选择
19、 短接,单端信号* 断开,双端信号JP20LVDT1 电压选择 1-2 短接,直流通道输入信号 2-3 短接,交流通道输入信号*JP23第2 路直流通道输入信号类型选择 短接,为电流型输入* 断开,为电压型输入JP24第2 路直流通道输入信号类型选择 短接,单端信号* 断开,双端信号JP25LVDT2 电压选择. 1-2 短接,直流通道输入信号 2-3 短接,交流通道输入信号*JP26 JP21用直流通道输入信号作外环主反馈(交流LVDT 信号仅作指示用) 短接JP26,引入第2 路直流通道输入信号;断开,不引入第2 路* 短接 JP21,引入第1 路直流通道输入信号;断开,不引入第 1 路*
20、JP27 JP22 JP5用直流通道输入信号作内环局部反馈 短接JP27,引入第2 路直流通道输入信号;断开,不引入第2 路* 短接JP22,引入第1 路直流通道输入信号;断开,不引入第1 路* 短接 JP5,引入第 1 路直流通道输入信号;断开,不引入第 1 路*JP28恒流输出方式,电流负反馈通路电阻 短接,伺服单元输出的控制电流返回形成电流负反馈* 断开,无此项功能注意: 默认设置:两针跳线器全部短接;三针跳线器1,2 脚短接。此为SM3461 的出厂 设置。可以根据实际需求决定跳线器实际的短接方式。* 表示跳线首选方式。2 2第三节 第三节 DEHDEH控制功能控制功能在 MACS6.
21、5.2系统操作员在线运行画面上,单击“DEH电调主控”按钮,即 进入 DEH的主控画面。DEH 电调主控画面DEH的操作画面包括DEH 电调主控、 DEH 阀门试验、 DEH阀门整定等。 操作员通 过单击菜单,可方便地进行画面切换。 在菜单栏上边和下边,显示机组的一些主要参数和当前状态。 1、启动 1.1 自动判断热状态汽轮机的启动过程,对汽机、转子是一个加热过程。为减少启动过程的热应 力,对于不同的初始温度,应采用不同的启动曲线。 DEH在每次挂闸时,根据机组第一级金属温度T的大小,将机组划分为冷、 温、热、极热四种热状态。在刚运行时,设置相应的初始升速率: 高压缸内壁温度T热状态升速率15
22、0 冷态100 r/min/min150300温态200 r/min/min300400热态300 r/min/min400T极热态400 r/min/min1.2 挂闸、运行 挂闸就是使汽轮机保护系统处于警戒状态的过程。DEH根据三个高压遮断油 压力开关的状态进行三取二后,判断机组已挂闸、已跳闸状态。挂闸的允许条件 1) 所有进汽阀全关 2) 汽机已跳闸且打闸指令取消单击 “DEH电调主控”上“挂闸”按钮,在10秒内自动完成如下挂闸过程:DEH 接收到挂闸指令后,继电器带电闭合,使复位电磁阀带电导通,一次安 全油压建立,高压遮断安全油压建立,2秒后判断机组已挂闸,复位电磁阀失电,挂闸操作完成
23、。若10秒内机组无已挂闸信号,则挂闸失败,一次安全油压 消失,挂闸电磁阀失电。 已挂闸后运行按钮灯亮前,所有控制状态未激活,伺服阀处于关门的方向, 使主汽门、调门保持关闭状态。 准备冲转时,按亮“运行”按钮,转速控制状态亮,可以设置目标转速和 升速率,机组具备冲转条件。 1.3 升速控制 1.3.1 启动方式 启动前,选择机组启动方式。 在汽轮发电机组并网前,DEH为转速闭环无差调节系统。其设定点为给定转 速。给定转速与实际转速之差,经PID(Proportional-Integral-Derivative Controller)调节器运算后,通过伺服系统控制油动机开度,使实际转速跟随给 定转
24、速变化。 在目标转速设定后,转速控制自动进行,给定转速自动以设定的升速率向 目标转速逼近。当进入临界转速区时,自动将升速率改为400r/min/min快速冲 过去;若进入临界区前的升速率已大于400r/min/min,则升速率保持原值不变。 当升速到暖机点时,“暖机”按钮变红,汽机自动进行低速暖机,暖机时间根 据热状态不同而不同,在“DEH电调主控”里点击“暖机时间设定”按钮,可 弹出暖机时间设定窗口,进行暖机时间设定。 1.3.2 设置适当的升速率及目标转速 输入适当的升速率及目标转速(一般设定为3000 r/min)。在下列情况下, DEH 会自动设置目标转速: 1)发电机油开关刚断开时,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工分 控制系统 DCS 顺序 SCSDEH
限制150内