基于DCS系統的水泵控制系統改造設計

楊培長

摘 要：：基于運行機組DCS系統，設計了水泵控制系統。將自動控制理論與原理作為基礎，使用循環重復計算法對水泵運行方式進行分析，創建水泵自動控制系統。

關鍵詞：：DCS系統;水泵;控制系統

目前，隨著變頻調節調速技術的持續發展，也提高了變頻調速的可靠性，使初期投資成本得到降低，在水泵中廣泛使用高壓變頻調速技術，水泵也逐漸進入到變頻時代[1]。以此，對水泵運行控制方式進行優化，實現水泵自動控制系統的創建，將水泵節能潛力充分挖掘出來，此為水泵控制系統的改造主要方向。

1 改造背景

某機組控制系統為35kV主供電線路，設置3000kW余熱發電機組和6kV備用保安電源。在發電機組與主供電線路因為事故導致出現異常的時候，在半個小時左右就能夠根據備用保安電源提供電源，通過檢測表示蒸汽包液位降低。實現兩臺給水泵的設置能夠備用，利用簡單手動控制回路實現給水泵電氣的控制，在因為故障出現跳閘問題的時候要人工到現場啟動，使重新啟動時間增加[2]。

2 實際改造

2.1水泵控制原理

基于原本手動控制設置水泵互鎖控制，對水泵的正常運行進行保證。設置DCS系統水泵的自動化控制，在電網失電時將柴油發電機自動啟動，保證水泵自動啟動，圖1為水泵運行計算結構。

2.2節能自動控制系統

2.2.1系統投入/切出

自動控制系統設置切入/切出條件，只有滿足投入條件，從而使運行人員在節能自動控制系中操作。如果機組水泵出現故障，運行人員對其進行調整，并且自動切除，對機組運行過程中的安全性進行保證。

2.2.2系統負荷快速響應

因為使用機組AGC系統，電網調度部門能夠使機組快速的調整電負荷，水泵自動控制系統能夠快速的進行響應，從而避免由于系統遲滯對機組運行過程中安全性造成影響。

2.2.3系統工況

系統要設置不同的運行工況，從而能夠滿足不同季節的要求。針對系統機組，根據春夏秋冬供熱工況實現設置，以單泵與雙泵兩種運行模式進行設置，保證系統能夠實現節能。

2.2.4自動控制

水泵自動控制包括兩種啟動方式：第一種，連鎖信號啟動。在水泵沒有故障、運行的時候轉換開關達到連鎖位置中，并且發送啟動脈沖，水泵接觸器吸合，水泵接觸器輔助接點實現軟啟動的設置，從而啟動水泵。在啟動12秒之后，水泵和額定轉速接近，DCS系統發送短接軟啟動指令，實現水泵的全壓運行，并且對DCS系統發送水泵運行正常信號，使監控人員對水泵運行情況監控。第二種，電壓正常啟動。在水泵沒有故障，并且轉換開關已經在連鎖位置的時候，在電網失電過程中，自動啟動發電機，雙電源在發電機組供電中切換。在電壓對信號進行監視說明電壓正常的時候，將啟動脈沖發送，在后續的啟動與連續信號相同。在電網電壓正常時將發電機組通知，切換雙電源開關電網供電，水泵根據電壓正常啟動的方式進行啟動。

2.2.5系統轉速邏輯

轉速利用三個子模件輸入，在程序中設置三取中邏輯;

如果出現以下情況，表示轉速通道出現故障：轉速環故障;子模件失去通訊;轉速與系統轉速偏差超過60rpm;

假如設定點與系統轉速偏差超過500rpm，或者三路轉速中的兩路出現故障，表示系統轉速出現故障，此時使控制切換成為手動，并且給出報警，并且實現小機跳閘;

在程序中設計模擬量記憶器，對掛閘后水泵組最大轉速進行監視，此轉速值在OSI上通過趨勢方式進行顯示，在剛掛閘的時候，實現記憶器的自動復位;

在不開展機械超速實驗的時候，如果系統轉速超過5900RPM的時候，控制系統發送擦紅素跳閘信號，從而實現汽輪機跳閘。不管是什么情況，在系統轉速在6000RPM的時候，控制系統發送超速跳閘信號，從而實現汽輪機跳閘。

2.2.6控制范圍

在遠方水泵自動控制過程中，自動控制范圍為2900-580RPM，在本機自動控制方式中，控制范圍為0-5800RPM。在手動控制方式中，控制范圍為0-5800RPM。不管是哪種控制方式，控制對象為高低壓調門，在低壓調門開到95%的時候，開啟電壓調節。電氣超速保護極限轉速設置值為5950RPM的時候，機械超速保護極限轉速設置值為6050RPM。

2.3機組的運行安全性

在機組運行DCS系統中實現最佳真空計算程序的設置，使用部分數據量與機組邏輯保護具有密切關系，以此就要對其安全性進行重視。在計算機組最佳真空時，此部分的計算程序獨立于機組其他的邏輯保護程序，而且利用DCS系統利用重新定義數據量的中間量，并且對其進行賦值，在程序中引入中間參與計算，有效保證機組運行過程中的安全穩定性。

3 結束語

此方法是基于運行機組DCS系統，在進行實時計算的過程中對水泵進行自動的控制，能夠有效降低機組運行人員的操作難度，還能夠使機組處于最佳的真空狀態，從而實現節能降耗。

參考文獻

[1]蔡志達.基于DCS的加氣混凝土自動蒸養控制系統設計及應用[J].廣東建材，2019，035（008）：76-78.

[2]龍飛.循環水泵DCS獨立控制改造[J].機電信息，2018，11（21）：72-73.