火力發電廠DCS系統與ETS系統融合改造

摘要：介紹了火力發電廠傳統ETS的基本功能原理，分析了我廠獨立布置的ETS系統的不足，結合我廠實際情況，提出了將ETS系統內的信號引入DCS系統進行融合的思路并最終進行具體實施。

關鍵詞：ETS改造 危機跳閘 DCS

1 引言

我廠二期兩臺機組ETS系統（汽輪機危急跳閘保護系統）采用施耐德昆騰系列PLC控制，DCS系統采用國電智深EDPFNT-PLUS系統。ETS系統獨立于DCS系統進行布置，布置于汽機房6.9米層電子間內;DCS集控室布置于13.7米層。機組投產以來，發生過多次汽輪機危機遮斷裝置就地開關誤動作、AST電磁閥線圈燒損或閥芯損壞的問題。但由于汽輪機ETS系統控制柜獨立布置于汽機房6.9米的汽機電子間，而運行人員監盤在13.7米層的集控室內，常常發生ETS控制柜內的報警信息不能及時地被運行值班員發現，要監視汽輪機ETS系統狀態是否正常只能到6.9米的汽機電子間手操盤上查看，嚴重影響機組重要保護系統的監視。

經過初步調研，有一部分兄弟電廠進行了ETS系統與DCS系統的一體化改造，去除了傳統意義上的ETS系統獨立布置的模式。考慮到我廠的實際情況，若進行一體化升級改造，需要將整套保護裝置從6.9米層電子間移到13.7米層集控電子間，所有電纜重新敷設及施工，所需工期長，費用高。為節約項目改造費用，縮短改造工期，降低改造工作量，我廠進行了技術創新，采取了將ETS系統與DCS系統融合的思路，即在保留原有ETS系統與DCS系統基本架構不變的情況下，將ETS系統PLC內的一些狀態點引出至DCS系統進行告警監視。

2 傳統ETS系統的構成及特點

傳統的ETS系統主要由PLC、手操盤、開關變送器、繼電器、跳閘電磁閥、試驗電磁閥、供電裝置等組成。供電裝置為整套ETS系統提供正常工作所需的電源及后備電源，以保證系統供電的可靠性，并設有失電報警回路。開關量變送器用于檢測、傳送監視汽輪機的重要參數，當參數超限時，將信號傳送至ETS系統進行處理。PLC是整套系統的核心，對輸入的開關量信號進行相應的邏輯判斷，依據判斷結果給出相應的輸出信號，驅動繼電器動作。跳閘電磁閥用于卸掉AST母管油壓，實現跳閘狀態時汽輪機主汽門和調節汽門的快速關閉，保護汽輪機組不超速。手操盤可進行一些試驗操作和手動打閘，以檢驗ETS系統動作的可靠性。ETS系統功能圖如圖1所示。

由圖1可知，當某個參數超限并且信號送至ETS系統后，PLC接收輸入信號并進行邏輯運算判斷，將運算結果輸出驅動四個跳閘繼電器動作（AST1～AST4）。四個跳閘繼電器布置回路如圖2所示。跳閘電磁閥的布置應用了雙通道概念，布置成“或─與”門的通道方式，這就允許在線試驗，并在試驗過程中裝置仍起保護作用，從而保證系統的可靠性，可有效地防止“誤動”和“拒動”。當且僅當兩個通道中至少各有一個電磁閥打開時，AST母管油壓才會卸掉，危機遮斷系統動作，各主汽門、調速汽門、抽汽逆止門等迅速關閉。

3 DCS系統與ETS系統融合改造的實施

輸入至ETS系統的開關量信號并不直接導致汽輪機組跳閘，它需要通過PLC邏輯運算后做出判斷，如三取二邏輯判斷等。機組從監測參數越限至機組跳閘往往間隔著一段時間，如果能及時監視到超限參數的信息，值班員就能及時進行故障排查處理，能夠極大程度上避免機組跳閘帶來的損失。依據這一思路，本改造方案將輸入至ETS內的開關量信號進行提取并送至DCS系統進行顯示、報警、記錄。具體實施內容如下：

3.1 PLC邏輯組態

在ETS系統中，利用原有輸入信號作為觸發條件，進入PLC編程狀態，引用輸入開關量的邏輯地址，新增組態邏輯，并對輸入信號進行報警分級：真空低信號、潤滑油壓低信號及EH油壓低信號等匯總并取名為“就地開關動作報警”;ASP-1及ASP-2信號匯總為“ASP開關報警”。重新組態好的邏輯進行編譯、下裝，并重新備份保存新的邏輯。至此實現PLC內開關量信號的提取并輸出。PLC邏輯組態如圖3所示。

PLC邏輯實現DO通道輸出后，利用ETS系統內部硬件接線，最終到輸出繼電器端子排，形成兩路輸出信號，。

硬件輸出圖如下：

3.2 將組態的輸出信號接入DCS系統

如圖4虛線所示，將組態好的輸出信號從ETS控制柜的DO輸出繼電器觸點通過敷設信號電纜引至DCS控制柜的DI卡件，從而實現ETS系統與DCS信通的物理連接通道，將信號送至DCS系統進行組態。

3.3 DCS側畫面及報警文件組態

首先對接入DI卡件的信號在DCS上進行建點、配置硬件地址、配置歷史存儲信息等，這樣DCS系統能夠采集來自ETS系統的信號并形成歷史記錄;再將接收的信號點增加至系統操作畫面上，使得運行人員能夠方便進行監視;最后對DCS系統的聲光報警文件進行配置，配置文件如下：

UNIT4：40HSJ21CP301，，1，ETS就地開關動作報警，TSI系統，5，default.wav，1，2

UNIT4：40HSJ22CP301，，1，ASP動作報警，TSI系統，5，default.wav，1，2

將信號加至聲光報警系統，當信號發生翻轉時，DCS系統能夠發出聲光報警信號，使得運行值班人員能夠及時注意相關的告警信息并進行分析處理。

4 結束語

本項目保證原有ETS系統與DCS系統架構模式不變的基礎上，通過低成本的改造方法，將ETS系統的重要參數信號引入DCS進行有效監視。若汽輪機ASP油壓出現異常，或者ETS系統就地開關出現誤動或故障，運行值班人員都能及時通過DCS操作臺畫面和聲光報警獲得信息。不再需要去6.9米電子間就可以觀察到報警信號。無論從便利性，還是時效性上，都大大的提高了對重要保護裝置的監視能力。切實保證了設備安全運行環境，降低設備故障率提高機組運行安全性。

參考文獻

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作者簡介：易秉恒，1986年05月，男，漢族，現任國電泉州熱電有限公司熱控主管，工程師，主要從事火力發電廠熱控專業管理方面工作。