华能上安电厂　作者：陈　勇　
1、改造布景
上安电厂＃3、4机组小汽机控制系统是由杭州汽轮机厂配套的WOODWARD公司生产的505控制器及其辅助接口装备完成。505控制器安装在电子间，运行人员在OIS经由过程INFI-90硬接线与505控制器通讯，对505的全进程进行控制。原505控制系统基天职为四部门：505控制器固化所有小汽机基本控制及庇护逻辑；DCS实现小汽机跳闸/复位及其他庇护功能和一些接口逻辑；DCS发生小汽机远方转速控制指令；后是现场装备接口部门，包括复位/跳闸电磁伐、启动伐、电液转换器、转速探甲等。经过几年来的运行，发现存在很多问题，影响汽动给水泵的正常运行。
505控制系统存在的问题以下：上安电厂所用的505型号厂家已不生产，且备件价格昂贵，每套505控制器近20万元。由于505所有功能都集成在一块电路板上，组态不透明，没法修改。哪怕只有一个备用的通道发生故障，城市引发整个505没法自检经由过程，造成没法启动。同时，505自己一旦发生故障，即需返厂修理，修理费用昂贵。
2、改造的整体方案
软件及INFI-90硬件工作
1、取消先有505控制器，将505所有功能移植在DCS系统，新的组态设计应遵循505原系统的控制流程。在控制功能上，不局限于原有功能，充实阐扬了DCS系统的势，使得原有控制功能和诊断功能加倍完善。改造后的小机控制系统毗连在＃3机INFI-90环路PCU节点，新增1对MFP，占用原给水控制系统模件地址。
2、小汽机控制系统新增模件等控制及I/O电源均取自原给水控制系统机柜。
3、增加两套PEP，安装在原505柜内，为电液转换器提供24VDC工作电源
4、转速控制由双丈改成三取中控制，并提供响应的庇护功能。
5、原DCS所有庇护经由过程环路和硬接线进进新设计的逻辑介入庇护，先选用环路旌旗灯号，环路故障自动切至硬接线旌旗灯号
6、小机跳闸状态经由过程环路送至新设计的逻辑
7、本次改造所触及的画面修改设计工作
3、控制系统设计
3．1从环路来旌旗灯号和汽轮机运行旌旗灯号的处置
（1）环路旌旗灯号有来自CCS转速设定点、给水泵使汽轮机跳闸共两个旌旗灯号。对于这两个旌旗灯号，先选用环路旌旗灯号，假设环路旌旗灯号故障，法式自动取用硬接线来的旌旗灯号。
（2）汽轮机运行旌旗灯号经由过程环路取两个主汽门开旌旗灯号与速关油压旌旗灯号三取二暗示小机运行，当两个主汽门关旌旗灯号与速关油压旌旗灯号三取二存在时，复位小机运行旌旗灯号。
3．2系统转速逻辑
（1）转速经由过程三个子模件输进，在法式中采用了三取中逻辑。
（2）泛起以下情况时认为响应转速通道故障：
●转速坏
●本转速和系统转速误差年夜于60rpm
●子模件失往通讯
注：前两项要在转速设定点年夜于200RPM后判定。
（3）假设设定点和系统转速误差年夜于500rpm或三路转速中两路泛起故障则认为系统转速故障，这时候将控制切为手动，给出响应的报警并将小机跳闸。
（4）法式中设计了监视在挂闸后汽轮机给水泵组的年夜转速的模拟记忆器，该转速值在OIS上以趋向方式显示。当汽轮机刚挂闸时该记忆器自动复位。
（5）不进行机械超速实验时，当系统转速年夜于5900RPM时，控制系统送出超速跳闸旌旗灯号使汽轮机跳闸，不管任何情况下，当系统转速年夜于6000RPM时，控制系统送出超速跳闸旌旗灯号使汽轮机跳闸。
3.3运行方式
（1）三种运行方式
MEH共有三种运行方式：
●手动运行方式：整个运行进程中，调阀处于手动方式，其操作经由过程响应的增加或减小按钮操作。这是一种低级的操作方式，小机刚复位时，控制系统即处于此种方式。
●本机自动方式：整个运行进程中，调阀处于自动方式，汽轮机泵组的转速设定由运行人员给定（运行人员必需给定方针转速和转速变化率）。
●远方给水自动方式：到达运行转速后，调阀处于自动方式，汽轮机泵组的转速设定由CCS来的转速给定旌旗灯号肯定。
三种运行方式切换时，从低级方式向方式只能逐级上升（手动方式—本机自动方式—远方给水自动方式）；从方式向低级方式可以越级切换（远方给水自动方式可以直接得手动方式。
三种控制方式切换时，阀位指令因跟踪而无扰。手动方式下，本机自动的控制输出跟踪手动方式的阀位基准(给定值)，使手动切换到自动进程中，阀位指令无扰。当系统处于本机自动方式时，CCS中汽锅给水调理系统所肯定的转速给定值跟踪MEH控制系统中的转速基准点。这样，当控制方式由本机自动切换到远方自动方式时，保证了对换节系统的无扰。当MEH处于远方自动方式时，本机自动方式下的转速设定点跟踪远方自动方式下的转速设定点，保证由远方自动向本机自动的切换无扰。
4、改造后的MEH控制系统功能
4．1转速设定点的生成
（1）汽轮机跳闸时，系统转速设定为0。
（2）远方给水自动方式下，系统转速设定来自CCS
（3）手动方式时，系统转速设定跟踪系统转速，这样可以保证由手动方式向本机自动方式切换时的无扰。
（4）本机自动方式下，系统转速设定来自本机自动方式下的转速设定。该方式下，转速设定由方针转速和转速变化率肯定，方针转速和转速变化率可以从OIS上设定。
在本机自动方式下，为了避免超速，法式对方针转速进行限制：正常情况下高方针值为5800RPM；进行电超速庇护实验（5900RPM）时高方针值为5950RPM；机械超速实验时高方针值为6050RPM。
在远方给水自动方式或手动方式下，方针转速值跟踪转速设定，这样一来不管从手动方式仍是远方给水自动方式向本机自动方式切换时方针转速不变，控制系统无扰动。
4.2远方给水自动控制
来自CCS汽锅给水调理系统给水要求旌旗灯号传送到给水泵汽轮机控制系统转换成对应的转速设定值。当无以下肆意一个条件时，答理进进远方给水自动方式：
●手动方式
●按下本机自动方式按钮
●远方转速设定值和系统转速误差年夜于25RPM
●CCS不答理投进远方给水自动
●远方转速设定值年夜于5800RPM
●远方转速设定值小于2900RPM
●远方转速设定值坏
4．3本机转速自动控制
从手动转速控制方式可以切换到本机转速自动控制方式(AUTO)。若AUTO方式答理,揿下AUTO按钮将切换到AUTO方式。为改变方针转速，操作设定方针转速和转速升速度。初始转速设定值就会以选定确当前速度向方针转速靠近。
4.4控制范围
小汽机调速系统在分歧的控制方式下有分歧的控制范围。在远方给水自动控制方式下其自动控制范围在2900-5800RPM之间；在本机自动控制方式下，控制范围在0-5800RPM之间；在手动控制方式下，控制范围在0-5800RPM之间。
非论在那一种控制方式下，控制对象都是小汽机的高压调门和低压调门，当低压调门开到95时高压调门才起头开启。
电气超速庇护极限转速设定值为5950RPM，机械超速庇护极限转速设定值为6050RPM。
4.5启动答理条件。
小汽机挂闸后，开速关阀，当调速系统接收到速关阀全开旌旗灯号后，答理设定方针转速。
4.6超速庇护实验
当进行电气超速实验或机械超速实验时，可在OIS操作画面进行选择，选择其中一个自动闭锁另外一项超速选择。当小机跳闸后，自动复位超速选择。超速跳闸动作值可在OIS曲线中查询。
4.7转速控制器
（1）转速调理器采用PI调理器
（2）控制器参数可以选用转速误差控制
（3）为了避免调理器频仍动作设30RPM死区
（4）转速调理器只有在本机自动或远方给水自动方式时起作用，否则调理器输出跟踪流指令。这也是为了保证方式切换时阀门指令不变。
4.8阀门流指令的生成
●本机自动或远方自动时来自转速控制器输出
●跳闸时为0
●系统刚启动时参考阀门现实位置经过阀门曲线逆函数批改而获得的值
4.9阀门位置指令的生成
●正常时为阀门流指令经过阀门曲线函数批改而获得的值
●跳闸设为-10，目的是为了增加负偏置。
●法式中设计了阀门维护功能，该情况下，热工人员可以经由过程EWS给出阀门指令，进行电液转换器校验和阀门校验。
5、结论
华能上安电厂三号机组小汽机控制系统（改造）已于2004年3月19日正式投进运行，并完成了小机超速等各项实验。该套小汽机控制系统装备完整、动作准确、转速控制平稳，到达了“技术协议”的各项要求。