DEH控制系統講義

2023-02-13 19:57:04 字數 3487 閱讀 6516

1. 概述

deh系統為汽輪機數字電液控制系統,控制系統主要任務就是以計算機為核心,以高壓抗燃油為執行動力,通過控制汽輪機各個進汽閥門的電液伺服閥,達到控制汽機的啟動、停止、轉速控制及負荷控制,達到安全穩定執行的目的。

deh主要由計算機控制部分與液壓控制部分(eh)組成。deh部分完成控制邏輯、演算法及人機介面。根據對汽輪發電機各種引數的資料採集,通過一定的控制策略,最終輸出到閥門的控制指令通過eh系統驅動閥門,完成對機組的控制。

某公司2×600mw機組汽輪機控制系統採用西門子公司生產的pcs7系統的plc進行組態,cpu型號為s7-417h,該系統有獨立的工程師站,正常時在dcs上通過通訊進行控制,當dcs異常或通訊故障時可以使用deh工程師站實現對汽輪機的控制。

2. 硬體裝置

2.1. 電源模件

220v交流電源通過sitop電源變成24v直流電送至電源模件。其電源模件有兩個,冗餘工作。每個電源模件配兩個3.6v鋰電池,防止突然斷電時程式丟失。

2.2. cpu模件

deh系統使用的是s7-417h型cpu,滄東電廠其他三處使用pcs7系統的地方:meh,迴圈水,ets都使用的是s7-414h型cpu,相比414型cpu來說,417型的處理速度更快,記憶體容量也更大。cpu也是冗餘配置,正常工作時只有乙個處於工作位置,另乙個處於備用位置,但同時監視互連的通訊匯流排資料,一旦發現工作的cpu故障,備用cpu馬上自動啟動,這從一定程度上避免了由於硬體故障導致的系統癱瘓。

2.3. 通訊模件

cp443-1是連線deh控制器和工業以態網的通訊卡件,用一根雙絞線連線到txp的工廠匯流排osm的埠上,使用tcp-ip協議進行通訊

i/o層機架上的通訊卡件im153-2實現cpu和i/o機架的通訊,使用profibus-dp協議進行通訊。

2.4. fm458模件

上述三種模件在pcs7系統中是通用的,而fm458模件為deh所特有的,我們可以稱之為伺服模件,在這個模件中主要執行的是deh系統的閉環控制邏輯,即控制10個液控調門的邏輯。相關訊號通過cpu處理後送至伺服模件,再由伺服模件通過閉環控制閥門的開度。

2.5. exm448模件

exm448模件是伺服模件的通訊模件,通過它,伺服模件可以和addfem模件進行資料交換。

2.6. addfem模件

deh系統所特有,共4個,也叫做高速i/o卡,處理速度比cpu要快很多,選用其的目的就是快速的了解現場訊號的當前狀況,以便及時做出判斷。一般來說,addfem處理的訊號都是相對重要的,我廠的lvdt閥位、發電機功率、汽機轉速以及發電機併網,汽機掛閘訊號都是通過addfem模件採集的。

2.7. lvdt終端及前置放大器

lvdt終端和前置放大器各有10個,現場的lvdt共6根線接到控制櫃的lvdt終端上,其中原邊線圈接到1、2端子上,次級2線圈接到3、4端子上,次級1線圈接到5、6端子上,這3組線圈均為高頻振盪的交流電壓訊號,訊號送到前置放大器中進行處理,轉變為0-10vdc的控制訊號送回lvdt終端,通過lvdt終端的7、8端子轉變為2路後送到addfem模件,進而兩路反饋訊號進入fm458模件,在fm458模件中經過**操作最終轉變為閥門的實際閥位。

2.8. et200m其功能模件

我們常用到的功能模件有以下幾種:sm321(開關量輸入),sm322(開關量輸出),sm331(模擬量輸入,分為三種,分別是測量普通模擬量,熱電阻和熱電偶),sm332(模擬量輸出)。這四種功能模件通過im153通訊模件和cpu進行通訊。

與addfem模件採集訊號的區別是,et200m功能模件採集的訊號相對不是特別重要。此外一些特別重要的壓力測點如調節級壓力也只能由et200m模件採集是因為現場變送器要求內供電,而addfem是不支援的。

2.9. 轉速前置放大器

轉速前置放大器有3個,每個前置放大器有兩個引腳接一路24v電源,兩引腳接現場的轉速探頭,兩引腳為輸出至計數器。現場的磁阻發生器送到控制櫃的轉速脈衝訊號為帶有尖峰的波形,前置放大器能夠將該波形變為方波的波形,輸出的訊號送至計數器模件。

2.10. ±15v電源裝置

±15vdc電源裝置能夠將220vac電源變成±15vdc電源,為lvdt前置放大器供電。

2.11. sitop電源

sitop電源有兩個,接收來自ups和保安段的220vac電源(dcs電源櫃),然後轉變為24vdc電源,供各類模件使用

3. 就地裝置

3.1. lvdt

3.1.1. lvdt原理

lvdt叫做線性位移差動變送器,它由乙個芯杆與外殼組成,如圖所示。在外殼中有3個繞組,乙個是一次繞組,供給交流電源,在中心電的兩側各繞有乙個二次側繞組,這兩個繞組反向鏈結,因此,二次側繞組的淨輸出e2是該兩繞組所感應的電動勢e21和e22之差。當繞組內的鐵芯處於中間位置時,兩個二次繞組所感應的電動勢相等,變送器輸出的訊號為0,當鐵芯與繞組有相對位移時,二次側繞組感應的電動勢經整形濾波後,轉變為鐵芯與繞組間相對位移的電訊號輸出。

在實際裝置中,外殼是固定不動的,鐵芯通過槓桿與油動機活塞連桿相連,這樣輸出的訊號就可以模擬油動機的位移,同時也代表了汽機閥門的當前開度。

3.1.2. lvdt型號

3.1.3. lvdt線圈電阻

3.1.4. lvdt調門方法(以**1為例)

將萬用表撥至直流電壓檔,並架到**1對應的綠色端子排第7、8端子上

找到**1對應的前置放大器,在**1全關的時候調整零度旋鈕(z),將其調整為0.2v

使用訊號發生器就地在伺服閥上加8ma左右的直流電流訊號,使閥門全開

調整前置放大器上的滿度旋鈕(s),將其調整為9.8v

將閥門反覆開關幾次,檢查零度滿度是否合適。

3.2. 伺服閥

3.2.1. 伺服閥簡介

也叫做moog閥,線圈電阻約80歐姆。現場每個調節門配乙個,接收來自deh控制櫃的兩路-30-30madc的指令來控制,兩路互為冗餘,任一路都可以獨立工作。每個伺服閥都有機械零偏,只有當閥門指令大於機械零偏時,閥門才能開啟。

閥門在正常調節狀態時,伺服閥處於高速充放油狀態,保持乙個相對的穩定。

3.2.2. 伺服閥原理

淺藍色部分為永久磁鐵,上邊兩半為s級,下邊兩半為n級。紅色部分為銜鐵,纏繞乙個線圈,當線圈帶電後,根據右手螺旋定則,會使銜鐵變成磁鐵。比如左側為n級,右側為s級,則銜鐵受永久磁鐵的吸引和排斥力而順時針旋轉,減小了反饋杆左面的噴油面積,使油壓p1增加,反饋杆右面的噴油面積增加,p2減小,在差壓的作用下是滑閥向右側移動。

當銜鐵處於中間位置時,擋板對流過兩個噴嘴的節流作用相同,滑閥兩端無差壓。當銜鐵不在中間位置時,滑閥因為出現差壓而位移。

當滑閥向左移動時,1口和2口導通,則油動機下缸和進油導通,閥門開啟。當滑閥向右移動時,2口和3口導通,則油動機下缸和洩油導通,閥門關閉。滑閥處於中間位置時,1、2、3口之間都是隔絕的,閥門相對靜止。

3.3. 熱電阻

deh系統只有乙個熱電阻,即eh油箱溫度。

3.4. 熱電偶

deh熱電偶有主要都是為主機上測點,除了汽機房0公尺高壓缸排汽溫度2個測點為k型外,其它全部熱電偶元件都為e型元件。

3.4.1. 高壓缸部分熱電偶測點

3.4.2. 中壓缸部分熱電偶測點

3.4.3. 軸承熱電偶溫度測點

3.4.4. 其它熱電偶溫度測點

控制系統總結

1.1關於控制的基本概念 1 控制物件 被控制的裝置或生產過程。例如 核電廠功率控制系統中的反應堆動力裝置。2 被控制量 為控制物件的輸出量,表徵生產過程是否符合規定工況的物理量。例如 反應堆的功率,穩壓器的水位 壓力等。3 給定值 希望被控制量應該具有的量值或目標值。可以是常量可以是隨時間任意變化...

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