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　　可編程控制器（PLC）用以取代繼電器控制系統(tǒng)，把計(jì)算機(jī)功能完備、靈活性強(qiáng)、通用性好的優(yōu)點(diǎn)與繼電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，是在硬接線邏輯控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置。
　　
　　PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，在電力工業(yè)的應(yīng)用更加普遍，比如，化學(xué)水程控、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)以及除灰除渣系統(tǒng)等，銅陵電廠300MW機(jī)組，ETS系統(tǒng)是安徽省*采用PLC實(shí)現(xiàn)其邏輯功能的機(jī)組。
　　
　　1系統(tǒng)簡(jiǎn)介
　　
　　危急遮斷系統(tǒng)（ETS）由一塊模擬試驗(yàn)盤、一塊操作指示盤、機(jī)頭試驗(yàn)?zāi)K和一個(gè)控制柜組成。ETS的功能是接受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)，在汽輪機(jī)參數(shù)發(fā)生越限情況時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)．并通過(guò)AST電磁閥泄放EH高壓油，關(guān)閉全部進(jìn)汽閥門，實(shí)施緊急停機(jī)。
　　
　　當(dāng)汽輪機(jī)某一參數(shù)達(dá)到跳閘值時(shí)，作用于跳閘柜的檢測(cè)信號(hào)閉合，經(jīng)跳閘柜邏輯處理后，驅(qū)動(dòng)四只AST電磁閥，將自動(dòng)停機(jī)跳閘母管高壓油泄放掉，從而使高中壓主汽門、調(diào)門快速關(guān)閉。若汽機(jī)超速到103％時(shí)，由DEH送出OPC保護(hù)信號(hào)，使高壓油系統(tǒng)危急遮斷模塊中的兩只OPC電磁閥動(dòng)作，0PC高壓油泄放，使高中壓調(diào)門關(guān)閉。由于在自動(dòng)停機(jī)跳閘母管與OPC母管之間設(shè)有兩只逆止門，故高中壓主汽門仍處于運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)超速達(dá)到110％時(shí)，危急遮斷系統(tǒng)（ETS）動(dòng)作，迅速關(guān)閉高中壓主汽門和調(diào)門，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。
　　
　　系統(tǒng)提供雙通道保護(hù)，允許進(jìn)行在線試驗(yàn)，以使在試驗(yàn)時(shí)仍具有連續(xù)的保護(hù)功能。
　　
　　本工程ETS設(shè)計(jì)停機(jī)項(xiàng)目有15項(xiàng)：EH油壓低、潤(rùn)滑油壓低、低真空、軸向位移大、超速110％、振動(dòng)大（#1-8瓦）、發(fā)電機(jī)故障、高排溫度高、透平壓比低、脹差大、鍋爐MFT、高排壓力高、手動(dòng)停機(jī)以及ATC透平遮斷、DEH失電等，如表1。　　每一組信號(hào)都可以給出“首出”記憶信號(hào)，即*個(gè)到來(lái)的信號(hào)可以單獨(dú)記憶。每一組信號(hào)給出二路輸出，一路信號(hào)到SOE，另一路到BTG盤。
　　
　　2邏輯功能的實(shí)現(xiàn)
　　
　　該系統(tǒng)由兩塊OMRON公司的SYSMACC200HE（CPU42）可編程控制器A、B以及相應(yīng)的I／O模塊組成，分別形成兩個(gè)獨(dú)立的通道A和通道B，從而實(shí)現(xiàn)在線通道試驗(yàn)功能。A、B通道各包括3塊開關(guān)量輸入模塊和5塊輸出模塊。所有開關(guān)量輸入均為無(wú)源接點(diǎn)。另外，每組跳閘信號(hào)送出2組無(wú)源接點(diǎn)，一組提供給DAS系統(tǒng)作SOE，一組給BTG盤光字牌報(bào)警顯示。
　　
　　跳閘首出原因在操作指示盤上閃光顯示，后續(xù)跳閘信號(hào)用平光指示。該系統(tǒng)具有ETS失電及PLC故障報(bào)警及首出跳閘信號(hào)記憶功能。
　　
　　系統(tǒng)工作電源容量為220V2KVA，由冗余的UPS電源和保安電源進(jìn)行供電。AST電磁閥（常帶電常開電磁閥）電源為IIOVAC，是通過(guò)控制柜內(nèi)的變壓器將220VAC變成110VAC。
　　
　　圖1是潤(rùn)滑油壓低跳閘的梯形圖。00000、00001、00100、00101是PIC的輸入接點(diǎn)；03000、03003、03006、03010、00600是PLC的線圈，用它們代替硬繼電器。在PLC中，用線圈作輸出元件，以控制外部設(shè)備或PLC內(nèi)部其它接點(diǎn)。正常運(yùn)行時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)潤(rùn)滑油壓壓力開關(guān)接點(diǎn)是斷開的，一旦油壓低到跳機(jī)值，壓力開關(guān)接點(diǎn)閉合，則線圈03000、03003帶電，該線圈的常開接點(diǎn)閉合，使03006線圈通電。如此類推，zui終00600線圈失電，導(dǎo)致AST電磁閥斷電，從而關(guān)閉汽機(jī)進(jìn)汽門，達(dá)到停機(jī)目的。可以看出，PLC中的軟繼電器是一個(gè)看不見、摸不著的器件，不必?fù)?dān)心因觸點(diǎn)積灰或老化粘連帶來(lái)的誤動(dòng)作，使該保護(hù)系統(tǒng)的安全性大大提高。其他保護(hù)邏輯類似，不再贅述。　　
　　3系統(tǒng)試驗(yàn)
　　
　　系統(tǒng)應(yīng)用了雙通道概念，這就允許進(jìn)行在線試驗(yàn)，以使在試驗(yàn)時(shí)仍具有連續(xù)的保護(hù)功能。PLC內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)采用了試驗(yàn)回路。外部輸出設(shè)備上也具有獨(dú)立的兩路通道，從而保障了周期性保護(hù)通道試驗(yàn)的運(yùn)行規(guī)程要求。
　　
　　3．1試驗(yàn)塊
　　
　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三塊試驗(yàn)塊，即EH油壓試驗(yàn)塊、潤(rùn)滑油壓試驗(yàn)塊、真空試驗(yàn)塊。每個(gè)試驗(yàn)塊的原理是一樣的，原理如圖2：
　　
　　圖2中，J1、J2為節(jié)流孔；F、F1、F2為手動(dòng)閥；S1、S2為電磁閥；B1、B2為壓力表；K1、K2、K3、K4為壓力開關(guān)。
　　
　　節(jié)流孔的作用是將兩路隔離開。試驗(yàn)時(shí)，互不干擾。試驗(yàn)可以手動(dòng)就地試，也可以在主控室通過(guò)試驗(yàn)按鈕遠(yuǎn)方試。用按鈕試驗(yàn)時(shí)，電路上有閉鎖，保證不會(huì)兩路同時(shí)試驗(yàn)，如果同時(shí)試驗(yàn)，將會(huì)引起誤跳機(jī)。手動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，尤其要注意：
　　
　　正常情況下，壓力油通過(guò)節(jié)流孔送到壓力開關(guān)和指示表，一旦油壓降低，兩邊的四只壓力開關(guān)只要各有一個(gè)開關(guān)動(dòng)作，將引起跳機(jī)。邏輯關(guān)系如圖3：
　　　　如圖3所示，為“兩或一與”關(guān)系，既可以防止誤跳，又可以防止拒跳。試驗(yàn)時(shí)，打開F1或S1，則B1上指示將緩慢下降，達(dá)到設(shè)定值時(shí)，K1、K3將動(dòng)作。在試驗(yàn)盤上指示燈亮。試驗(yàn)塊電磁閥電源為220VAC。試驗(yàn)完畢后，要注意表壓是否恢復(fù)到正常值，否則不準(zhǔn)試驗(yàn)另一路。
　　
　　跳閘塊上共有六個(gè)電磁閥，兩個(gè)OPC電磁閥是110VDC常閉電磁閥；四個(gè)AST電磁閥是110VAC常開電磁閥。正常情況下，AsT電磁閥是常帶電結(jié)構(gòu)。
　　
　　3.2通道在線試驗(yàn)
　　
　　機(jī)組正常運(yùn)行中，可通過(guò)ETS操作盤完成在線通道試驗(yàn)。此時(shí)，操作盤上的鑰匙開關(guān)應(yīng)位于“試驗(yàn)”位置。
　　
　　通道1：對(duì)應(yīng)ASTl、AST3
　　
　　通道2：對(duì)應(yīng)AST2、AST4
　　
　　當(dāng)系統(tǒng)潤(rùn)滑油壓、EH油壓、真空已建立時(shí)，可對(duì)機(jī)頭試驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行手動(dòng)或遙控試驗(yàn),目的是檢查機(jī)頭試驗(yàn)?zāi)K對(duì)沖壓介質(zhì)的泄放速度以及保護(hù)通道的可靠性。單通道試驗(yàn)時(shí)不論在就地進(jìn)行手操或遙控試驗(yàn)，都需要機(jī)頭模塊泄放沖壓介質(zhì)的速度應(yīng)不小于規(guī)定要求。做通道試驗(yàn)時(shí)，按操作盤上的通道1或通道2按鈕，ETS輸出信號(hào)至機(jī)頭試驗(yàn)?zāi)K上的電磁閥，通過(guò)電磁閥動(dòng)作使相應(yīng)的試驗(yàn)通道信號(hào)閉合,引起ASTl／AST3或AST2／AST4動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)通道在線試驗(yàn)功能。在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)檢查現(xiàn)場(chǎng)跳閘電磁閥AST的動(dòng)作情況，從而確認(rèn)通道試驗(yàn)狀態(tài)的正確性，此外在做通道試驗(yàn)時(shí)，兩個(gè)通道應(yīng)互不影響,在線試驗(yàn)只能單通道試驗(yàn)，既可發(fā)信號(hào)又可使相應(yīng)的AST電磁閥動(dòng)作而不跳機(jī),試驗(yàn)結(jié)束后，將鑰匙開關(guān)置“運(yùn)行”位。
　　
　　3．3模擬試驗(yàn)盤試驗(yàn)
　　
　　模擬試驗(yàn)盤與現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的跳閘信號(hào)并聯(lián)后送入可編程控制器，其功能是模擬現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的信號(hào)，完成ETS靜態(tài)試驗(yàn)工作；檢查可編程控制器的輸入/輸出情況，動(dòng)作狀態(tài)是否符合要求。
　　
　　3.4操作盤試驗(yàn)
　　
　　讓模擬試驗(yàn)盤處于斷開位置，在跳閘柜內(nèi)將系統(tǒng)中來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的各開關(guān)量輸入信號(hào)依次瞬時(shí)短接，操作盤上相應(yīng)的燈光應(yīng)閃爍，ETS跳閘光字牌報(bào)警。按操作盤上的復(fù)位按鈕可將跳閘信號(hào)復(fù)歸。同時(shí)按下操作盤上的“跳閘”和“確認(rèn)”按鈕，機(jī)組跳閘且ETS跳閘光字牌報(bào)警。在試驗(yàn)過(guò)程中每次“掛閘”、“跳閘”時(shí)應(yīng)檢查現(xiàn)場(chǎng)跳閘電磁閥（AST）的動(dòng)作情況，從而確認(rèn)“掛閘”或“跳閘”狀態(tài)的正確性。
　　
　　4改進(jìn)措施
　　
　　在實(shí)際使用過(guò)程中，我們做了以下幾個(gè)方面的改動(dòng)：
　　
　?。?）“透平壓比低?保護(hù)在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)反復(fù)動(dòng)作，影響了汽機(jī)沖轉(zhuǎn)，而在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，透平壓比低是正常的。因此，在該信號(hào)到跳閘柜之間加裝了保護(hù)投切小開關(guān)，在機(jī)組并網(wǎng)后再投入該保護(hù)。
　　
　　（2）ETS原設(shè)計(jì)只有輸出到機(jī)頭試驗(yàn)塊電磁閥關(guān)閉信號(hào)，當(dāng)接通試驗(yàn)按鈕時(shí)，可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)通道的信號(hào)試驗(yàn)，而無(wú)輸出至AST電磁閥信號(hào)，后調(diào)試中增加通道試驗(yàn)至AST電磁閥信號(hào)，即在線試驗(yàn)時(shí)既可發(fā)信號(hào)至機(jī)頭試驗(yàn)塊電磁閥，又可使相應(yīng)的AST電磁閥動(dòng)作而不跳機(jī)。
　　
　?。?）應(yīng)注意信號(hào)的抗干擾措施。該系統(tǒng)在機(jī)組試運(yùn)行中，曾發(fā)生誤發(fā)一次發(fā)電機(jī)故障單通道報(bào)警和三次發(fā)電機(jī)故障引發(fā)的跳機(jī)事故，后對(duì)該信號(hào)加裝中間繼電器隔離，問(wèn)題得以解決。
　　
　　另外，可編程控制器中后備電池用于保存程序及相關(guān)設(shè)置，電源電壓不足就會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了后備電池電壓不足報(bào)警，熱工人員應(yīng)注意巡檢。
　　
　　5結(jié)束語(yǔ)
　　
　　本系統(tǒng)采用可編程控制器具有相當(dāng)?shù)?性，其優(yōu)點(diǎn)顯而易見。體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、安裝維護(hù)方便。更重要的是編程簡(jiǎn)單、程序修改容易、組成系統(tǒng)方便靈活：盡管PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，但我省尚屬在300MW機(jī)組上使用。從系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能和實(shí)用方面都是成熟的。在邏輯設(shè)計(jì)上采用了“兩或一與”關(guān)系，既可以防止誤跳，又可以防止拒跳，提高了系統(tǒng)的可靠性。