WebField DEH系統(tǒng)案例
一、前言
DEH(Digital Electro-Hydraulic)是數(shù)字電液控制系統(tǒng)的簡稱,由計算機控制部分和EH液壓執(zhí)行機構(gòu)組成。在電站汽輪機控制中應用DEH系統(tǒng),可以解決傳統(tǒng)汽輪機控制中存在的自動化程度低、控制精度差、故障率高、操作復雜、檢修維護困難等問題,極大提升汽輪機控制的品質(zhì)與安全性,有效提高了操作和管理水平,更好地滿足現(xiàn)代化電廠機爐電協(xié)調(diào)控制和電網(wǎng)自動化控制的需求。
WebField DEH 控制系統(tǒng),是基于中控WebField ECS-100(X)系統(tǒng)推出的數(shù)字電液控制系統(tǒng)。WebField ECS-100(X)系統(tǒng)全面采用高速冗余以太網(wǎng)技術(shù)以及特有的四層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),具有快速、安全的特點,目前該系統(tǒng)已經(jīng)在電力行業(yè)得到了廣泛的應用。作為WebField ECS-100(X)系統(tǒng)的一個子系統(tǒng), WebField DEH控制系統(tǒng)利用其成熟的網(wǎng)絡架構(gòu),共用其網(wǎng)絡與軟件平臺,可以輕松實現(xiàn)對電站汽輪機的控制,并可方便實現(xiàn)電廠DCS與DEH之間的信息交互。
二、系統(tǒng)特性
1、采用高性能、低功耗CPU,主控制器、通訊網(wǎng)絡、控制電源和伺服閥電源全部冗余配置,保證了系統(tǒng)的高可靠性及安全性。
2、硬件和軟件實現(xiàn)雙重超速控制及保護功能,包括103%、110%、甩負荷預測保護,達到20ms快速響應、動作。同時各自具備“三選二”表決機制,全面保證OPC系統(tǒng)的可靠性。
3、DEH伺服模塊采用高度智能設計,安裝到位后可自動完成各項整定。全數(shù)字式的PID回路設計,具有運算精度高,整定方便迅速的特點;并且模塊支持在線整定,整定的結(jié)果自動記錄,即使斷電也無須重新整定。同時可配合硬件手操作器,實現(xiàn)緊急情況下的手操控制功能。
4、伺服執(zhí)行機構(gòu)采用美國MOOG公司的伺服閥作為電液轉(zhuǎn)換裝置,采用冗余的LVDT傳感器作為閥位反饋,并由伺服模塊實現(xiàn)智能選擇,消除由于LVDT單個通道故障時引起的閥門誤動現(xiàn)象,使得電液系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。
5、DEH控制方案實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速控制、功率控制、汽壓控制,可實現(xiàn)機爐協(xié)調(diào)、電熱協(xié)調(diào),并使用了多個串級反饋調(diào)節(jié)回路,確保動態(tài)響應及靜態(tài)特性。使用成熟的算法實現(xiàn)了閥門管理功能,保證實現(xiàn)單閥與順序閥兩種控制方式的安全和無擾的切換,嚴密的算法保證了即使故障狀態(tài)也能輕松實現(xiàn)在線維護。
6、采用了成熟的EH液壓技術(shù),提供高壓抗燃油與低壓透平油兩種平臺。伺服控制及調(diào)節(jié)保護油路采用模塊化設計,給安裝、使用和維護都帶來了很大的方便。同時EH系統(tǒng)配置獨立的雙聯(lián)濾油系統(tǒng),運行狀態(tài)下可在線切換,更換濾網(wǎng)。
7、人機界面美觀友好、功能強大,操作簡單可靠,維護方便。作為中控WebField ECS-100(X)的一個子系統(tǒng),DEH和DCS系統(tǒng)運行在同一個網(wǎng)絡上,數(shù)據(jù)完全共享,實現(xiàn)DCS-DEH一體化設計,并且配備智能接口卡件,輕松實現(xiàn)與其他異構(gòu)DCS、PLC、智能儀表等的互聯(lián),以及功能擴展。人機界面提供了流程圖、報警、實時趨勢、歷史趨勢、操作記錄、調(diào)整畫面、故障診斷、事故追憶等全面、實用的功能。
8、具備仿真功能:離線仿真用于培訓操作人員,在線仿真又可用于檢驗控制邏輯的正確性以及檢查控制系統(tǒng)是否正常。
三、系統(tǒng)功能
1、超速保護(OPC)
- 三路轉(zhuǎn)速采樣
- 轉(zhuǎn)速信號故障判斷
- 電磁閥控制輸出
- 超速預警
- 甩負荷保護
- 轉(zhuǎn)速三取二處理
- 汽機狀態(tài)判斷
- 機組自動跳機
- 超速跳機
- 并網(wǎng)判斷
- 負荷不平衡保護等
2、基本自動控制
- 自動目標的設定及限制
- 自動給定的計算
- 機組自動過臨界控制
- 保持控制
- 與同期設備接口,實現(xiàn)同期并網(wǎng)
- 閥位控制
- 調(diào)節(jié)級壓力回路(PID)
- 協(xié)調(diào)控制(CCS)
- 目標轉(zhuǎn)速的設定及限制
- 自動暖機控制
- 程控自動升速控制
- 轉(zhuǎn)速回路(PID)
- 初負荷給定控制
- 功率回路(PID)
- 一次調(diào)頻
- 負荷限制(高、低限)
- 閥位限制保護
- 主汽壓力限制(TPL)
3、試驗及閥門管理
- 手動給定
- 單閥/順序閥切換
- 主汽門沖轉(zhuǎn)閥門切換
- 中壓缸啟動時的缸切換
- 快卸負荷
- 閥門流量—行程修正
- 超速試驗邏輯
- 閥門活動試驗
- 高、中調(diào)門比例開啟控制
- 噴油試驗邏輯
- 閥門伺服系統(tǒng)靜態(tài)整定邏輯
- OPC電磁閥在線試驗邏輯
四、系統(tǒng)指標
- 轉(zhuǎn)速控制范圍:40-3600 r/min
- 轉(zhuǎn)速測量精度:0.5r/min
- 轉(zhuǎn)速控制精度:士r/min
- 負荷控制范圍:0-120%
- 負荷控制精度:0.5%
- 主汽壓力控制精度:土0.1Mpa
- 一次調(diào)頻不等率:3-6%,在線連續(xù)可調(diào)
- 抽汽壓力不等率:0-20%,在線連續(xù)可調(diào)
- 一次調(diào)頻死區(qū):0-30 r/min,在線連續(xù)可調(diào)
- 高壓油動機快關(guān)時間:≤0·25秒(設有緩沖區(qū)以減小閥門沖擊);低壓油動機快關(guān)時間≤0·5秒
- 甩全負荷最大飛升轉(zhuǎn)速:<7%
- 控制系統(tǒng)遲緩率:<0.06%
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