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3 系统软件
本章简述了控制系统的软件结构及功能。各种软件的详细介绍及使用见科远控制公司的NT6000V3控制系统软件手册。
3-1 软件平台
DEH控制系统(含ETS)采用英维思公司的NT6000V3分散控制系统的软件平台。
第一层软件为Windows XP操作系统。第二层第二层软件是开发软件平台(GraphWorX32)及组态软件平台(CCM),第三层是控制系统的运行软件(GRAPHX1.0),包括配置文件,图形画面,控制软件等。
3-2 应用软件
在操作员站和工程师站典型的MMI(人机接口)应用软件有图形显示、报警显示、趋势显示、自检、数据库一览、打印管理、操作记录、历史曲线等。作为工程师站等还有组态软件、画面制作软件、历史记录、虚拟DPU、通讯软件等。
3-3 工具软件
1、开发软件GraphWorX32:在WINDOWS XP工作平台上运行的一组支持通讯、策略组态、数据库生成、系统测试、运行和维护的工具软件。 (1) 画面组态
用于显示画面组态的软件工具,支持所见即所得组态方式,系统提供了包括标准ISA-S88图符和大量动态图符的图库,使得流程画面的生成轻便简捷,可完成流程图、趋势图、控制操作面板、报警、总貌、历史记录、诊断画面等的组态。 (2) 数据库组态
GraphWorX32的数据库为独特专门强大的数据容量。 (3) COMMAND语言
COMMAND语言是一种强大的工具,它可以通过一系列的指令使系统自动执行各种操作。工程师通过COMMAND语言编辑器生成一系统命令及参数。它可以用来进行文件处理、报警处理、功能模块控制、外挂工具自动启动和用户界面的个性化开发。 (4) 历史数据组态
历史数据组态工具分为两部分。一是采集定义工具。通过它来决定历史数据采集的测点、采集间隔、采集死区和数据保存时间。另一个工具是显示处理,工程师可以将系统中所有的历史采集点以任意的组合形成相关画面,以便于分析处理。
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(5) 权限设置
GENESISMMI是一个安全措施完备的工控系统软件。其中数据、画面和操作均可以设置权限级别。这样的系统可以保证任何人员不可能进行其权限以外的任何操作。 (6) 其它设置
除了以上的这些功能强大的组态工具以外,GENESISMMI0还提供了大量的标准功能,工程师只要进行选择,GENESISMMI系统就可以完成这些标准功能。这些标准功能包括:报警记录、操作记录、报警打印。
2、组态软件CCM:用于控制策略组态的软件工具,它的组态方式灵活,为图形化、模块化的组态方式,组态工具提供IEC1131-3标准的多种功能及算法模块供用户选用,可完成数据采集、模拟量控制、顺序控制的控制策略组态。
3、运行软件GRAPHX1.0
运行软件GRAPHX1.0接受组态软件的组态信息,检测过程输入/输出,完成实时数据库维护、连续控制调节、顺序控制、历史数据的存储、过程画面显示和管理、报警信息的管理、生产记录报表的管理和打印、参数列表显示、人机接口控制等。使用运行软件操作人员在操作员站通过鼠标或专用键盘,监视生产过程和控制现场的各种工艺设备的运行。
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4 DEH控制系统主要功能
本章讲述了DEH控制系统所完成的主要功能。 1 自动挂闸
2 整定伺服系统静态关系 3 启动前的控制 4 转速控制 5 负荷控制 并网带初负荷 负荷反馈控制 一次调频 CCS控制 负荷限制 快减负荷
阀位限制
6.主汽压力控制 7.主汽压力低保护 8 抽汽控制 9 单/多阀控制 10 超速控制 11 在线试验 12 EH设备控制
4-1 自动挂闸
挂闸允许条件:汽轮机已跳闸,所有进汽阀全关。
在操作界面上显示停机和所有阀全关,即允许挂闸。DEH发出挂闸指令后,使危急遮断及挂闸装置电磁阀带电动作,建立低压安全油并去隔膜阀的隔膜上腔,关闭隔膜阀的隔膜下方的AST排油,复位EH系统AST电磁阀建立AST油压,EH系统AST油路三个AST压力开关闭合,此时汽轮机挂闸成功。
4-2 整定伺服系统静态关系
1 整定伺服系统静态关系
整定伺服系统静态关系的目的在于使油动机在整个全行程上均能被伺服阀控制。阀位给定
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信号与油动机升程的关系为:给定0~100%?升程0~100%。
为保持此对应关系有良好的线性度,要求油动机上作反馈用的LVDT,在安装时应使其铁芯在中间线性段移动。
油动机整定在操作员站上操作,通过界面上的拉阀试验进行。
在启动前整定条件为:汽轮机已挂闸,转速小1000r/min。注意:必须确认主汽阀前无蒸汽,以免整定时,汽轮机失控。
DEH接收到油动机整定指令后,全开、全关油动机,并记录LVDT在两极端位置的值,修正零位、幅度,使给定、升程满足上述关系。为保证上述关系有良好的线性,可先进行零位校正。
4-3 启动前的控制
汽轮机的启动过程,对汽缸、转子等是一个加热过程。为减少启动过程的热应力,对于不同的初始温度,应采用不同的启动曲线。
DEH在每次挂闸时,可根据汽轮机调节级处高压内缸内上壁温的高低划分机组热状态。
T<150℃ 冷态
150℃?T<300℃ 温态 300℃?T<400℃ 热态
400℃?T 极热态
4-4 升速控制
在汽轮发电机组并网前,DEH为转速闭环无差调节系统。其设定点为给定转速。给定转速与实际转速之差,经PID调节器运算后,通过伺服系统控制油动机开度,使实际转速跟随给定转速变化。
在给定目标转速后,给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。当进入临界转速区时,自动将升速率改为500r/min(可设定修改)快速冲过去。在升速过程中,通常需对汽轮机进行中速、高速暖机,以减少热应力。 1 目标转速
除操作员可通过面板设置目标转速外,在下列情况下,DEH自动设置目标转速: 汽机刚挂闸时,目标为当前转速; 油开关刚断开时,目标为3000r/min; 汽机已跳闸,目标为零。 2 升速率
操作员设定,速率在(0,1000)r/min/min。 在临界转速区内,速率为500r/min/min。 3 临界转速
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轴系临界转速计算值参照主机说明书
为避免汽轮机在临界转速区内停留,DEH设置了临界转速区。当汽机转速进入此临界区内时,DEH自动以较高速率冲过。
若实际测量的临界转速值与计算值比较偏离较大,必须修改临界转速区值及临界转速平台值。 4 暖机
汽机暖机转速在此定为500,2500,3000r/min,故目标值通常设为500,2500,3000r/min,到达目标转速值后,可自动停止升速进行暖机。若在升速过程中,需暂时停止升速,可进行如下操作:
在控制画面上用鼠标点击“保持”按钮。
在临界转速区内时,保持指令无效,只能修改目标转速。 5 3000r/min定速
汽轮机转速稳定在3000±2r/min上,各系统进行并网前检查。
发电机做假并网试验,以检查自动同期系统的可靠性及调整的准确性。在试验期间,发电机电网侧的隔离开关断开发出假并网试验信号。与正常情况一样同期系统通过DEH、发电机励磁系统改变发电机频率和电压。当满足同期条件时,油开关闭合。由于隔离开关是断开的,实际上发电机并未并网。
4-5 负荷控制
1 并网、升负荷及负荷正常调节 1.1 并网带初负荷
DEH自动进入同期方式后,其目标转速在刚进入同期方式的值的基础上,按同期装置发来的转速增加指令,以100r/min/min的变化率变化,使发电机的频率及相位达到同期条件的要求。当同期条件均满足时,同期装置发出油开关合闸指令使油开关闭合,DEH立即增加给定值,使发电机带上初负荷避免出现逆功率。
有下列情况之一,则退出自动同期方式: 转速:小于2970r/min或大于3030r/min。 已并网。 汽机已跳闸。 转速故障。 1.2 升负荷
在汽轮发电机组并网后,DEH为实现一次调频,调节系统配有转速反馈。在试验或带基本负荷时,也可投入负荷反馈。在负荷反馈投入时,目标和给定值均以MW形式表示。在负荷反馈未投入时,直接输入阀位目标值。
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