背压DEH-NTK技术协议总结(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上DEH-NJKY-背压机组B 衡水海伟石化集团股份有限公司南京科远自动化集团股份有限公司2015年12月目 录1 总则本协议是针对衡水海伟石化集团股份有限公司单台背压机组DEH控制系统工程项目，为了满足机组孤网运行的要求、后续的扩建机组和调频中心之间的信号连接，把原来SY8000控制系统更换为DEH-NTK控制系统，包括DEH的硬件、软件系统等方面的技术要求。本协议书为订货合同的附件，与合同正文具有同等的法律效力。本协议书中DEH系统电子控制装置的设计、制造、检验和测试符合下列组织公布的现行标准和规范：序号标准名称标准号1汽轮机转速控制系统验收试验IEC 61064-

2、19912火力发电厂汽轮机电液控制技术条件DL/T 996-20062. 控制对策及方案随着自动化程度要求的提高，可实现对汽机转速更优质的控制，以便实现经济、可靠的运行。汽轮机的可控性是解决这种协调控制的前提条件之一。简捷、经济实用、可靠、维护性好的控制方案,是对汽轮机进行调节系统改造首要任务。DEH控制系统由两大部分组成，电子控制柜和系统软件。系统软件包括操作软件和应用软件两种，操作软件影响到人机界面，控制功能由应用软件实现。2.1 电子部分2.1.1 系统简介DEH电子系统具有以下特点： 分散处理单元（DPU）采用低功耗POWER PC无风扇结构和高可靠性的输入/输出组件（I/O卡）保证系

3、统连续正常运行。 所有的组件标准的，插入式的结构.采用全密封封装，为电子线路提供了物理保护，具有较强电磁兼容性和抗干扰能力。 高速、可靠、开放的通信控制网络 冗余的通信网络、冗余DPU（转速等重要测点三取二）、冗余的供电系统。 全智能化设计、控制器和I/O卡都有在线和离线自诊断程序，状态指示，故障诊断可到通道级。 采用表面贴装先进技术，模块化结构，所有的组件可带电插拔。 简单、易用的组态手段和工具，透过鼠标拖放进行的自动连接线技术，组态结果直接以SAMA图形式输出，不需要重复绘制逻辑图、SAMA图。 丰富、实用、友好的实时监控界面，完全汉化 历史记录，事故分析查询功能 具有仿真调试功能 多功能

4、的协议转换接口 方便实现与异构系统的集成 产品多元化、网络化 安装方便，维护简单硬件配置主要由以下部分组成：控制机柜，操作员站，打印机。DEH系统配置一对冗余的DPU及IO卡件。冗余DPU分别通过冗余的数据高速公路与操作员站相连，完成操作指令、基本控制数据、组态信息的通讯。电调控制系统(DEH)能满足客户的高可靠性要求。通过对调门开度调节，应用比例和积分的闭环控制对转速和负荷进行可靠准确地控制。DEH是一个分散型处理系统，采用高可靠性冗余的高速数据通讯网络，两条高速数据通讯网络同时运行，以保证即使一条出故障时，数据通讯照样畅通无阻。DEH系统的硬件可分为：分散型处理单元(DPU)即“处理站”、

5、相关I/O输入输出卡件、端子板、冗余电源、操作员站。每个DPU可以独立于总线高速公路。使用EEPROM存储DPU的应用程序，一旦发生断电，可以保存存储器中的软件，使系统尽快恢复。DPU中的应用软件是以功能块形式编制，类似于功能框图，且完全透明，这种程序使控制工程师能够很方便地修改程序以满足不同的要求。操作员站作为操作员和系统之间的主要接口，通过标准键盘和鼠标器来控制LCD的显示软件输入数据，能在LCD上获得运行数据和信息，在系统出现报警时可把报警数据和信息打印记录下来。操作员站在用管理员口令登录后，可用来装载各种支持系统的数据库文件以及高速数据通讯网络上各站的图表。电厂工作人员可以从操作站获得

6、所有应用程序，并拷贝在软、硬盘上存储起来，必要时可按需要对程序修改或删除，同样用户图形也可以修改、删除或按需建立新图。操作员站与控制DPU通过数据高速公路相连。I/O卡与控制DPU之间，通过I/O网相连。操作员主要通过操作员站的鼠标和键盘，进行各种控制操作和画面操作。操作员指令传到控制DPU，由I/O卡执行输出控制。操作员站是全功能站，通过不同的授权来使用相应级别的权限。DEH系统现场信号如转速、压力、行程等通过输入、输出卡件送到控制处理器进行运算，运算的结果通过输入、输出卡件送到现场设备完成控制任务。由于采用数字控制，因此控制任务的实现是在计算机上进行编程来解决。信息的显示是以图形或报表的形

7、式出现，十分直观。数字控制系统包括数据采集（DAS）、数字电液调节系统（DEH）。采用以LCD为中心的操作和控制方式。数字控制系统设置有完善的系统引导，操作员站上电后，系统无需运行人员干预即可正常启动至控制画面。由于对系统所有热键都进行了可靠的屏蔽，因此，不应进行任何使系统退出的尝试。DEH-NTK系统具有强大的通讯功能。通讯协议为标准MODBUS通讯协议（RTU）。数据通过操作员站串口与外系统实现通讯。出厂时为RS232电平（最大通讯距离15m)，经过电平转换后可以使用RS485或RS422电平实现远距离传输（最大通讯距离1000m)。DEH-NTK系统的通讯功能是通过上层应用程序实现，有效

8、地避免了通讯可能对控制系统造成的影响。通讯修改工作可以在线进行，不影响机组正常运行。DEH-NTK通讯具有很强的灵活性，可以配置为主站和从站，通讯波特率11038400可选，数据长度可以在线更改，通讯地址可以在线更改，通讯口可以在线更改。DEH-NTK通讯获得的数据可以在DEH-NTK画面上显示，同时可以存入DEH-NTK的历史曲线数据库供历史查询。为保证通讯的顺利实施，另一通讯方应提供详细的通讯设置及通讯变量（开关量和模拟量）清单。DEH-NTK采用完全对等的客户站网络结构，整个系统网络分为两层。第一层网络称为控制网，基于快速交换机，用来连接操作员站与DPU和DPU之间的数据交换，采用TCP

9、/IP协议，该协议符合IEEE802.3工业以太网标准，网络速率为100M，通讯介质为双绞线或光纤，连接方式支持冗余环形、星型或混合型。 第二层网络为I/O网，用来连接分散处理单元（DPU）与I/O卡件的数据交互，通讯速率为500K12M，通讯介质为为双绞线或光纤，具有冗余、容错的特点。为保证系统运行的可靠和留有扩展的余地，机柜内每种类型的I/O模件都应留有10%的备用，每个机柜内应有10%的模件插槽备用量，处理器的CPU负荷率不大于60%，处理器的内部存贮器应有50%的余量，外部存贮器占用容量不大于40%。DEH系统与DCS系统之间的重要控制信息的交换将通过各自的I/O模件以硬接线方式实现。

10、22.12.1.12.1.2 DEH主要功能 汽轮机冲转前远方自动挂闸（远方复位）通过控制挂闸电机或挂闸电磁阀，来实现汽机远方复位，DEH-NTK只有在判断汽机挂闸后，DEH才能进行正常的转速及功率控制，如果挂闸条件不成立，DEH将立即将所有调门指令强制清零。 手动/自动升速/汽轮机曲线启动（经验曲线自启动）汽轮机设计三种启动方式：手动/自动升速/汽轮机曲线启动，三种方式之间互锁。手动启动方式，由操作员手动设定目标转速及升速率，机组根据设定值调整调门开度；自动启动方式，由操作员设定目标转速和变速率、保持/进行等，实现机组的冲转、暖机、自动过临界、3000r/min定速、同期等功能。并网时自动带

11、初负荷，并网后由操作员选定目标负荷、变负荷率等，进行升降负荷控制。机组转速在临界转速带范围内不能停留，人工干预只能改变转速升降方向。经验曲线启动方式，由操作员选定机组处于冷态、温态、热态、极热态等启动状态， DEH系统按汽轮机厂提供的经验启动曲线，自动完成冲转、低速暖机、快速过临界、中速暖机、3000r/min定速、自动同期，等待机组并网。并网后，自动进入操作员自动方式，并自动带初负荷。升速过程中的暖机时间也可根据现场情况，由运行人员进行干预。 摩擦检查机组挂闸且转速低于500rpm，选择高调门手动启动后，点击“摩检投入”按钮，再点击“进行”按钮，汽机目标转速自动定为505rpm,此时可以更改

12、升速率调整速度变化率。当转速大于500rpm时，摩擦检查自动取消，所有调门全部关闭，随后抽汽调门全开,同时退出启动方式。如果继续启动，需要重新选择启动方式。 主汽门、调门严密性试验DEH-NTK提供了主汽门严密性试验和调门严密性试验功能，通过试验保证主汽门和各调门的密封性良好。 主汽门、调门在线活动试验为保证发生事故时阀门能可靠动作, DEH系统具备对阀门进行在线试验的功能，包括主汽门在线活动试验和调门在线活动试验。在进行阀门在线试验时, 汽轮机的正常运行不会受到任何影响。 拉阀试验、阀位标定和阀位限制DEH-NTK系统具有拉阀试验、阀位标定和阀位限制功能，在机组启动前DEH阀位标定功能对阀门

13、伺服系统的整定功能；由于某种原因，在一段时间内，不希望阀门开得太大时，操作员可设置阀位限制值来保护汽轮机的安全运行。 电超速保护试验、机械超速保护试验DEH-NTK系统可以通过超速试验来验证机组的OPC超速保护回路、109超速保护回路以及机械超速保护功能是否正常动作，以保证机组可靠安全的运行。 自动同期DEH系统提供自动同期接口，机组转速稳定在3000rpm后，在条件允许时由DEH系统接收同期装置增减信号控制转速实现自动同期。 机组并网后，自动带初负荷；负荷限制机组并网后可自行带初负荷以防止逆功率运行，初负荷值可在线修改（在转速负荷参数设置画面），负荷限制值也可在线修改。 阀位控制机组并网后的

14、默认控制方式为阀位控制，操作员可在参数设定面板（点击“阀位设定“按钮弹出）中设定阀位目标值、速率、阀位高低限。DEH将根据该设定值直接控制高调门的开度。 功率控制当机组功率闭环回路投入后，功率PID按照功率设定值和实际功率反馈（两个功率信号进行大选）的偏差进行调整。此时操作员可在参数设定面板（点击“负荷设定“按钮弹出）中设定功率目标值、升负荷速率、负荷高低限。功率PID将根据该设定值进行运算，从而控制高调门的开度。设定值与实际功率偏差大时，退出功率闭环。当功率反馈信号故障或不可靠、人为切除功率回路、功率回路投入条件不满足时，机组退出功率回路控制，进入阀位控制模式。 背压压力控制当背压回路投入条

15、件满足时，机组背压回路投入，背压PID按照背压设定值和背压反馈（两个信号进行大选）的偏差进行调整。此时操作员可在参数设定面板（点击“背压设定“按钮弹出）中设定背压目标值、速率。背压PID将根据该设定值进行运算，从而控制高调门的开度，维持背压压力稳定。背压控制和背压压力保护功能背压压力控制功能：通过开关高调门开度使背压压力维持正常值。当满足背压压力控制回路投入条件的情况下投入本功能；当背压压力反馈信号故障或不可靠，或人为切除背压压力回路等条件满足时，机组退出背压回路控制，进入阀位控制模式。背压压力保护功能：当条件成立时，背压压力保护动作，DEH系统将自动按一 定的速率开大或关闭调门直至背压压力恢

16、复正常。背压压力低保护动作后，高调门自动开大；背压压力高保护动作时，高调门自动关小，当实际功率小于额定值的10排汽压力仍然不能恢复时，自动退出背压压力高保护动作。 一次调频功能DEH设有一次调频功能，当机组并网后，一次调频功能自动投入。负荷给定值一次调频值负荷目标值。如果一次调频投入，DEH系统将自动根据频差调节负荷设定值，以适应电网频率的的变化。调频死区、上下限和灵敏度（转速不等率）可在线设置。 孤网功能当机组在单机或小网运行时，可以投入二次调频控制也称为孤网运行，孤网运行时可以手动增减目标负荷，也可以通过二次调频功能自动增减负荷，维持机组转速在3000r/min。 Runback功能 DE

17、H设有RUNBACK保护功能，可由操作人员根据需要决定是否投入RUNBACK功能。当DEH接收到DCS来的Runback信号，保护动作，DEH系统将自动按一定的速率关闭调门直至负荷低于目标负荷。动作恢复时，负荷目标值保持动作值。 协调控制接口，接收CCS指令在协调控制条件满足后，按下“遥控投入”键，遥控模式灯亮，表示DEH已投入负荷遥控方式，同时送出“遥控投入”信号至CCS控制装置，表示DEH已可接收CCS来的负荷增、减脉冲，此时在DEH退出功率回路，主汽压回路，和阀位控制方式，按预先设定好的增减幅度改变调门开度来满足遥控需要。当遥控条件不满足或人为切除遥控，DEH将退出遥控模式，进入阀位控制

18、方式。 OPC超速保护、甩负荷保护DEH系统并网信号消失后，立即发出OPC动作指令，快关调门，并将转速目标值自动设为3000 rpm。当转速降至小于3000rpm后，OPC动作指令撤除，高、低调门重新开启，并维持汽轮机在3000rpm转速下空转，保证汽机故障消除后能迅速重新并网。 故障诊断报警DEH系统可在线进行故障自诊断并给出报警，诊断可至通道级，并能判断故障原因。当诊断到模板故障后，可在线进行更换，重要I/O故障时，自动切换手动运行并以声光形式报警。功率信号失效后，DEH报警并切入手动。转速信号失效后，DEH关闭调门并输出停机指令 工程师进行参数修改、组态提供一套完整的软件包，包括实时操作

19、系统程序和组态软件，组态软件都是模块化的结构，对用户是透明的，便于用户方便地进行组态，在程序编辑或修改完成后，通过数据高速公路将系统组态程序装入有关的处理器模件，同时支持在线参数修改，组态功能。 历史数据记录和事故分析查询功能提供历史数据记录功能，在事件发生后可以通过历史记录来分析事件发生的过程以及事故发生的原因，通过分析来指导运行，预防事件的再次发生。 仿真功能科远DEH具有仿真功能，提高系统的可靠性和方便性，主要有三方面的作用：1、 提供一个相对真实的环境，不仅能对运行人员，还可以对维护人员进行有效培训。2、 通过仿真系统对DEH进行静态调试，保证系统的出厂质量。3、 通过大量的历史数据进

20、行事故回放，有利于事故分析和人员培训。 与其它系统具有良好接口提供多种标准的通讯协议和通讯方式与其他系统进行数据交换。3 、DEH可靠性设计l CPU为冗余设计，互为热备用，DPU采用高实时性、高可靠性的VXWORKS操作系统、冗余的控制器、网络、电源设计，互为备用的操作站，容错控制器的CPU采用低功耗POWER PC无风扇结构，每只分散处理单元均有两个网口接入不同的物理网段同时工作。高可靠性适应发电企业安全高于一切的特点。l 测速板采用三选二冗余l LVDT采用双冗余高选。l 系统冗余设计和抗干扰能力由电子系统保证。l 系统设计符合国际电工委员会（IEC）规定的安全设计原则，对可能发生的操作

21、有防范措施，失去动力源时能安全停机，所有组件采用金属全密封封装，多层印刷电路板和SMT技术制造，具有较强电磁兼容性和抗干扰能力，EMC三级,部分达到四级，适应发电企业强电磁干扰的应用环境。l 采用了严格的跟踪措施，使各种方式之间切换无扰。4、DEH主要技术指标l 转速控制范围：盘车转速3600r/minl 转速控制精度：+1r/Ml 转速不等率：3%6%范围内在线可调l 负荷控制范围：0120%l 负荷控制精度：+0.2%额定值l 排汽压力控制精度：+0.1MPal 升速率控制精度：+0.1%l 控制系统不灵敏度：0.06%l 平均连续运行时间DEH装置MTBF：25000小时l 系统可用率：

22、99.9%l 甩全负荷最大飞升转速50%主机厂2*1.0屏蔽电缆8保安油压力低(2)现场安全油压50%主机厂2*1.0屏蔽电缆9保安油压力低(3)现场安全油压50%主机厂2*1.0屏蔽电缆10滤油器压差高现场压差高主机厂2*1.0屏蔽电缆11左侧主汽门关闭现场全关主机厂4*1.0屏蔽电缆12右侧主汽门关闭现场全关主机厂2*1.0屏蔽电缆13电气请求控机电气(可选)请求控机用户2*1.0屏蔽电缆14电气加负荷电气(可选)加负荷用户2*1.0屏蔽电缆15电气减负荷电气(可选)减负荷用户2*1.0屏蔽电缆16DCS请求控机DCS(可选)请求控机用户2*1.0屏蔽电缆17DCS加负荷DCS(可选)加负

23、荷用户2*1.0屏蔽电缆18DCS减负荷DCS(可选)减负荷用户2*1.0屏蔽电缆19ETS打闸ETS系统打闸用户2*1.0屏蔽电缆20大网油开关合闸电气油开关闭合用户2*1.0屏蔽电缆21大网油开关断开电气油开关断开用户2*1.0屏蔽电缆接点开出：序号名称信号去向接点闭合说明电缆1关CV&ICV快关电磁阀去关调节阀2*1.0屏蔽电缆2打闸开出ETS打闸回路使汽机打闸2*1.0屏蔽电缆3挂闸开出挂闸电磁阀(可选)使机组挂闸2*1.0屏蔽电缆4可以并网电气(可选)可以并网2*1.0屏蔽电缆5允许电气加减负荷电气(可选)允许2*1.0屏蔽电缆6允许DCS加减负荷DCS(可选)允许2*1.0屏蔽电缆

24、7音响报警音响报警器报警2*1.0屏蔽电缆8测速109% SOESOE记录仪报警2*1.0屏蔽电缆9测速103% SOESOE记录仪报警2*1.0屏蔽电缆10油开关跳闸 SOESOE记录仪报警2*1.0屏蔽电缆11DEH打闸出口 SOESOE记录仪报警2*1.0屏蔽电缆12DEH快关出口 SOESOE记录仪报警2*1.0屏蔽电缆模入量：（非供电型）序号名 称信号源说明信号提供方电缆1发电机有功功率1电气0?MW=420mA用户2*1.0 屏蔽电缆2发电机有功功率2电气0?MW=420mA用户2*1.0 屏蔽电缆3DDV1（CPC VOITH）阀芯420mA-100100%=420mA主机厂2*

25、1.0屏蔽电缆模入量：（供电型）序号名 称信号源说明信号提供方电缆1主汽门前蒸汽压力(1)现场0? MPa=420mA用户2*1.0屏蔽电缆2主汽门前蒸汽压力(2)现场0? MPa=420mA用户2*1.0屏蔽电缆3背压压力(1)现场0? MPa=420mA用户2*1.0屏蔽电缆4背压压力(2)现场0? MPa=420mA用户2*1.0屏蔽电缆模入量：序号名 称信号源说明信号提供方电缆1高压内缸内上壁温现场K分度，06000C主机厂(以图纸为准)2*1.0屏蔽电缆2高压内缸内下壁温现场K分度，06000C主机厂(以图纸为准)2*1.0屏蔽电缆伺服控制：序号名 称信号源说明电缆1DDV1（CPC

26、 VOITH）阀位阀控制指令DEH伺服单元-1010mA或420mA2*1.0屏蔽电缆2高压油动机行程(1)LVDT1到DEH伺服单元4*1.0 屏蔽电缆3高压油动机行程(2)LVDT2到DEH伺服单元4*1.0屏蔽电缆测速单元信号：序号名 称信号源说明电缆1汽机转速1#1#磁阻式转速发讯头VPP0.6V,104KHZ2*1.0屏蔽电缆2汽机转速2#2#磁阻式转速发讯头VPP0.6V,104KHZ2*1.0屏蔽电缆3汽机转速3#3#磁阻式转速发讯头VPP0.6V,104KHZ2*1.0屏蔽电缆电源：序号名 称信号源端子号电缆1主电源输入UPS电源220VAC/5A/50Hz2*1.5控制电缆2辅助电源输入保安段电源220VAC/5A/50Hz2*1.5控制电缆3直流电源输入不间断直流电源220VDC2*1.5控制电缆其他部件（主要部件电液转换器、OPC电磁阀在主机配套）序号名称数量备注1LVDT2套主机厂配套2LVDT变送器（配置DDV阀时不配此项）2套主机厂配套3SZCB-01-B01转速传感器3套主机厂配套