6ES7331-7NF10-0AB0详细说明
通辽发电总厂位于内蒙古通辽市,发电机组4200MW,一期两台机组均于1985年投产,二期两台机组分别于1989和1990年投产。4台机组主设备均由哈尔滨电气集团制造,投产时控制系统为TF900组装式仪控系统。 1996年~1999年分别对4台机组进行DCS、DEH改造。DCS与DEH采用一体化设计,系统硬件为HIACS-3000控制系统。由于1、2号机组当时改造规模较小,系统功能少,2003、2004年又重新进行改造,采用HIACS-5000/M控制系统,系统功能得到完善,DCS系统功能覆盖模拟量控制系统(MCS)、数据采集系统(DAS)、顺序控制系统(SCS)、炉膛安全监测保护系统(FSSS)、汽轮机电液调节系统(DEH)、汽轮机紧急跳闸系统(ETS)。在多年的运行中,DCS系统也相应出现一些设计上和硬件上的漏洞和问题,我们通过对系统不断进行完善,解决了一些安全隐患,保证了机组的安全稳定运行。改造后,极大地提高了我厂生产自动化的水平。
2 HIACS-5000系统结构和功能
HIACS-5000系统是两级控制机构,即监视控制级和过程控制级。监视控制级包括操作员站(POC)、历史数据站(HDS)、打印站(PRS)等设备;过程控制级有一些过程控制站、数据采集站和工程师站构成。
1)监视控制级
操作员站的硬件由计算机、轨迹球、专用键盘等构成。操作员站是人机交互的界面,为运行人员提供生产过程中的各种信息及完成发电机组的启动、停止、正常运行、异常和故障处理的监视。通过系统的组态工具进行数据组态,具体的监控功能包括:系统流程图;实时趋势显示;事故分析与存储;运行操作记录;设备状态监视。
历史数据站具有性能效率计算,存储历史数据和检索历史数据的功能,还具有和操作员站同样的监视功能,但不具备操作员站的控制操作功能。
打印站(PRS)是1台网络激光打印机,负责完成各种数据、状态、报表的打印和进行屏幕硬拷贝。
2)过程控制级
过程控制站主要完成与控制功能相关的数据收集及处理、控制逻辑的计算和执行机构的驱动等功能,并将需监视的数据通过网络经系统级控制器传送给操作员站,接收操作员站发送来的指令并执行。系统提供了丰富的软件模块,可以实现调节控制、二进制控制、保护控制等功能。每个过程控制站根据分担任务的不同可以配置模拟量输入模板、热电偶输入模板、热电阻输入模板、脉冲量累积模板、事件顺序记录模板、开关量输入模板、模拟量输出模板、开关量输出模板、电流输出型驱动控制模板、辅机顺序控制模板以及用于对过程I/O进行扩展的模板。
数据采集站只是不配置驱动现场设备的输出模板,其他配置和过程控制站完全相同。主要完成不参与机组控制仅进行集中监视的过程量的采集与预处理,并将预处理后的数据通过网络经系统级控制器传送给操作员站。
工程师站可直接和机器群级控制器相连,也可通过网络与机器群级控制器相连。是进行逻辑组态、程序下装、现场调试和维护等工作的专用工具。
通讯网络mACs一5000系统有机组级通讯网络CU—Networkl0和系统级通讯网络CV—Network/E两条通讯网络,两网络之间通过系统级控制器HISEC一04M/IXe相连。
3 DCS系统配置
机组DCS配置如图1。根据机组运行工艺要求,结合HIACS一5OOO系统的特点,DCS系统的监视控制级配置了5台操作员站、1台历史数据站、1台打印站。本着物理分散和各站功能相对独立和完整的原则,DCS系统的过程控制级配置了10个过程控制站和2个数据采集站。
图1
4 DEH系统的完善
DEH系统是汽轮机电液调节系统,功能设计完善严密,包含了转速控制及保护、负荷控制及保护、在线试验、在线(离线)校验、阀门管理、阀门切换、阀门校验、应力计算等几乎全部汽轮机运行必须功能。在采用DCS系统后也出现了一些问题:
4.1发电机并网和解列信号处理逻辑完善
在2号机组DEH改造后启机冲转过程中曾出现过这样的现象,机组在冷态冲转时还没经过暖机就直接自动升速至3000r/min,经分析确定,在升速过程中,电气合上控制直流电源开关,此时DEH系统接收到电气送来的发电机解列信号,而系统将此信号误认为是正常运行中的油开关跳闸信号,自动将给定转速设定为3000r/min,机组不经暖机直接升速,为防止重复发生这类事件,做了以下两个措施:在汽轮机冲转前先将电气控制直流电源送上, 更改控制逻辑,对发电机并网和解列信号作记忆处理。更改前的发电机并网信号逻辑如图2所示,更改后的发电机并网信号逻辑如图3所示。
通过以上两图比较可以看出,更改后的逻辑对并网和油开关跳闸信号用FF触发器进行记忆,停机后电气控制直流电源停电,逻辑中仍能保持发电机解列信号,不会在下次送电过程中对系统产生信号扰动,使系统发出错误的控制指令。
4.2 超速限制滑阀控制信号更改
超速限制滑阀的作用是当发电机故障跳闸时,超速限制滑阀动作,关闭调速汽门,防止汽轮机超速,2秒钟后自动打开,维持汽轮机空转。在一次3号机组发电机跳闸事故中,发现超速限制滑阀没有正确动作,经检查试验,整个回路没有问题,静态试验好用,怀疑发电机跳闸信号未送过来。经和电气人员核对此信号,发现发电机跳闸接点取自发电机主保护动作继电器,由于此次发电机跳闸是由于电网系统的原因,稳定装置跳的发电机,发电机主保护并未动作,超速限制滑阀自然不会动作,但这种情况会引起汽轮机的超速,为保证在任何情况下,超速限制滑阀均能够正确动作,热工人员同电气人员共同将超速限制滑阀取的发电机跳闸信号更改为发电机解列信号(直接取自油开关辅助接点),这样,无论是系统原因还是发电机本身原因造成的发电机跳闸,超速限制滑阀都能够正确动作。
4.3 阀位控制调频功能的取消
DEH系统有4种控制方式,即:转速控制、阀位控制、功率控制和主汽压力控制。其中转速控制只在机组启机冲转过程中应用,机组正常运行中一般只用阀位控制和功率控制,由于运行工况的需要,有时要从功率控制切至阀位控制,两种控制方式的切换应是无扰的,但曾经发生过由功率控制切至阀位控制时发生负荷扰动,经检查分析,扰动是由于阀位控制下的一次调频功能所造成的。为保证同期并网,并网时要调整汽轮机的转速,使其与电网频率相等,并网后,阀位控制逻辑中的调频给定转速固定为并网前的给定转速且始终不变,经检查,该数值大一次为3014r/min,而正常运行时机组转速基本稳定在3000r/min,在由功率控制切至阀位控制时,一次调频功能起作用,使微机输出发生阶跃扰动(若给定转速>实际转速,则微机输出增大,造成负荷增加;若给定转速<实际转速,则微机输出减小,造成负荷减小)。考虑到阀位控制属于开环控制,参加电网一次调频的意义不大,取消了DEH系统阀位控制的一次调频功能,保证了功率控制与阀位控制之间的无扰切换。
5 结束语
通过对DCS系统存在问题的不断解决,对DCS系统不断加以完善和改进,近几年DCS系统发生的故障在逐年减少,系统已逐步趋于完善和稳定,为我厂机组安全稳定运行提供了良好的技术保证。长期运行效果和各项试验表明,改造后的逻辑设计合理,控制策略和方法适合机组特点,大大提高了机组自动化水平,为发电机组的安全、稳定、经济运行提供了可靠的技术保证,取得了较好的经济效益和社会效益
C7632液压半自动多刀车床是机械行业拥有量较多的一种半自动机床。它采用二极管矩阵顺控装置及继电器逻辑控制系统,液压驱动上下刀架作纵横两个方向的运动,装有液压卡盘。其加工自动化程度及生产效率较高,适用于较大批量工件的车削加工。但由于该机床系统采用的是分立元件,易出故障,且维修比较麻烦,影响了机床性能的正常发挥。
我们根据该机床的问题,采用可编程序控制器改造其控制系统,克服了上述缺点,使机床工作可靠、维修方便,大大提高了机床的工作效率,取得了较好的经济效益。
1.PLC的选型
(1)控制对象的输入、输出点数输入点即为机床的控制按钮、工作选择开关、行程开关、接近开关等。输出点是控制电动机的接触器、控制液压动作的电磁阀及指示灯等。
考虑到节省改造费用,应尽量压缩输入、输出点数。在某些场合,输入点可以一点两用。如某行程开关只在自动循环时有用,而某按钮只在手动调时用,当输入点不够时,则可将上述两个输入信号共用一个PLC输入点,利用PLC的转移标号指令,不会使两个信号混淆。同样,为节省输出点,也可将与自动控制无关的输出点,如电动机的起动、停止,仍用强电回路控制。
(2)控制对象的输入、输出类型一般的机械加工设备,采用开关量控制,选用直流输入,继电输出型的PLC。输入还有交流型和TTL电平型,而输出则有晶闸管型及直流晶体管型,可适应不同的需要。还有各种特殊类型的模块,如A/D、D/A模块,外部可调计时/计数器模块,高速计数器模块等。
2.PLC程序的编制步骤
(1)编制开关表即将机床的各输入输出元件分配到PLC输入输出点上,即分配地址。以C7532车床的部分开关表为例,见附表。
(2)按照加工工艺要求,编制动作流程图或开关动作表以C7632车床的下刀架的一种加工流程为例,动作流程图如图1所示。
(3)拟订程序框图程序框图可参照计算机程序框图的编制方法。以C7632车床的程序框为例,如图2。
(4)编制梯形图程序根据程序框图,开关表及动作表即可直接在编程器键盘上键人程序。编制程序可分段进行,先编制自动循环程序段、手动调整程序段、初始化程序段,后分段模拟运行调试后串联起来。运用转移、标号指令,可将复杂的程序分解成功能程序段,有利于程序编制及调试。以半自动车床自动循环与手动调整程序为例,若开关1127为手动/自选择开关,可按如下方法编制程序(见图3):
当开关1127接通时,程序按下列顺序扫描执行:1、3、…、20、40,再返回到开头,执行手动调整程序;开关1127断开,程序扫描顺序为2、21、…、40,再返回至开头,执行自动循环程序。
其自动循环工作段的程序,可采本控制器编程语言中特地为顺序控制设计的步进器功能编制。
梯形图编制完成,并通过模拟器模拟运行后,通过打印机打印梯形图文本。当PLC安装在现场设备上后,可通过编程器与其联机,采用“故障检测”方式逐点检查现场设备的输入、输出元件是否连接正确,工作是否正常。在联机状态下,运行梯形图程序,并对运行结果进行监测、修改,直至程序运行完全符合要求,即可使PLC控制设备正常工作。
3.结语
采用PIC改造C7632车床后,车床的电气故障减少90%以上,工作效率大大提高。由于PLC的控制功能强,使机床的自动化程度提高,又因为程序编制时增加了各种保护功能,使机床不会因误操作而造成损坏。
整个改造过程历时不到一周,停机时间只有两天,费用不到3000元。我们认为,采用PLC改造C7632车床及类似的机床,是完全可行且易见成效的技改捷径。