0.應(yīng)用背景
　　菏澤電廠#2機(jī)組自動控制系統(tǒng)原設(shè)計多為Ⅱ型系統(tǒng)，后全部改為Ⅲ型控制系統(tǒng)，但終因?qū)嶋H不完善及熱力系統(tǒng)特性和閥門特性的影響，自動投入率目前仍在70%左右，作為一項硬指標(biāo)達(dá)不到一流企業(yè)自動投入率的要求，因給水單回路調(diào)節(jié)器特性限制，調(diào)節(jié)質(zhì)量也達(dá)不到有關(guān)規(guī)程的要求等諸多問題，嚴(yán)重影響我廠熱工自動投入率及有關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高，自動系統(tǒng)的改造已勢在必行。
　　方案設(shè)計采用/A＇S分散控制系統(tǒng)與#1機(jī)組相同，共用7對CP，其中一對CP40實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制，考慮到CP40 的處理能力，擬將爐側(cè)主汽壓力、汽溫、給水、送風(fēng)、引風(fēng)及機(jī)側(cè)高低加水位、軸封壓力等控制系統(tǒng)納入?yún)f(xié)調(diào)系統(tǒng)之內(nèi)，一對CP40實現(xiàn)機(jī)爐電其它熱工工藝參數(shù)的采集、記錄、追憶、打印報表等功能，一對CP實現(xiàn)FSSS和SOE、事故追憶功能，一對CP實現(xiàn)機(jī)、爐的順序控制功能，一對CP實現(xiàn)電氣發(fā)變組的操作、顯示、鍋爐吹灰功能，一對CP實現(xiàn)DEH、ETS功能，一對CP機(jī)爐衛(wèi)星站。配置五臺SUN工作站，其中一臺工程師站，四臺操作員站，三臺打印機(jī)（一臺彩色打印、兩臺黑白打�。�，原控制系統(tǒng)的硬手操作取消，改為CRT軟手操作。

1.給水測量系統(tǒng)(1) ，如圖1.圖2。




　　三個汽包水位信號送入DCS系統(tǒng)，經(jīng)過QC，對外部輸入信號進(jìn)行質(zhì)量判斷后，送到給水控制邏輯圖(2)，三個水位信號經(jīng)過汽包壓力的補(bǔ)償后，一路送到H/L進(jìn)行高(Ⅱ值)和低(Ⅱ值)報警，結(jié)果送到給水控制邏輯圖(3)。第二路送到HH/LL進(jìn)行高(Ⅲ值)和低(Ⅲ值)報警， 結(jié)果送到給水控制邏輯圖(3)；三個水位信號同時送到SIGSEL模塊，對三個信號取“中”后送到H/L，進(jìn)行高(Ⅰ值)和低(Ⅰ值)報警，結(jié)果送到邏輯圖(2)，同時水位信號取“中”后，送到汽包水位控制系統(tǒng)圖作為被調(diào)量。




　　兩個給水流量信號取平均值后，一路經(jīng)QC進(jìn)行信號的質(zhì)量判斷，其結(jié)果送到邏輯圖(3)，另一路送到除法器÷；兩個給水溫度信號取平均值后，一路經(jīng)QC進(jìn)行質(zhì)量判斷，結(jié)果送到邏輯圖(3)，另一路經(jīng)函數(shù)模塊f(x)后也送到除法器÷，實現(xiàn)對給水流量信號的校正，結(jié)果送到加法器∑。甲乙二級減汶水流量信號，經(jīng)QC后也送到加法器∑；給水流量信號減去甲乙二級減汶水流量信號后，一路送到H/(設(shè)置為給水流量＞30%)，結(jié)果送到除氧器水位控制系統(tǒng)邏輯，另一路送到汽包水位控制系統(tǒng)，實現(xiàn)水位的串級調(diào)節(jié)方式。

2．給水測量系統(tǒng)(2)，如圖3。




　　甲(乙)側(cè)主蒸汽流量信號經(jīng)QC后，結(jié)果送到邏輯圖(3)，同時，流量信號送到÷， 甲(乙)側(cè)主蒸汽溫度信號經(jīng)QC后，結(jié)果送到邏輯圖(3)，同時，溫度信號也送到÷，對流量信號進(jìn)行校正，結(jié)果進(jìn)行開方，轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H流量信號后送到∑。 甲(乙)側(cè)主蒸汽流量信號相加后，一路送到H/(設(shè)置為蒸汽流量＞29%)，結(jié)果送到給水控制邏輯(1)，另一路送到水位控制系統(tǒng)，作為前饋信號，實現(xiàn)水位的串級調(diào)節(jié)方式。

3 .汽包水位控制系統(tǒng) ，如圖4。




3、1單沖量調(diào)節(jié)方式。
　　處理后的汽包水位信號送至調(diào)節(jié)模塊FWBP作為測量值，與給定信號相比較后，經(jīng)過比例(P)，積分(I)，限幅(≮≯)運(yùn)算送至除法器÷。除以SPC來的輸出信號后，結(jié)果送到M/A軟手操作器，若M/A處于自動狀態(tài)，則PI1的輸出經(jīng)M/A后，直接控制給水旁路閥的開度。
跟蹤：當(dāng)給水大旁路控制回路強(qiáng)制切到手動條件滿足時，F(xiàn)WBP進(jìn)入跟蹤狀態(tài)。
　　單沖量調(diào)節(jié)方式時，水位信號同時送至調(diào)節(jié)模塊SPC，與給定值信號比較后，送至切換模塊T(A泵和B泵勺管控制回路)，此時T的輸出選通N，送至M/A模塊。當(dāng)運(yùn)行泵勺管控制回路中的M/A處于自動方式時，T的輸出經(jīng)M/A后直接控制A泵(B泵)勺管執(zhí)行機(jī)構(gòu)開度。

3、2三沖量調(diào)節(jié)方式。
　　水位信號送至主調(diào)節(jié)模塊PI1，與給定值比較后，經(jīng)比例積分運(yùn)算后，其輸出送至副調(diào)節(jié)模塊PI2。處理后的蒸汽流量信號送至PI1作為前饋信號，主要用于克服負(fù)荷側(cè)引起的擾動(虛假水位)。給水流量信號送至PI2作為測量信號(主要用于克服給水側(cè)的擾動)，與給定值(PI1的輸出)比較后，送至T1。此時T1選通Y，其輸出送至各自回路的M/A模塊。當(dāng)運(yùn)行泵勺管處于自動調(diào)節(jié)方式時，T1的輸出經(jīng)M/A后，直接控制運(yùn)行泵勺管開度。
　　跟蹤：當(dāng)M/A處于軟手操方式時，通過◆可改變其輸出，當(dāng)超弛關(guān)信號發(fā)出時，T3(T4)選通0，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)到零位置。
本系統(tǒng)還設(shè)計了水位，主蒸汽流量，給水流量，給定值，輸出值的顯示，以及水位測量值與給定值，操作輸出值與閥位反饋值的偏差越限高/低報警功能，對輸出值也進(jìn)行高/低越限報警。
針對甲、乙給水泵流量特性不同的特點，分別整定調(diào)節(jié)參數(shù)，如表1所示；配合電科院修改控制組態(tài)，完善控制功能。




　　蒸汽流量>30%時，RS觸發(fā)器輸出1，選擇三沖量， T3(T4)選通Y。當(dāng)(1) 蒸汽流量≤29%，(2) 汽包水位信號壞，(3) 蒸汽流量信號壞，(4) 給水流量信號壞，上述四個條件任一條件滿足時，RS觸發(fā)器復(fù)位，三沖量方式解除(當(dāng)汽包水位信號壞時，甲乙給水泵的M/A被強(qiáng)制切到手動)。
當(dāng)(1) 給水旁路閥，(2) 甲給水泵，(3) 乙給水泵都在手動， 或者調(diào)節(jié)系統(tǒng)在三沖量方式時，單沖量控制器處于跟蹤狀態(tài)。當(dāng)三者都在手動或者三沖量方式解除(進(jìn)入單沖量方式)時，三沖量的控制器處于跟蹤狀態(tài)；當(dāng)(1) 給水旁路閥和乙給水泵都不在手動(至少有一個處于自動狀態(tài))，(2) 汽包水位信號壞，(3) 調(diào)節(jié)故障(水位測量值與給定值偏差越限)，(4) 甲給水泵執(zhí)行器故障(控制信號與閥位反饋信號偏差越限)， (5) 甲給水泵沒有運(yùn)行，(6) 主給水電動門沒全開， 上述七個條件任一條件滿足時，甲給水泵強(qiáng)制切到手動。
甲給水泵停止運(yùn)行后，經(jīng)過一段時間的延時，甲給水泵執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)入超馳關(guān)狀態(tài)，其過程為：T3選通0，PI4進(jìn)入跟蹤狀態(tài)，軟手操失效，即輸出值O運(yùn)行人員不能再改變。注：輸出值O顯示值是在T3之前，所以泵停止以后，經(jīng)過一段時間的延時， T3選通0，反饋值Z向0方向動作，輸出值O也逐漸靠近0。
同理，當(dāng)(1)給水旁路閥和甲給水泵都不在手動(至少有一個處于自動狀態(tài))，(2)汽包水位信號壞，(3) 調(diào)節(jié)故障(水位測量值與給定值偏差越限)，(4)乙給水泵執(zhí)行器故障(控制信號與閥位反饋信號偏差越限)， (5)乙給水泵沒有運(yùn)行，(6)主給水電動門沒全開，上述七個條件任一條件滿足時，乙給水泵強(qiáng)制切到手動。
當(dāng)乙給水泵停止運(yùn)行后，經(jīng)過一段時間的延時，乙給水泵執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)入超馳關(guān)狀態(tài)，其過程為：T4選通0，PI5進(jìn)入跟蹤狀態(tài)，軟手操失效，即輸出值O運(yùn)行人員不能再改變。注：輸出值O顯示值是在T4之前，所以泵停止以后，經(jīng)過一段時間的延時，T4選通0，反饋值Z向0方向動作，輸出值O也逐漸靠近0；當(dāng)給水旁路閥開度>95%后，經(jīng)過一段時間延時，聯(lián)開主給水電動門。

　　3、4如圖7：給水控制邏輯(2)




　　當(dāng)(1) 甲給水泵和乙給水泵都不在手動時(至少有一個處于自動狀態(tài))，(2) 旁路執(zhí)行器故障(控制信號與閥位反饋信號偏差越限)，(3) 汽包水位1，汽包水位2， 汽包水位3，三個信號都壞，或者汽包壓力信號壞，(4) 水位調(diào)節(jié)故障(水位測量值與給定值偏差越限)，上述四個條件任一條件滿足時，給水大旁路強(qiáng)制切到手動；當(dāng)(1) 汽包水位1壞，(2) 汽包水位2壞，(3) 汽包水位3壞，上述三個條件都滿足時，發(fā)出汽包水位信號壞[邏輯(1)用到的信號由此給出]；當(dāng)汽包水位信號不低于Ⅰ值，并且也不高于Ⅰ值時，即認(rèn)為汽包水位信號合適(正常)，該狀態(tài)送到FSSS，作為爐膛進(jìn)行吹掃的條件之一；當(dāng)甲給水泵指令高(指M/A的輸出)，并且甲給水泵在自動狀態(tài)，或者乙給水泵指令高(指M/A的輸出)，并且乙給水泵在自動狀態(tài)時，發(fā)出給水泵指令高限，送到負(fù)荷管理控制中心邏輯，閉鎖機(jī)組負(fù)荷的增指令BI。
同理， 當(dāng)甲給水泵指令低(指M/A的輸出)，并且甲給水泵在自動狀態(tài)，或者乙給水泵指令低(指M/A的輸出)，并且乙給水泵在自動狀態(tài)時，發(fā)出給水泵指令低限，送到負(fù)荷管理控制中心邏輯，閉鎖機(jī)組負(fù)荷的減指令BD。

　　3、5 如圖8：給水控制邏輯(3)




　　當(dāng)給水流量信號壞，或者給水溫度信號壞時，發(fā)出給水流量信號故障[送到邏輯(1)]；當(dāng)甲主汽流量與乙主汽流量信號都壞，或者甲主汽溫度與乙主汽溫度信號都壞時，發(fā)出蒸汽流量信號故障，并送到邏輯(1)。
當(dāng)汽包水位1與汽包水位2都高Ⅱ值，或者汽包水位1與汽包水位3都高Ⅱ值，或者汽包水位2與汽包水位3都高Ⅱ值(三取二邏輯)，上述三個條件任一條件滿足時，發(fā)出汽包水位高Ⅱ值，計算機(jī)報警。
同理，當(dāng)汽包水位1與汽包水位2都低Ⅱ值，或者汽包水位1與汽包水位3都低Ⅱ值，或者汽包水位2與汽包水位3都低Ⅱ值(三取二邏輯)，上述三個條件任一條件滿足時，發(fā)出汽包水位低Ⅱ值，計算機(jī)報警；汽包水位1高Ⅲ值，汽包水位2高Ⅲ值，汽包水位3高Ⅲ值都直接送到FSSS，實現(xiàn)汽包水位高滅火保護(hù)；汽包水位1低Ⅲ值，汽包水位2低Ⅲ值，汽包水位3低Ⅲ值都直接送到FSSS，實現(xiàn)汽包水位低滅火保護(hù)。

4 #2機(jī)組給水控制系統(tǒng)組態(tài)
　　4、1控制組態(tài)圖的組成
　　用到的FBM有：
輸入型。
020124-6，7，8(其中02指#2 CP，01指FBM型號，2指#2 I/O柜，4指FBM所處位號，6，7，8分別代表6通道，7通道，8通道)。 6通道接汽包水位1變送器來的4～20mA信號，7通道接汽包水位2變送器來的4～20mA信號， 8通道接汽包水位3變送器來的4～20mA信號。
020122-1，2。 其中1通道接甲二級減汶水流量變送器來的4～20mA信號。2通道接乙二級減汶水流量變送器來的4～20mA信號。
020434-4。該通道接主給水流量1變送器來的4～20mA信號。02042B-3該通道接主給水流量2變送器來的4～20mA信號 。
020424-1，2。 其中1通道接甲主汽流量變送器來的4～20mA信號。2通道接乙主汽流量變送器來的4～20mA信號。
020125-1，2，3。 其中1通道接甲泵勺管執(zhí)行機(jī)構(gòu)來的4～20mA反饋信號，2通道接乙泵勺管執(zhí)行機(jī)構(gòu)來的4～20mA反饋信號， 3通道接給水旁路執(zhí)行機(jī)構(gòu)來的4～20mA反饋信號。
輸出型。
020435-5，6。 其中1通道接甲側(cè)汽包水位輸出顯示用二次表，2通道接乙側(cè)汽包水位輸出顯示用二次表。
020434-8。該通道接旁路閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制輸出信號(4～20mA)。
02042E-6，7。其中6通道接甲泵勺管執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制輸出信號(4～20mA)，7通道接乙泵勺管執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制輸出信號(4～20mA)。
　　
　　4、2組態(tài)圖中用到的模塊類型，BLOCK名稱及主要作用 如表2




　　給水控制組態(tài)即是由上表中所介紹的各模塊，通過連接，編程(CALCA模塊)來實現(xiàn)其控制功能。由于各模塊參數(shù)比較多，程序比較長，在此不再詳細(xì)敘述。

結(jié)束語
　　菏澤電廠#2機(jī)組給水控制系統(tǒng)通過DCS改造后，具有以下特點：硬件減少，相應(yīng)的硬接線減少，從而使系統(tǒng)的可靠性得到保證；功能進(jìn)一步完善，自動化程度得到提高；外部輸入信號更加可靠，準(zhǔn)確；軟件比較成熟，簡單，易于接受；維護(hù)量減少，減輕了勞動強(qiáng)度；克服擾動能力強(qiáng)，調(diào)節(jié)質(zhì)量有所提高；給水控制系統(tǒng)的正常投入，為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的投入奠定了基礎(chǔ)。


參考文獻(xiàn)
1.《菏澤電廠#1機(jī)組CCS系統(tǒng)SAMA圖》,2000年01月31日。
2.《I/A series系統(tǒng)及應(yīng)用》,上海.FOXBORO有限公司。
3. Intelligent Automation Series——智能自動化系列，一九九九年（第三版）。