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WebField DEH系统案例

一、前言

DEH(Digital Electro-Hydraulic)是数字电液控制系统的简称,由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。在电站汽轮机控制中应用DEH系统,可以解决传统汽轮机控制中存在的自动化程度低、控制精度差、故障率高、操作复杂、检修维护困难等问题,极大提升汽轮机控制的品质与安全性,有效提高了操作和管理水平,更好地满足现代化电厂机炉电协调控制和电网自动化控制的需求。
WebField DEH 控制系统,是基于中控WebField ECS-100(X)系统推出的数字电液控制系统。WebField ECS-100(X)系统全面采用高速冗余以太网技术以及特有的四层网络结构,具有快速、安全的特点,目前该系统已经在电力行业得到了广泛的应用。作为WebField ECS-100(X)系统的一个子系统, WebField DEH控制系统利用其成熟的网络架构,共用其网络与软件平台,可以轻松实现对电站汽轮机的控制,并可方便实现电厂DCS与DEH之间的信息交互。

二、系统特性

1、采用高性能、低功耗CPU,主控制器、通讯网络、控制电源和伺服阀电源全部冗余配置,保证了系统的高可靠性及安全性。
2、硬件和软件实现双重超速控制及保护功能,包括103%、110%、甩负荷预测保护,达到20ms快速响应、动作。同时各自具备“三选二”表决机制,全面保证OPC系统的可靠性。
3、DEH伺服模块采用高度智能设计,安装到位后可自动完成各项整定。全数字式的PID回路设计,具有运算精度高,整定方便迅速的特点;并且模块支持在线整定,整定的结果自动记录,即使断电也无须重新整定。同时可配合硬件手操作器,实现紧急情况下的手操控制功能。
4、伺服执行机构采用美国MOOG公司的伺服阀作为电液转换装置,采用冗余的LVDT传感器作为阀位反馈,并由伺服模块实现智能选择,消除由于LVDT单个通道故障时引起的阀门误动现象,使得电液系统工作稳定可靠。
5、DEH控制方案实现了转速控制、功率控制、汽压控制,可实现机炉协调、电热协调,并使用了多个串级反馈调节回路,确保动态响应及静态特性。使用成熟的算法实现了阀门管理功能,保证实现单阀与顺序阀两种控制方式的安全和无扰的切换,严密的算法保证了即使故障状态也能轻松实现在线维护。
6、采用了成熟的EH液压技术,提供高压抗燃油与低压透平油两种平台。伺服控制及调节保护油路采用模块化设计,给安装、使用和维护都带来了很大的方便。同时EH系统配置独立的双联滤油系统,运行状态下可在线切换,更换滤网。
7、人机界面美观友好、功能强大,操作简单可靠,维护方便。作为中控WebField ECS-100(X)的一个子系统,DEH和DCS系统运行在同一个网络上,数据完全共享,实现DCS-DEH一体化设计,并且配备智能接口卡件,轻松实现与其他异构DCS、PLC、智能仪表等的互联,以及功能扩展。人机界面提供了流程图、报警、实时趋势、历史趋势、操作记录、调整画面、故障诊断、事故追忆等全面、实用的功能。
8、具备仿真功能:离线仿真用于培训操作人员,在线仿真又可用于检验控制逻辑的正确性以及检查控制系统是否正常。

三、系统功能

1、超速保护(OPC)

  • 三路转速采样
  • 转速信号故障判断
  • 电磁阀控制输出
  • 超速预警
  • 甩负荷保护
  • 转速三取二处理
  • 汽机状态判断
  • 机组自动跳机
  • 超速跳机
  • 并网判断
  • 负荷不平衡保护等

2、基本自动控制

  • 自动目标的设定及限制
  • 自动给定的计算
  • 机组自动过临界控制
  • 保持控制
  • 与同期设备接口,实现同期并网
  • 阀位控制
  • 调节级压力回路(PID)
  • 协调控制(CCS)
  • 目标转速的设定及限制
  • 自动暖机控制
  • 程控自动升速控制
  • 转速回路(PID)
  • 初负荷给定控制
  • 功率回路(PID)
  • 一次调频
  • 负荷限制(高、低限)
  • 阀位限制保护
  • 主汽压力限制(TPL)

3、试验及阀门管理

  • 手动给定
  • 单阀/顺序阀切换
  • 主汽门冲转阀门切换
  • 中压缸启动时的缸切换
  • 快卸负荷
  • 阀门流量—行程修正
  • 超速试验逻辑
  • 阀门活动试验
  • 高、中调门比例开启控制
  • 喷油试验逻辑
  • 阀门伺服系统静态整定逻辑
  • OPC电磁阀在线试验逻辑

四、系统指标

  • 转速控制范围:40-3600 r/min
  • 转速测量精度:0.5r/min
  • 转速控制精度:士r/min
  • 负荷控制范围:0-120%
  • 负荷控制精度:0.5%
  • 主汽压力控制精度:土0.1Mpa
  • 一次调频不等率:3-6%,在线连续可调
  • 抽汽压力不等率:0-20%,在线连续可调
  • 一次调频死区:0-30 r/min,在线连续可调
  • 高压油动机快关时间:≤0·25秒(设有缓冲区以减小阀门冲击);低压油动机快关时间≤0·5秒
  • 甩全负荷最大飞升转速:<7%
  • 控制系统迟缓率:<0.06%

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