摘  要 汽輪機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）是汽輪機(jī)保護(hù)最重要的一環(huán)，它是汽輪機(jī)電跳閘的出口，其運(yùn)行安全與否直接影響到汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。采用基于騰控公司的T9系列PLC中的一款產(chǎn)品，同時(shí)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與DEH、DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。
 

關(guān)鍵詞   PLC；汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)（ETS）
 

引言

　　汽輪機(jī)由鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽帶動(dòng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，是火力發(fā)電廠的關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備，汽輪機(jī)的緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）是發(fā)電廠對(duì)系統(tǒng)可靠性要求最高的子系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，200MW以下機(jī)組的汽機(jī)本體保護(hù)都是用繼電器搭建的，可靠性差，保護(hù)邏輯修改麻煩，不能與主控制系統(tǒng)構(gòu)成有效的通訊連接。若與電廠主DCS合并在一起控制，則因DCS處理周期較長(zhǎng)等原因無(wú)法滿足快速保護(hù)要求，一般都不采用。基于PLC的汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)因其可靠性高、處理速度快、邏輯修改方便等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。
　　

　　汽輪機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（ETS系統(tǒng)）完成汽輪機(jī)緊急跳閘控制過(guò)程中全部電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)控制功能，包括完成開(kāi)關(guān)量的數(shù)據(jù)采集、處理、計(jì)算及開(kāi)關(guān)量的實(shí)時(shí)輸出，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到中央控制室操作站等。ETS系統(tǒng)是與汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)（TSI系統(tǒng)）相配合監(jiān)視汽輪機(jī)的一些重要信號(hào)，并保證汽輪機(jī)安全的系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)入ETS系統(tǒng)的參數(shù)，如潤(rùn)滑油壓力、凝汽器真空、汽機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子振動(dòng)、軸向位移等超過(guò)極限值時(shí)，輸出跳閘信號(hào)到跳閘電磁閥，跳閘電磁閥卸掉保安系統(tǒng)的保安油，使汽輪機(jī)的主汽閥和調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉，完成汽輪機(jī)跳閘的功能，使汽輪機(jī)緊急停機(jī)，處于安全狀態(tài)，以避免發(fā)生嚴(yán)重的后果。
 

系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　

　　ETS系統(tǒng)一般由以PLC為核心的控制機(jī)柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、聲光報(bào)警和一次、二次外圍元件組成。ETS控制柜里配置有PLC、報(bào)警繼電器、跳閘繼電器、保護(hù)投切盤(pán)等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對(duì)應(yīng)的指示燈，可以檢查某一通道的動(dòng)作情況，且系統(tǒng)具有在線試驗(yàn)功能。
　　

　　由于系統(tǒng)可靠性要求特別高，即保證在任何可能發(fā)生的緊急情況下，都能準(zhǔn)確無(wú)誤地使汽輪機(jī)組停機(jī)，ETS系統(tǒng)采用騰控公司的T9系列PLC，并設(shè)置為雙PLC運(yùn)行方式，即雙CPU、雙I/O結(jié)構(gòu)，每套PLC均包括電源模塊、CPU模塊、DI模塊和DO模塊等，每個(gè)跳閘輸入信號(hào)通過(guò)PLC A和PLC B的DI模塊同時(shí)送至2套PLC，由CPU模塊完成所有輸入信號(hào)的邏輯處理和輸出信號(hào)的邏輯控制，從硬件和軟件上實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)熱備用。
 

PLC硬件配置

以300MW機(jī)組的ETS為列，輸入輸出信號(hào)清單如下：
表  3-1 輸入輸出信號(hào)清單表       

應(yīng)用特點(diǎn)

基于PLC的ETS系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：
 

準(zhǔn)確性及可靠性

　　準(zhǔn)確性、可靠性是汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的關(guān)鍵，本系統(tǒng)采用了雙PLC運(yùn)行方式，系統(tǒng)配置高性能的工業(yè)級(jí)處理器，具有納秒級(jí)的處理速度以及大容量的內(nèi)存，可使汽機(jī)保護(hù)邏輯程序準(zhǔn)確、快速地執(zhí)行，這在硬件上也大大保證了系統(tǒng)的高可靠性。確保整套裝置在任何情況下，都能正確可靠地實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)跳閘功能。以往裝置中重點(diǎn)關(guān)注的汽機(jī)“拒跳”或“誤跳”的情況，可在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中得到充分合理的處理，這在技術(shù)上保證了系統(tǒng)的高可靠性。
 

系統(tǒng)功能強(qiáng)

　　由于PLC體積小，集成化程度高，運(yùn)算速度快，邏輯控制容量大，所以整套程序中除了狀態(tài)報(bào)警、遮斷停機(jī)等常規(guī)功能外，還可進(jìn)行在線試驗(yàn)功能。該功能的作用在于機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)， 檢查壓力開(kāi)關(guān)、電磁閥等外圍元器件的狀態(tài)，提高整套裝置的自身安全系數(shù)。
 

　　增加汽機(jī)跳閘首出原因記憶功能，幫助運(yùn)行人員在第一時(shí)間知道停機(jī)的第一起因，避免了以往或者顯示面板上有多項(xiàng)報(bào)警指示，分析不出第一起因，或者隨著現(xiàn)場(chǎng)情況的瞬息變換，指示燈的熄滅，也找不到第一起因。同時(shí)，該功能的存在也為事故追憶系統(tǒng)（SOE）的記錄提供了驗(yàn)證手段。該功能可通過(guò)程序編寫(xiě)完成，不需要增加任何硬件設(shè)備，而且完全應(yīng)用編程技巧。在沒(méi)有發(fā)生停機(jī)條件時(shí)，該功能不需要執(zhí)行，不占用系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的時(shí)間，使系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、停機(jī)功能得到最大程度的實(shí)現(xiàn)。