DEH汽轮机数字式电液控制系统

C0110013DEH-V汽轮机数字式电液控制系统DigitalElectro-HydraulicSystem新华控制工程有限公司工程技术部2004年3月DEH-V系统说明书C01100131目录1.概述..................................................22.DEH-V系统结构.......................................32.1.硬件组成.............................................32.1.1.分散处理单元DPU.....................................42.1.2.I/O处理模件..........................................42.1.3.I/O端子板............................................112.1.4.人机接口站...........................................132.2.软件结构.............................................142.2.1.MMI软件.............................................142.2.2.DPU软件.............................................152.2.3.通讯处理软件.........................................183.EH液压系统..........................................183.1.高压抗然油系统.......................................183.1.1.供油系统.............................................183.1.2.执行机构.............................................193.1.3.危急遮断系统（AST/OPC）............................203.2.低压透平油系统.......................................204.DEH-V在小机组中的应用...............................225.DEH-V控制功能简介...................................226.DEH-V人机界面.......................................287.DEH-V的特点.........................................318.引用的规范和标准.....................................329.应用领域.............................................3410.DEH-V技术规范.......................................3411.外形尺寸.............................................3512.电源要求.............................................3513.运行环境.............................................35DEH-V系统说明书C011001321.概述汽轮机是高温、高压、高速旋转的大型动力设备，汽轮发电机转子的时间常数小，自平衡能力很弱，转子、汽缸等部件厚度大，温度变化剧烈。因此要求汽轮机控制系统必须具有实时性、快速性，尤其在其阀门控制、转速调节、超速保护、应力计算和寿命管理等方面有其特殊性。汽轮机数字式电液控制系统DEH是电站汽轮发电机组不可或缺的组成部分，是汽轮机启动、停止、正常运行和事故工况下的调节控制器。DEH系统与EH系统组成的电液控制系统，通过控制汽轮机主汽门和调门的开度，实现对汽轮发电机组的转速、负荷、压力等的控制。PZBPCPZBPCRSVIVPZDEHPZDEHHPREHEATERTVGVSTEAMLPGVLPSVFEEDWATERTPDEHPZDEHPZDEHIMPDEHPZBPCIPPBPBPCTBPBPCBPLPIEPDEHPZBPCBOILERPZBPCBFPTPZMEHBPEBDPLBPEBPCLBPLBPECONDPUMPLPASTETSASTETSASTETSASTETSTURBINEOILSYS.EHOPCDEHOPCDEHCONDENSER油动机ACTACTACTACTWSMEHACTACTPLBPBPCPZMEHACTACTACTACTOPUMEHDEHATCBPCENGETS/TSITCMSIMSailorDEH-V汽轮机岛一体化系统图DEH-V汽轮机控制系统是新华公司在三百多套DEH－IIIA系统，五年多运行实践的基础上改进而成的。DEH-V系统包含了当今最先进的控制技术，进一步提高了系统可靠性，使系统结构更加合理，DEH调试、维护更加方便。DEH-V系统集成了控制、监视和保护功能，范围涵盖给水泵汽轮机控制系统MEH、汽轮机旁路控制系统BPC、汽轮机保护系统ETS、汽轮机监测仪表系统TSI、汽轮机故障诊断系统TCM、汽轮机寿命管理系统Sailor、全厂仿真系统Simpanel等集成为一体，组成汽轮机岛控制系统，简称ATM。DEH-V系统说明书C01100133VPCVPCSDPAIVPCVPCAOSDPAIVPCVPCVPCVPCSDPAIBCBCBCBCBCBCDPUDPUENGOPU100MB/S10MB/SAIAIAIAIAIBCBCDPUDPUDIDIDIDODOBCBCDEH-V系统结构图2.DEH-V系统结构2.1.硬件组成DEH-V控制系统硬件由控制机柜、端子柜、操作盘、连接电缆、人机界面等组成。端子柜内含有各种端子模件，完成将各种现场信号转换为I/O模件可以接受的标准信号，同时完成I/O模件送来的指令信号的处理工作，包括给变送器供电、电流/电压转换等。控制机柜内包括冗余处理单元DPU，I/O控制模件、交流电源配电箱、冗余直流电源以及相互之间的连接预制电缆等。操作盘是可选的，用来在自动控制系统故障情况下，维持机组运行或在线处理、更换部件时使用。DEH系统的操作与显示，数据、曲线的记录等均由连接在高速数据公路上的工程师站、操作员站完成。DEH-V的系统与原DEH-IIIA相比，其结构上的改进有：1.改进DEH基本控制部分的系统结构，使原来典型的5个I/O控制站减少到3个，减少了系统的响应时间，提高了DEH性能；2.可以根据设计需要，自由安排阀门控制模件和OPC模件，增加了通用性和分散性；3.采用双层网络结构，I/O总线采用10MB/S冗余工业以太网，网络通讯采用100MB/S冗余工业以太网，大大提高了DEH系统的数据吞吐量；4.DEH-V仿真系统更加方便和规范，只需将EMU模件插入插槽即可；5.VPC模件位置可以自由安排，布局更加合理，负载均衡，自动化程度提高；MANVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCVPCSDPEMUDPUDPU#1#2电源分配箱VPCVPCSDP5V5V#2#124V24V#2#1BCVPCVPCSDPBCBCVPCVPCBCBCVPCVPCVPCVPCAISDPAIAIBCAIDIDOAIAIAIDIAIAIDODODPUDPU#1#2电源分配箱5V5V#2#124V24V#2#1DIDIBCBCBCBCAIAIAIAIAIAIDODODO操作员站工程师站基本控制ATC控制DIDO电源分配箱5V5V#2#124V24V#2#1MEH控制DPUDPU#1#2BCBCVPCVPCSDPSDPSDPDIDODPUDPU#1#2BCBCVPCVPCSDPSDPSDPDIDOVPCVPCSDPAIDIDO电源分配箱5V5V#2#124V24V#2#1ETS保护DPUDPU#1#2BCBCLPCLPCSDPSDPLPCLPCDPUDPU#1#2BCBCLPCLPCSDPLPCLPCSDPDOAIAIDODOLPCLPCDILPCB小机LPCA小机AIAI电源分配箱5V5V#2#124V24V#2#1TBC控制DPUDPU#1#2BCBCVPCVPCVPCVPCDIAIVPCDODIVPCAIDOVPCVPCVPCVPCVPCVPC电源分配箱5V5V#2#124V24V#2#1TSI监测DPUDPU#1#2VIBA小机KPH主机BCBCVIBVIBVIBVIBKPHBCBCVIBVIBKPHBCBCVIBVIBKPHVIB主机VIB主机VIB主机VIB主机VIBB小机VIBB小机KPHA小机KPHB小机VIBA小机振动采集站B小机TSIA小机TSI主机TSI主机ETS小机ETS主机ETS小机ETSA小机B小机EMUDEH-V机柜示意图DEH-V系统说明书C011001342.1.1.分散处理单元DPUDPU为DEH-V控制系统的主机部分，采用Pentium400处理器，运行在实时控制系统之下。汽轮机的控制软件都装在DPU内，DPU通过冗余I/O总线，实现对下位机的通讯及控制。同时通过网络接口模件实现DPU联网。软件的修改在工程师站上完成，组态完毕后装载至DPU内，修改可以在线修改或离线修改。汽轮机由两套冗余的DPU控制，互为热备用。2.1.2.I/O处理模件DEH-V系统全部采用智能控制处理模件，每一块模件由印刷电路板、电子元器件、微处理器、输入输出接口等组成，完成特定的信号处理功能。DEH-V系统I/O模件均采用表面贴装工艺。用于DEH-V系统的模件主要有：a)开关量输入模件（DI）b)开关量输出模件（DO）c)模拟量输入模件（AI）d)模拟量输出模件（AO）e)阀门控制模件（VPC）f)转速测量与保护模件（SDP）g)专用仿真模件（EMU）h)ETS处理模件（LPC）i)TSI处理模件（VDP、SKP）VPC模件其中VPC模件专为DEH-V系统设计，用于汽轮机阀门伺服驱动控制。该模件与功率放大模件相配合，可以实现对高压抗燃油或低压透平油系统电液转换器的驱动。VPC模件与电液转换器一一对应，实现油动机的单独控制。如果汽轮机的阀门与油动机也是一一对应，则在低压纯电调系统中也可以实现阀门管理功能。VPC模件还具有手动、自动切换、跟踪功能，以及与液压安全油系统的联锁保护功能。DEH-V阀门伺服控制方面的新特点包括：1.阀门控制模件VPC可以适应各种LVDT、变送器等多种位移反馈信号；2.VPC模件采用智能数字整定，无须人为调整阀门开度和零位。避免了手动调整，提高了自动化程度和位置精度；3.实现了阀门反馈信号智能选择，克服了反馈信号故障对阀门控制回路的影响，提高了阀门控制的可靠性；4.采用16位A/D、12位D/A转换器，进一步提高阀门控制精度；5.采用PWM脉宽调制技术，实现低压电调系统的大电流驱动，减少了功耗，使部件工作更加可靠；DEH-V系统说明书C01100135ResetFailRUNCOM29SF040ROM628128RAMAM188CPUI/OJP2VPC/LCJP1ADDR95216CPLDXBUSJP3232/485P1P2P3RS232BUS40MHzPowerVPCVPC模件示意图通过工程师站或便携机，通过BCnet网络或通过VPC模件上的串口均可连接VPC，对其进行工作方式设置、阀门开度校正、控制回路参数调整等。VPC模件采用数字整定后，在提高阀门控制精度和准确度的同时，大大减少了现场调试人员的工作量。热工人员在工程师站或者通过便携式计算机就可以对阀门进行远程校正。可以一次