哈汽---ETS系统培训资料-20140916

ETS系统哈尔滨汽轮机厂有限责任公司自动控制工程分公司目录•ETS功能及原理1•ETS系统配置2•软件及逻辑组态3•ETS试验4•使用及维护51.1ETS简介危急遮断系统——ETS（EmergencyTripSystem）是在紧急情况下，迅速关闭汽轮机进汽阀门，切断汽轮机所有进汽的保护系统。ETS系统主要功能通过跳闸控制块上的电磁阀，打开抗燃油的泄油通道，以达到快速关闭进汽阀门的目的。另外ETS系统具备试验功能，以检验系统及相关设备是否可以正常工作。ETS系统的功能主要有如下三项：1）跳闸保护功能（跳闸块原理）。用以监视汽轮机的某些重要停机参数，当这些参数超过汽轮机安全运行允许限制值时，该系统就使其控制的AST电磁阀动作，使EH系统失去油压，关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，紧急停机，以保证汽轮机发电设备的安全，避免事故的扩大。2）在线试验功能（试验块）。可实现真空试验块，润滑油试验块，EH油试验块，AST跳闸保护块的在线试验。3）“首出”功能。可对第一个引起机组跳机的信号进行记录。1.2ETS功能。1.3ETS原理现场来的跳机信号及试验信号经输入端子分别送入ETS控制器中的输入模块，信号在控制器内进行逻辑处理后，通过输出模块输出控制信号，控制跳闸电磁阀及试验电磁阀，同时在ETS操作的人机界面上设有跳闸“首出”信号记忆功能画面，且每一跳闸信号都可以给出“首出”记忆信号，即第一个到来的跳闸信号指示灯闪动亮，后续来的跳闸信号指示灯常亮。并且每一跳闸信号都可以给出两路输出，来作为事故追忆及联锁保护使用。。1.3ETS原理跳闸块工作原理：跳闸块安装在前箱的右侧，块上共有6个电磁阀，2个OPC电磁阀，常闭电磁阀（由DEH控制）；4个AST电磁阀，常开阀。正常情况下，AST电磁阀是常带电结构，失电跳机。跳闸块电磁阀连接如下图：J120-2/AST20-1/AST20-3/AST20-4/ASTK1（63-2/ASP-1）K2（63-2/ASP-2）J2P1P21.3ETS原理AST跳闸电磁阀接成“两或-与”关系，即可防止误跳，又可防止拒跳20-2/AST20-3/AST20-4/AST20-1/ASTP1点压力为130kg/cm²左右。通过节流孔J1、J2使P2点压力为65kg/cm²左右。在作试验时，20-1/AST和20-3/AST动作，使得P2点压力升高至130kg/cm²；若20-2/AST和20-4/AST动作，则P2点压力降为0kg/cm²。压力开关K1、K2设定值分别为K1。90kg/cm²，K2：40kg/cm²。通道1（20-1/AST，20-3/AST）动作试验时K1动作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）动作试验时，K2动作；K1、K2分别送出指示信号1.3ETS原理•试验块工作原理：•系统共有3个试验块EH油试块原理图如下：•（真空低、润滑油压低试验块等同EH油）S1F1(20-1/LP)J2J1FF2S2(20-2/LP)B2K2(63-2/LP-1)K4(63-4/LP-1)(63-1/LP-1)K1(63-3/LP-1)K3B1试验块都被布置成双通道。J1、J2为节流孔；F、F1、F2为手动阀；S1、S2为电磁阀；B1、B2为压力表；K1、K2、K3、K4为压力开关。节流孔的作用是将两路隔离开，试验时互不干扰。试验可以手动就地试验，也可以在主控室通过试验按钮远方试验。用按钮试验时，电路上有闭锁，保证不会两路同时试验，一路试验时，另一路还有保护功能。用就地手动阀试验时，不能两路同时作，否则将会引起误跳机。手动试验时，尤其要注意。正常情况下，压力油通过节流孔送到压力开关和指示表，指示表将指示正常油压，一旦油压降低，两边的4个压力开关只要各有一个开关动作，将引起跳机。1.3ETS原理•手动跳机原理图按钮#1按钮#2AST1AST3kA1电磁阀kA3(--)AST2AST4kA2kA4(--)控制器KA1KA3KA2KA4扩展继电器(--)第一路220VDC(+)第二路220VDC(+)24VDC(+)方案1硬回路跳闸软回路跳闸2.1输入信号根据汽轮机类型的不同有一定差异，具体ETS输入信号需要设计者根据机组保护要求及用户要求做出最终确定。以下列举了典型机组ETS测点信号。1）DEH失电跳闸2）DEH超速跳闸1）轴向位移大跳闸2）轴振动大跳闸3）轴承振动大跳闸4）相对膨胀大跳闸5）TSI超速跳闸（1）来自DEH系统跳机信号（2）来自TSI系统跳机信号2ETS系统配置（3）来自FSSS系统跳机信号主燃料跳闸（MFT）（4）来自电气系统跳机信号（5）来自手动跳闸信号发电机主保护动作2ETS系统配置硬跳机和软跳机共同动作2.1输入信号（6）来自汽机控制油压系统信号EH油压低跳闸（7）汽机本体信号1）润滑油压力低跳闸2）真空低跳闸备用点跳机（8）备用跳机信号2ETS系统配置2.1输入信号（8）ASP压力开关反馈信号ASP-1压力开关用于监视20-1/AST、20-3/AST电磁阀动作状态ASP-2压力开关用于监视20-2/AST、20-4/AST电磁阀动作状态（9）ETS复位信号（10）试验操作信号当跳闸条件清除后，在ETS控制界面上点击“跳闸复位”按钮才能使跳闸继电器带电。2ETS系统配置2.1输入信号2.2输出信号（1）四路跳闸信号接至跳闸块（2）EH油、润滑油、真空监测及试验装置（试验电磁阀控制信号）（3）每个跳闸信号都能输出两对干接点（4）ETS交直流电源监视输出信号（5）ASP-1、ASP-2输出信号可对ETS的供电电源，电磁阀的供电电源进行监视和电源事故报警。2ETS系统配置（3）每个跳闸信号都能输出两对干接点可对ETS的供电电源，电磁阀的供电电源进行监视和电源事故报警。（4）ETS交直流电源监视输出信号（5）ASP-1、ASP-2输出信号2ETS系统配置2.2输出信号2ETS系统配置冗余电源装置（正面）（图3）2.3电源配置：冗余电源装置（背面）（图4）24VDC报警220VAC报警24VDC报警220VAC报警24VDC电源24VDC电源冗余模块24VDC电源NLB220VACOUTNLB220VACINNB220VACINLNB220VACOUTLB22024C24A220BA(+)(+)24(-)(-)RU-OUTHarbinTurbineControlEngineeringCo.,ltdQH-21103冗余电源装置（内部接线）（图5）24VDC开关电源A侧D11324K124VDC开关电源A侧D2D41324K2220VACA侧输入LNLN-+NLNL220VACA侧输出-24VDC输出端+24VDC输出端220VACB侧输出220VACB侧输入5432124VDCA侧报警220VACA侧输出COM24VDCB侧报警220VACB侧输出J5J6J4A路供电B路供电D3ZP1J3ZP3STS16S1S2S4S324vdc冗余模块+-+-+-+-++--ZP2ZP4P1P2212121212121212134343434+-21212121LNLN2.4控制器配置（图6-1）当前ETS系统主要有两大类：一是以可编程逻辑控制器（PLC）为控制核心搭建的，另一个是以集散控制系统（DCS）为基础搭建的ETS系统，称为与DCS一体化的ETS系统。可编程控制器有两种配置：1、电源、CPU、输入、输出卡件两套相同配置即A/B机。2、电源、CPU两套配置，输入、输出一套配置即双机热备一体化控制器配置：1、电源和DPU两套配置，DPU具备切换功能。输入、输出卡件无冗余2、电源和DPU两套配置，DPU具备切换功能。输入、输出卡件三重冗余配置2.4.1双PLC控制器配置（图6-1）A路220VAC输入B路220VAC输入24VDC(+)控制电磁阀1带电激励控制试验电磁阀LPT/LBOT/LVT控制试验电磁阀LPT/LBOT/LVT20AST-120AST-320AST-220AST-4K1K263-2ASP-163-2ASP-2汽轮机跳闸控制块图EH回油口管路PLCA机B机配置示意图PLC电源PLCCPUPLCDIPLCDIPLCDIPLCDOPLCDOPLC电源PLCCPUPLCDIPLCDIPLCDIPLCDOPLCDOAST1图尔克电力扩展继电器接线方式同AST接线方式同AST手动停机按钮供电电源（+）AST3AST2AST4控制电磁阀3带电激励控制电磁阀2带电激励控制电磁阀4带电激励PLCDOPLCDOPLCDOPLCDO控制电磁阀1带电激励控制电磁阀3带电激励控制电磁阀2带电激励控制电磁阀4带电激励供电电源（-）冗余电源PLC双卡件配置拓扑图（图6-2）CPU_ADIDIDIDODOCPU_BDIDIDIDODOS1/S3S2/S4OUT=(S1+S3)·(S2+S4)润滑油压低1/4润滑油压低3/4润滑油压低2/4润滑油压低4/4EH油压低1/4EH油压低3/4EH油压低2/4EH油压低4/4真空低1/4真空低3/4真空低2/4真空低4/4转速≥110%轴位移大振动大相对膨胀大MFTPLC西门子300系列A/B机（图7）图（7）AB机控制柜实物：2.4.2PLC双机热备（图8）冗余热备结构图CPU之间互为热备，热备模板之间由光缆通讯(相互之间是一个发送一个接收），远程模板之间由同轴电缆经过分支器通讯来控制输入输出模块。CPU电源CHSCRPSPARESPARECPU电源CHSCRPSPARESPAREMA-0186-100MA-0185-100DDIDDODRADRASPARESPARECPSCRADDICPS连接另外I/O站或终端电阻转换单元同轴电缆同轴电缆光纤控制器控制器I/O站2.4.3一体化配置（图9）（图8）图（9）一体化ETS系统拓扑图润滑油压低1/4润滑油压低3/4润滑油压低2/4润滑油压低4/4EH油压低1/4EH油压低3/4EH油压低2/4EH油压低4/4真空低1/4真空低3/4真空低2/4真空低4/4转速≥110%轴位移大振动大相对膨胀大MFTDIDIDICPU_BCPU_ADODOS1/S3OUT=(S1+S3)·(S2+S4)S2/S42.5输入端子模块（图10）输入模块示意图2.6输出端子模块（图11）输出模块示意图2.7人机界面人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分，是系统和用户之间进行信息交换的媒介。硬手操盘的模式硬手操盘的模式：手操盘大多数用于基于PLC搭建的ETS系统，如（图12）所示：上面两排显示机组各信号的当前状态。跳机信号将点亮上面的指示灯，并且“首出”信号闪烁。第三行为操作区，包括试验操作区和“手动停机”按钮。最后一行为ETS机柜电源、PLC电源和AST电磁阀电源监视。硬手操盘（图12）手操盘软手操盘人机界面软界面如（图14）所示，该界面分为三个区：第一列为操作区，包括各种试验和复位的指令；第二列为首出显示和跳机的状态；第三列则为ETS输入和输出的信号的状态。（图14）3.软件及逻辑组态3.1常用软件操作经常使用的PLC系统软件有西门子300系列产品，莫迪康-昆腾系统（ModiconQuantum），罗克韦尔的AB5000系统等；一体化的系统包括艾默生、ABB、GE新华、国电智深等。具体软件的使用可参考相关硬件供应商的系统手册。下面以西门子PLC300系列为例，简要介绍其使用的方法。首先打开电脑上已经安装好的软件西门子300系列操作双击上面的图标，进入西门子软件界面，如下图：硬件配置，点击图中的，选择西门子系列的PLC类型，选择西门子300系列。操作步骤1点击+SIMATIC300，根据ETS的要求选择处理器，见下图：操作步骤2选择CPU类型，ETS系统多数选择SM-300。点击+SM-300，显示出下面的界面。单击SIMATIC300站点，进入下列画面：界面由“硬件”和“CPU314（1）”两大块组成。操作步骤3双击“硬件”进入下列画面，按照卡件的需要和位置的要求选择ETS系统中的板卡。操作步骤4上图是硬件