淺談和利時(shí)DCS系統(tǒng)溫度速率保護(hù)限制器

1、    淺談和利時(shí)dcs系統(tǒng)溫度速率保護(hù)限制器    摘要：文章以北京和利時(shí)系統(tǒng)工程有限公司研發(fā)的兩種不同dcs系統(tǒng)版本中的溫度速率保護(hù)限制器分別在不同火電燃煤機(jī)組現(xiàn)場使用為例，從設(shè)計(jì)原理上分析了不同dcs系統(tǒng)版本中的溫度速率保護(hù)限制器在實(shí)際使用中的弊端，并根據(jù)現(xiàn)場典型工況為例提出了幾點(diǎn)改進(jìn)意見。關(guān)鍵詞：dcs系統(tǒng)；速率保護(hù)限制器；火電燃煤機(jī)組；設(shè)計(jì)原理；典型工況 ：a：th811 ：1009-2374（2015）03-0077-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0230溫度速率保護(hù)限制器是指當(dāng)溫度輸入變化速率超過固定速

2、率限制時(shí)，溫度輸出值響應(yīng)速率限制或者溫度輸出設(shè)置為已定標(biāo)記。即：若溫度輸入變化率小于或等于設(shè)定速率極限時(shí)，溫度輸出模擬量響應(yīng)值等于輸入值，同時(shí)數(shù)字量輸出響應(yīng)報(bào)警標(biāo)記設(shè)置為假；若溫度輸入變化率大于設(shè)定速率極限時(shí)，溫度輸出模擬量響應(yīng)變化限制為輸出響應(yīng)極限值，同時(shí)數(shù)字量輸出響應(yīng)報(bào)警標(biāo)記設(shè)置為真。經(jīng)過溫度速率保護(hù)限制器運(yùn)算后的溫度模擬量和開關(guān)量響應(yīng)值被傳遞給輸出進(jìn)行相應(yīng)邏輯運(yùn)算。目前，溫度速率保護(hù)限制器模塊均被廣泛使用在國內(nèi)300mw以上火電燃煤機(jī)組dcs系統(tǒng)涉及溫度保護(hù)設(shè)置環(huán)節(jié)中。由于dcs系統(tǒng)維護(hù)工程師自身技術(shù)水平的不足以及dcs系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在不同程度的弊端，溫度速率保護(hù)限制器模塊在現(xiàn)場實(shí)際工業(yè)生

3、產(chǎn)使用中存在一定的誤區(qū)。本文模擬了北京和利時(shí)系統(tǒng)工程有限公司hollias-macs dcs系統(tǒng)不同版本中的溫度速率限制保護(hù)器在現(xiàn)場生產(chǎn)中應(yīng)用中存在的問題，并從不同角度提出了幾種改進(jìn)方案。a廠，4*600mw火電燃煤發(fā)電機(jī)組，dcs控制系統(tǒng)的版本為macsv v1.1.0 sp4+patch4，控制器型號(hào)為sm201，dram為16m，sram為1m，無電子盤，系統(tǒng)掃描周期為250ms，溫度速率限制保護(hù)器模塊為dq，如圖1：zlrt模塊的功能定義為將當(dāng)前輸入數(shù)值與其當(dāng)前數(shù)值之前的第4個(gè)周期的數(shù)值的差值的絕對(duì)值大于已定數(shù)值時(shí)dv輸出為真值既“1”。若此種狀態(tài)持續(xù)40個(gè)掃描周期后dv輸出值自動(dòng)復(fù)位

4、為假值既“0”。dq溫度速率限制保護(hù)器模塊系統(tǒng)默認(rèn)rl=100，h=100，l=0?，F(xiàn)場系統(tǒng)維護(hù)工程師優(yōu)化后rl=5，h=300，l=-30。模擬觸發(fā)溫度速率保護(hù)實(shí)驗(yàn)，假設(shè)in=30，bd=1，mr=0，10000ms后強(qiáng)制in為50，50000ms后釋放in為30，溫度速率限制保護(hù)器模塊各個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)作過程如表1（數(shù)字量輸出響應(yīng)為真時(shí)為“1”，輸出響應(yīng)假時(shí)為“0”，下同）：從表1中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)in保持40個(gè)掃描周期（10000ms）后輸出質(zhì)量標(biāo)記（dq）自動(dòng)恢復(fù)正常狀態(tài)，同時(shí)輸出av值等于in值。此種溫度速率保護(hù)限制器誤動(dòng)率極高，不能滿足現(xiàn)場的需要。為提高dq溫度速率限制保護(hù)器模塊可靠性，提出了以

5、下兩種優(yōu)化方案；優(yōu)化方案1：優(yōu)化溫度速率限制保護(hù)器av輸出端，在原來溫度速率限制保護(hù)器內(nèi)增加一低選切除模塊，輸入值sp1根據(jù)實(shí)際需要由外部輸入，如圖2：假設(shè)sp1=40，rl=5，h=300，l=-30，bd=1，mr=0。重復(fù)a廠模擬溫度觸發(fā)溫度速率限制保護(hù)實(shí)驗(yàn)。溫度速率限制保護(hù)器模塊各個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)作過程如表2：優(yōu)化方案2，優(yōu)化溫度速率限制保護(hù)器模塊組成，使其輸出質(zhì)量標(biāo)記（dq）值僅由外部手動(dòng)復(fù)位端（rs）控制，如圖3：假設(shè)rl=5，h=300，l=-30，bd=1，rs=0。模擬觸發(fā)溫度速率限制保護(hù)器實(shí)驗(yàn)。溫度速率限制保護(hù)器模塊各個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)作過程如表3：從表3中我們可以發(fā)現(xiàn)完善溫度速率限制器av

6、端在in輸入端異常變化期間始終輸出為原始in，溫度速率限制保護(hù)器模塊輸出的質(zhì)量標(biāo)記為假。保護(hù)自動(dòng)剔除此溫度點(diǎn)保護(hù)，當(dāng)溫度輸入信號(hào)正常后品質(zhì)輸出仍為壞點(diǎn)，直至rs外部復(fù)位端手動(dòng)輸入復(fù)位值后溫度速率限制器復(fù)位。b廠，2*300mw熱電燃煤機(jī)組，dcs版本為macsv v1.1.0 sp4+patch4，控制器型號(hào)為sm203，dram為128m，sram為1m，電子盤32m，系統(tǒng)掃描周期為250ms，溫度速率限制保護(hù)器模塊為tetrip，如圖4：tetrip溫度速率限制保護(hù)器模塊系統(tǒng)默認(rèn)sh=2，sl=50，sp1=2，dw=250ms?，F(xiàn)場系統(tǒng)維護(hù)工程師后sh=5，sl=5，sp=40，dw1=

7、250ms。模擬觸發(fā)溫度速率限制保護(hù)器實(shí)驗(yàn)，假設(shè)te=30，sp=40，dw=250ms。重復(fù)a廠模擬實(shí)驗(yàn)，溫度速率限制保護(hù)器模塊各個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)作過程如表4。經(jīng)過優(yōu)化的溫度速率限制保護(hù)器無論是輸入溫度異常升高還是降低，輸出標(biāo)記端（tetrip）均無信號(hào)越變和異常輸出。在電廠工業(yè)生產(chǎn)中，我們不僅關(guān)心的是溫度速率保護(hù)器在溫度上升過程中輸出標(biāo)記值可靠，溫度下降時(shí)我們同樣關(guān)心，為此系統(tǒng)維護(hù)工程師設(shè)計(jì)了兩者兼顧的溫度速率保護(hù)器，如圖5：假設(shè)te=30，sl=5，sh=5，hh=300，ll=-30，gh=1，gl=0，sp1=40，sp2=20，sp3=2，sp4=40，sp5=30，sp5=30，re1=

8、1，re2=0，mr=0。重復(fù)a廠模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5：從模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果上來看，無論是溫度異常上升或下降，此溫度速率保護(hù)器動(dòng)作輸出端均能閉鎖輸出，防止保護(hù)誤動(dòng)，當(dāng)保護(hù)器動(dòng)作后選擇自動(dòng)或手動(dòng)復(fù)位速率動(dòng)作鎖存器模塊后溫度速率保護(hù)器重新開始工作。不同dcs系統(tǒng)版本的溫度速率保護(hù)器修改后控制器的負(fù)載會(huì)有所上升，為避免控制器負(fù)載過大，建議技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場不同需求有選擇的優(yōu)化。參考文獻(xiàn)1 emerson.ovation算法參考手冊r3_1100s.2005.2 潘巾杰，劉友寬，田沛.熱量信號(hào)構(gòu)造應(yīng)用對(duì)比分析研究j.儀器儀表用戶，2012，（4）.3 丁煒，齊冬蓮.基于jx-300xp dcs工業(yè)鍋爐的燃燒控制策略設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)j.工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2012，（2）.4 丁煒，齊冬蓮.jx-300xp d