自動(dòng)控制系統(tǒng)中模擬量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性分析

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摘要

針對(duì)目前自動(dòng)操縱系統(tǒng)中模擬量信號(hào)不僅用于顯示、協(xié)調(diào)操縱而且參與聯(lián)鎖養(yǎng)護(hù)的比例也日益增加，數(shù)據(jù)的切實(shí)性、穩(wěn)當(dāng)性也越來(lái)越重要。針對(duì)實(shí)際運(yùn)行中展現(xiàn)的一些問(wèn)題，采用與測(cè)驗(yàn)室試驗(yàn)一致的方法舉行數(shù)據(jù)量值傳遞至自動(dòng)操縱系統(tǒng)的試驗(yàn)，排查采樣信號(hào)在傳輸過(guò)程中展現(xiàn)的一系列外界因素干擾、數(shù)據(jù)偏差等問(wèn)題，舉行分析，使模擬量數(shù)據(jù)在自動(dòng)操縱系統(tǒng)中得以切實(shí)的運(yùn)用。

模擬量量值傳遞切實(shí)性分析

近年來(lái)，隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，各類壓力、溫度、電測(cè)變送器得到了大量的應(yīng)用。其數(shù)據(jù)直接進(jìn)入分散操縱系統(tǒng)（DCS）、可編程操縱裝置（PLC）等自動(dòng)操縱系統(tǒng)中舉行顯示、調(diào)理，甚至參與到聯(lián)鎖養(yǎng)護(hù)中。如今，電氣操作系統(tǒng)全部為ECS電氣操縱系統(tǒng)，也納入到DCS系統(tǒng)中舉行監(jiān)控。電氣模擬量信號(hào)如有功功率、無(wú)功功率、電流、電壓、頻率等電量參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)電測(cè)量變送器轉(zhuǎn)換為4～20mA直流模擬量直接送至ECS操縱系統(tǒng)內(nèi)的板卡，舉行A/D轉(zhuǎn)換，由數(shù)字量傳輸至ECS自動(dòng)操縱系統(tǒng)中。它不僅能通過(guò)終端顯示器顯示出被測(cè)量的大小以便運(yùn)行人員的監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況，更重要的是在DCS系統(tǒng)中參與AGC、一次調(diào)頻等調(diào)理操縱。通過(guò)十幾年的應(yīng)用，各類變送器在切實(shí)度、穩(wěn)定性和被測(cè)量讀取數(shù)據(jù)的精確性和維護(hù)方面都比指示儀表有了很大程度的提高，但電測(cè)量變送器的現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)的實(shí)際數(shù)值的切實(shí)性往往會(huì)得到確定的質(zhì)疑。那么試驗(yàn)室里檢驗(yàn)合格的變送器在現(xiàn)場(chǎng)使用中與檢驗(yàn)的結(jié)果有沒(méi)有發(fā)生變化？在發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中展現(xiàn)的變送器輸出至自動(dòng)操縱裝置后數(shù)字跳變等現(xiàn)象，能否通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢修中的數(shù)據(jù)源與采集終端比對(duì)的方法提前察覺(jué)問(wèn)題，并在設(shè)備投入運(yùn)行前得以解決。

1奇怪處境介紹及分析

（1）設(shè)備停運(yùn)時(shí)CRT顯示被測(cè)量一次值為負(fù)值，變送器零值輸出漂移，主要考慮電磁干擾，輸入信號(hào)衰減、放大，工作環(huán)境溫度變化等理由。

（2）當(dāng)變送器有輸出給AI卡時(shí)，CRT仍無(wú)示值顯示。經(jīng)檢查變送器輸出至A/D轉(zhuǎn)換AI卡展現(xiàn)跳線錯(cuò)誤，人為錯(cuò)誤，經(jīng)檢查DCS操縱系統(tǒng)AI板卡跳線有兩種方式，變更跳線后，顯示正常。

（3）某機(jī)組（600MW）一次調(diào)頻頻率變送器跳變，在50Hz標(biāo)準(zhǔn)值±0.05Hz來(lái)回波動(dòng)，使調(diào)頻自動(dòng)跟蹤頻繁啟動(dòng)。檢查人員通過(guò)并接頻率變送器將頻率信號(hào)送至故障錄波器記錄波動(dòng)信號(hào)。在一次調(diào)頻變送器再次跳變時(shí)察覺(jué)故障錄波器所采集的頻率信號(hào)并無(wú)波動(dòng)。最終查找出是一次調(diào)頻變送器輸出信號(hào)屏蔽電纜未穩(wěn)當(dāng)接地，穩(wěn)當(dāng)接地后現(xiàn)象消散。

（4）某機(jī)組（300MW）400V系統(tǒng)頂軸油泵電機(jī)電流展現(xiàn)CRT顯示值跳變波動(dòng)，隨后變成壞點(diǎn)顯示?，F(xiàn)場(chǎng)檢查，因信號(hào)電纜受外介干擾產(chǎn)生交流電壓75V，使板卡輸出錯(cuò)誤，并燒壞AI板卡。斷開電纜對(duì)地測(cè)量，電壓消散，再重新接入又有電壓，為消釋輸出量在傳輸中受一次設(shè)備的交流量干擾，更換了信號(hào)電纜備用線芯，并在輸出信號(hào)量接入AI板卡前端加裝無(wú)源信號(hào)隔離器，屏蔽掉交流干擾信號(hào)，顯示恢復(fù)正常。

（5）某機(jī)組（300MW）有功功率波動(dòng)造成AGC跳閘。機(jī)組有功功率無(wú)規(guī)律地展現(xiàn)十幾次的有功功率波動(dòng)處境，波動(dòng)范圍分別為270～306MW、268～307MW、220～250MW等，最大值由268～307MW（每次波動(dòng)時(shí)間均不超過(guò)1秒鐘），其有功變送器輸出去DEH三只變送器均有突躍值，波動(dòng)30MW左右，PMU同步測(cè)量裝置也無(wú)意記錄波動(dòng)處境。發(fā)電機(jī)機(jī)端電流、電壓，勵(lì)磁電流、電壓均有不周程度的波動(dòng)。在擯棄有功功率變送器故障、二次回路故障、4-20mA輸出量畸變、輸出量屏蔽故障及一次設(shè)備故障之后，分析：一為有功功率變送器和調(diào)頻變送器測(cè)量上限（對(duì)應(yīng)一次參數(shù)）偏大使用，AGC、DEH自動(dòng)裝置用三選一變送器誤差方向不一致，擴(kuò)大了波動(dòng)范圍，將自動(dòng)系統(tǒng)用三選一的發(fā)電機(jī)有功功率和頻率變送器誤差方向調(diào)整到一致或分外接近，重復(fù)舉行變送器輸出紋波含量和響應(yīng)時(shí)間的測(cè)試，得出結(jié)論均在該等級(jí)允許范圍內(nèi)。二為電纜槽盒內(nèi)敷設(shè)的動(dòng)力電纜和信號(hào)電纜的敷設(shè)受空間影響無(wú)法做到完全分層隔離；更換成帶屏蔽外殼的電測(cè)量變送器，將變送器輸出至電子間模擬量板卡前加裝無(wú)源交流信號(hào)隔離器，使信號(hào)電纜在電纜槽里不受交流電纜的干擾；三對(duì)機(jī)組實(shí)際有功功率輸入采樣信號(hào)和指令信號(hào)的偏差在工程師站的組態(tài)中增加采樣速率變化限幅，限制在180MW/min（30mw/s）的幅值變化，同時(shí)增加采樣時(shí)間寬度以避開信號(hào)的突變值。經(jīng)過(guò)以上處理后機(jī)組沒(méi)有再展現(xiàn)有功功率波動(dòng)處境，有功功率輸出至自動(dòng)裝置值正常。

2做電測(cè)量變送器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)測(cè)驗(yàn)

在300mw機(jī)組400V開關(guān)室內(nèi)對(duì)頂軸油泵電機(jī)電流變送器舉行校準(zhǔn)，在前面運(yùn)行過(guò)程中展現(xiàn)CRT顯示值跳變波動(dòng)，隨后變成壞點(diǎn)顯示現(xiàn)象舉行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。經(jīng)脫開CT二次回路和變送器輸出至AI卡信號(hào)電纜后檢查察覺(jué)，電量變送器輸出正常，測(cè)輸出至AI板卡信號(hào)電纜有75V左右的交流電壓。經(jīng)熱工人員檢查為AI板卡被燒壞，因信號(hào)電纜受外界干擾產(chǎn)生交流電壓，使用板卡輸出錯(cuò)誤。斷開電纜對(duì)地測(cè)量，電壓消散，再重新接入又有75V電壓，為消釋輸出量在傳輸中受一次設(shè)備的交流量干擾，舉行以下試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)，將故障消釋在萌芽中。

2.1現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法

（1）在變送器端子接線處接入0.05級(jí)便攜式電測(cè)量變送器校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)裝置，（使用的0.05級(jí)便攜式電測(cè)量變送器校驗(yàn)裝置務(wù)必是在合格的有效期使用范圍）；

（2）在變送器輸出至ECS操縱系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板卡處串接一塊5位半的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電壓表；

（3）根據(jù)一次電壓、電流變比和變送器輸出值，對(duì)應(yīng)計(jì)算出CRT應(yīng)顯示的數(shù)值與CRT實(shí)際顯示值對(duì)比，判斷A/D轉(zhuǎn)換AI板卡的轉(zhuǎn)換切實(shí)性。這也實(shí)現(xiàn)了對(duì)AI板卡數(shù)字轉(zhuǎn)換的又一次校準(zhǔn)。

2.2現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)接線原理圖

如圖2所示。

2.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

電流變送器參數(shù)型號(hào)：****

等級(jí)指數(shù)：0.5級(jí)輸入：AC5A50Hz

輸出：DC4-20mA/0-5A輔佐電源：AC220V

一次倍率：150A/5A

如表1所示。

2.4電流變送器響應(yīng)時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

按照上述電流變送器的接線原理，持續(xù)做電流變送器的響應(yīng)時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)裝置自動(dòng)輸出變送器滿量程一階躍值，測(cè)得上響時(shí)間178.2ms，下響時(shí)間185.7ms，這時(shí)查看CRT同步顯示的歷史數(shù)據(jù)，交流電流顯示有明顯的突變值，顯示150.7A，189ms。通過(guò)響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)，說(shuō)明變送器在接收輸出突變值時(shí)能在規(guī)程規(guī)定的時(shí)間內(nèi)做出相應(yīng)的輸出回響。

由于是對(duì)變送器現(xiàn)場(chǎng)工作處境的了解和新設(shè)備的調(diào)試，所以只作示值的測(cè)試。

從各試驗(yàn)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可得：變送器現(xiàn)場(chǎng)誤差測(cè)試，在允許參比條件范圍的環(huán)境中，其誤差根本上不受影響，但可以排查測(cè)量設(shè)備的多方面影響量的故障。

3結(jié)論

電流變送器的試驗(yàn)方法也可運(yùn)用到其他電測(cè)變送器及壓力、溫度變送器等其他模擬量信號(hào)中，將數(shù)據(jù)源的測(cè)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與操縱系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)舉行比對(duì)找出偏差并舉行校準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)