dss-1型電站分散測(cè)試仿真器的研制

dss-1型電站分散測(cè)試仿真器的研制

dc控制系統(tǒng)在機(jī)組測(cè)試中的問(wèn)題近年來(lái)，分散控制裝置（cs）在火電工程中得到廣泛應(yīng)用，尤其是大型機(jī)組。但是,在DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、檢測(cè)、維護(hù)等過(guò)程中,對(duì)DCS系統(tǒng)的測(cè)試,尤其是適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的測(cè)試裝置還是空白。為此,我們結(jié)合本院研制的GKS-8801C分散控制系統(tǒng),研制成功了性能價(jià)格比較高的DSTS-1型電站DCS實(shí)時(shí)測(cè)試仿真器,它以微型計(jì)算機(jī)為主機(jī),實(shí)現(xiàn)了DCS測(cè)試裝置的小型化,為電廠DCS測(cè)試和維護(hù)向?qū)嵱没l(fā)展邁出了重要的一步。1在線能源cs實(shí)時(shí)測(cè)試模擬器1.1前置機(jī)c/o端DSTS-1型電站DCS實(shí)時(shí)測(cè)試仿真器以PC-486為主機(jī),以基于STD總線的STD5000系列產(chǎn)品(北京康拓公司產(chǎn)品)為前置機(jī),前置機(jī)中有1塊8088CPU板,3塊D/A轉(zhuǎn)換板(每塊16路),4塊A/D轉(zhuǎn)換板(每塊16路),1塊異步通訊板(帶有2個(gè)串行口主機(jī)上的個(gè)串行口分別與前置機(jī)上的2個(gè)串行口相連,一個(gè)串行口用于主機(jī)向前置機(jī)RAM中寫應(yīng)用程序,另一個(gè)串行口用于主機(jī)與前置機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)。前置機(jī)的I/O端口與被測(cè)的真實(shí)DCS系統(tǒng)的I/O端子板相連。系統(tǒng)硬件配置如圖1所示。1.2軟件的軟件設(shè)計(jì)DSTS-1型仿真器主機(jī)上的程序有電站仿真程序、主控程序以及兩者之間的接口程序。電站仿真程序是利用美國(guó)EPRI和B&W公司聯(lián)合研制的模塊化建模軟件包MMS開發(fā)的,生成的是FORTRAN語(yǔ)言的源程序。主控程序運(yùn)行在Windows環(huán)境下,它是調(diào)試人員進(jìn)行測(cè)試操作的接口界面,通過(guò)主程序上的模擬圖、列表以及曲線窗口,調(diào)試人員可以觀察被調(diào)量的變化,并向仿真程序輸入各種擾動(dòng)。另外,主控程序還負(fù)責(zé)主機(jī)與前置機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)通訊。前景機(jī)上有一個(gè)用匯編語(yǔ)言編的應(yīng)用程序,主要完成主機(jī)和DCS裝置之間的數(shù)據(jù)耦合及I/O處理,并定時(shí)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)及從DCS中采集數(shù)據(jù)。2給水設(shè)備的模擬調(diào)試2.1以接口板和黨員犯GKS-8801C系統(tǒng)由過(guò)程控制(PCU)站、運(yùn)行員站(OS)及工程師站(ES)組成,它們都通過(guò)接口板連到以太網(wǎng)上。為了真實(shí)模擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)手操器對(duì)被控過(guò)程進(jìn)行操作的過(guò)程,在PCU站的模出通道前加上了DFQ-6100模擬操作器(圖1)。2.2控制方案設(shè)計(jì)我們以125MW火電機(jī)組的給水控制系統(tǒng)為例作了比較完整的仿真試驗(yàn)。給水控制系統(tǒng)采用2臺(tái)互為備用的調(diào)速泵作為調(diào)節(jié)手段,并采用串級(jí)三沖量控制方案(汽包水位、給水流量和汽機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)后壓力),利用ES站上的控制系統(tǒng)組態(tài)軟件來(lái)設(shè)計(jì)控制方案的組態(tài)圖。2.3調(diào)試步驟2.3.1模入通道的模擬操作器和模出通道的信號(hào)按圖1所示的連接方案,前置機(jī)D/A板的輸出電纜與PCU站的模入通道相連,前置機(jī)A/D板的輸入電纜與DFQ-6100模擬操作器的輸出信號(hào)端相連,模擬操作器的輸入信號(hào)端則與PCU站的模出通道相連。2.3.2給藥程序的控制首先通過(guò)主機(jī)向前置機(jī)下載用于數(shù)據(jù)采集和I/O處理的應(yīng)用程序,然后在Windows環(huán)境下啟動(dòng)主機(jī)上的主控程序,通過(guò)主控程序上的菜單選項(xiàng),依次啟動(dòng)給水回路仿真程序以及用于主控程序和仿真程序之間DDE通信應(yīng)用程序,使它們?cè)诤笈_(tái)運(yùn)行。同時(shí),在GKS-8801C分散控制系統(tǒng)一側(cè),生成、下載并啟動(dòng)給水控制回路的控制程序。手操器置為手動(dòng)。此時(shí)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)處于待測(cè)狀態(tài)。2.3.3基于主機(jī)主程序的大流量設(shè)計(jì)模型中讓一臺(tái)泵處于使用狀態(tài),另一臺(tái)泵處于跳閘狀態(tài)。因?yàn)榇藭r(shí)手操器置為手動(dòng),設(shè)定手操器的輸出,并以此信號(hào)模擬給水泵的勺管位置(表示給水流量)。通過(guò)主機(jī)主控程序,可以看到模型在此設(shè)定值下的有關(guān)物理量如汽包水位、給水流量等的變化情況。在ES站上,根據(jù)模型輸出的上述物理量的大小,初步調(diào)整主調(diào)節(jié)器(水位調(diào)節(jié)器)和副調(diào)節(jié)器(給水流量調(diào)節(jié)器)的參數(shù),使得控制系統(tǒng)輸出的給水泵勺管位置的信號(hào)等于手操器上的設(shè)定值。通過(guò)手操器上的增、減和加速按鈕對(duì)勺管位置(給水流量)進(jìn)行增減操作,改變模型的運(yùn)行工況,調(diào)整控制參數(shù),為投自動(dòng)作準(zhǔn)備。2.3.4仿真程序測(cè)試選擇了合適的控制參數(shù)后,整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,滿足投自動(dòng)的條件,便可按下手操器上的自動(dòng)按鈕。此時(shí),控制系統(tǒng)根據(jù)前置機(jī)D/A輸出的被調(diào)物理量,輸出給水泵勺管位置的信號(hào),送入主機(jī)模型;仿真程序根據(jù)輸入的給水泵勺管位置進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算出的被調(diào)物理量的數(shù)值經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試器前置機(jī)D/A轉(zhuǎn)換以后,輸出到GKS-8801C的PCU模入端,整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行于閉環(huán)狀態(tài)。在自動(dòng)狀態(tài)下,可以根據(jù)調(diào)節(jié)效果細(xì)調(diào)主副回路的調(diào)節(jié)參數(shù)。2.3.5系統(tǒng)操作外擾在控制參數(shù)基本確定以后,就可以進(jìn)行控制系統(tǒng)抗干擾的能力測(cè)下轉(zhuǎn)第頁(yè)試。通過(guò)仿真測(cè)試器的主控程序的菜單選項(xiàng),向給水系統(tǒng)仿真程序施加了各種外擾,包括汽包水位定值階躍+10%,給水泵入口壓力階躍+20%/-10%,主汽調(diào)門階躍±10%等。測(cè)試結(jié)果表明,GKS-8801C給水回路控制系統(tǒng)組態(tài)合理,控制參數(shù)正確,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng),能夠滿足實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的要求。