國(guó)電長(zhǎng)源荊門(mén)熱電廠2x60OMW機(jī)組為四川東方電氣集團(tuán)制造的超臨界機(jī)組、于2004年動(dòng)工，2007年投產(chǎn)，機(jī)組熱工控制系統(tǒng)為ABB公司Sym-phony分散控制系統(tǒng)，控制軟件組態(tài)為第三方完成的。由于各種原因，在進(jìn)行DCS控制策略邏輯組態(tài)時(shí)，下不少欠缺之處，在機(jī)組投運(yùn)過(guò)程中發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)、機(jī)組跳閘現(xiàn)象。到目前為止，所暴露出的邏輯組態(tài)問(wèn)題有如下幾個(gè)方面。
　　
　　一、功能塊執(zhí)行時(shí)序問(wèn)題
　　
　　DCS軟件組態(tài)中，在將相關(guān)邏輯功能塊按一定的控制策略連接起來(lái)的同時(shí)，需對(duì)所調(diào)用的每一個(gè)功能塊賦予不同的塊號(hào)，也就是每個(gè)功能塊在掃描運(yùn)算時(shí)的順序號(hào)，控制器在執(zhí)行周期內(nèi)，一般是按序號(hào)從小到大的次序掃描的，所以信號(hào)來(lái)源端應(yīng)*行掃描，然后掃描信號(hào)運(yùn)算處理及輸出端，這樣才能將相關(guān)信息及時(shí)傳遞到下一邏輯流程中去。機(jī)組鍋爐臨界火焰保護(hù)，就曾因掃描時(shí)序設(shè)置問(wèn)題而出現(xiàn)誤動(dòng)。如圖1所示，在臨界火焰邏輯中，是將每臺(tái)磨煤機(jī)的火焰獨(dú)自計(jì)算，當(dāng)所有磨煤機(jī)火焰數(shù)相加后，如爐膛當(dāng)前火焰總數(shù)與前9s內(nèi)火焰總數(shù)之比小于75%，即產(chǎn)生臨界火焰。在磨煤機(jī)停運(yùn)時(shí)，該磨火焰不參與邏輯計(jì)算，邏輯中對(duì)該磨前9s內(nèi)火焰數(shù)進(jìn)行了饑板置0邏銀處理?？梢钥闯?，圖中功能塊序號(hào)順序設(shè)置存在問(wèn)題，按圖中序號(hào)的順序，在磨煤機(jī)停運(yùn)后，不是先對(duì)磨煤機(jī)停運(yùn)信號(hào)進(jìn)行處理，而是首先計(jì)算出該磨前9s內(nèi)火焰數(shù)，因該磨停運(yùn)前9s內(nèi)6個(gè)火咀均投入，故其前9s內(nèi)火焰數(shù)為6；再計(jì)算該磨當(dāng)前的火焰數(shù)，因磨停運(yùn)該火焰數(shù)為0；然后掃描運(yùn)算3118塊，將磨煤機(jī)停運(yùn)信號(hào)送至切換功能塊T，等待下一周期執(zhí)行時(shí)，切換塊才將其輸出端即該磨前9s內(nèi)火焰數(shù)置0。在本執(zhí)行周期內(nèi)，因切換塊T的掃描運(yùn)算結(jié)果滯后一執(zhí)行周期，該磨當(dāng)前火焰數(shù)及前9s內(nèi)火焰數(shù)已處理完送出，這樣就會(huì)導(dǎo)致火焰比小于75%，形成臨界火焰致使保護(hù)動(dòng)作。
　　
　　在負(fù)荷指令回路，也出現(xiàn)過(guò)在異常工況下因功能塊時(shí)序問(wèn)題引起協(xié)調(diào)波動(dòng)。負(fù)荷指令邏輯中設(shè)計(jì)有在“協(xié)調(diào)方式”下迫降RUNDOWN目標(biāo)值方有效，且目標(biāo)值需經(jīng)過(guò)變化速率限制后才輸出。因負(fù)荷指令形成回路在“迫降RUNDOWN目標(biāo)值”及“變化速率限制”這兩個(gè)不同邏輯點(diǎn)，都調(diào)用了“協(xié)調(diào)方式”信號(hào)，而調(diào)用該信號(hào)的2個(gè)功能塊因其掃描時(shí)序不同，在同一掃描周期內(nèi)反映在這兩個(gè)功能塊上的調(diào)用信息出現(xiàn)差異。即在負(fù)荷迫降目標(biāo)值邏輯中表現(xiàn)為“協(xié)調(diào)方式”，在負(fù)荷目標(biāo)值速率限制邏輯中表現(xiàn)為非“協(xié)調(diào)方式”，導(dǎo)致在出現(xiàn)負(fù)荷迫降時(shí)的RUNDOWN目標(biāo)值（此值當(dāng)時(shí)設(shè)置不當(dāng)）未經(jīng)速率限制而直接加到機(jī)爐主控，造成汽機(jī)調(diào)門(mén)快速下關(guān)，汽壓超限跳閘。
　　
　　通過(guò)對(duì)相關(guān)邏輯組態(tài)的檢查，不僅在信號(hào)的接受端、邏輯處理中間點(diǎn)存在時(shí)序問(wèn)題，在邏輯處理后的信號(hào)送出端同樣也存在信號(hào)送出的次序。當(dāng)一個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的邏輯處理后送出，其送出的次序顛倒，必然會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的邏輯回路作出錯(cuò)誤的結(jié)果，發(fā)出錯(cuò)誤指令。
　　
　　二、信號(hào)質(zhì)量診斷問(wèn)題
　　
　　接入DCS系統(tǒng)的模擬量主要有熱電偶、熱電阻及4-20mA的信號(hào)，這幾種信號(hào)在一次元件或線路故障情況下，所反映出的測(cè)量值是不同的，運(yùn)用這些信號(hào)作為保護(hù)一次信號(hào)使用時(shí)，需對(duì)其測(cè)量值超出量程范圍或跳變速率等進(jìn)行品質(zhì)判斷。2臺(tái)600MW機(jī)組在投運(yùn)初期，就因沒(méi)有對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量診斷出現(xiàn)過(guò)保護(hù)誤動(dòng)跳機(jī)。
　　
　　汽機(jī)推力瓦溫度是采用熱電阻測(cè)量元件來(lái)測(cè)量的，在運(yùn)行中現(xiàn)場(chǎng)接線出現(xiàn)松動(dòng)，以致測(cè)量線路開(kāi)路，溫度檢測(cè)值驟然上升至zui大，因無(wú)信號(hào)跳變速率限制，推力瓦溫高信號(hào)即被送出，汽機(jī)保護(hù)動(dòng)作。在汽機(jī)主汽溫度低保護(hù)邏輯中，同樣因?yàn)闆](méi)有信號(hào)跳變速率限制，當(dāng)主汽溫度測(cè)量熱電偶測(cè)點(diǎn)引線因主汽閥門(mén)漏汽被烤壞短路時(shí)，造成溫度檢測(cè)值突然下降，引起汽機(jī)任一側(cè)主汽溫度低，保護(hù)動(dòng)作。
　　
　　同樣，對(duì)于變送器或其它轉(zhuǎn)換器來(lái)的4-20mA的信號(hào)，如液位、流量、壓力、位移等，如受條件限制僅引用一個(gè)信號(hào)作為測(cè)量參數(shù)低保護(hù)信號(hào)使用時(shí)在保護(hù)信號(hào)邏輯回路，同樣需對(duì)其測(cè)量值超出量程范圍或跳變速率等進(jìn)行品質(zhì)判斷。
　　
　　三、保護(hù)信號(hào)容錯(cuò)問(wèn)題
　　
　　在機(jī)組保護(hù)中，一些重要的保護(hù)一次信號(hào)如：爐膛壓力高、低、真空低、EH油壓低、汽機(jī)潤(rùn)滑油壓低、定冷水流量低、給水流量低等都按常規(guī)采取了三選二容錯(cuò)處理，但是也有一些保護(hù)信號(hào)是一取一的方式，其保護(hù)的可靠性難以保障。
　　
　　鍋爐風(fēng)機(jī)喘振大保護(hù)信號(hào)是來(lái)自一個(gè)差壓開(kāi)關(guān)，因信號(hào)測(cè)量取樣管路及開(kāi)關(guān)安裝等問(wèn)題，出現(xiàn)誤發(fā)信號(hào)引起過(guò)風(fēng)機(jī)跳閘，加熱器水位保護(hù)也曾因水位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)和線路故障而誤動(dòng)。在輔機(jī)的潤(rùn)滑油壓低、給水泵進(jìn)口水壓低及其密封水溫高、油箱油位低等信號(hào)均是采用一取一的保護(hù)邏輯聯(lián)跳相應(yīng)輔機(jī)設(shè)備。除氧器水位低保護(hù)及凝結(jié)器水位低保護(hù)作為主要保護(hù)，其保護(hù)動(dòng)作的zui終結(jié)果也是導(dǎo)致機(jī)組跳閘而其保護(hù)測(cè)量信號(hào)也只采用現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)水位開(kāi)關(guān)接點(diǎn)。邏輯組態(tài)設(shè)計(jì)中，當(dāng)除氧器水位過(guò)低時(shí)，保護(hù)動(dòng)作聯(lián)跳所有運(yùn)行給水泵，其結(jié)果是鍋爐斷水停爐洞樣，當(dāng)凝結(jié)器水位過(guò)低時(shí)，聯(lián)跳運(yùn)行凝結(jié)水泵，造成除氧器水位低，導(dǎo)致鍋爐斷水停爐。除氧器及凝結(jié)器的水位低保護(hù)采用一個(gè)水位開(kāi)關(guān)信號(hào)，其可靠性*取決于這個(gè)水位開(kāi)關(guān)及其信號(hào)回路，邏輯設(shè)計(jì)不太適合。
　　
　　針對(duì)單點(diǎn)信號(hào)保護(hù)邏輯，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做了一些改進(jìn)，信號(hào)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)條件許可的改為三取二選擇邏輯，如喘振大測(cè)量的差壓開(kāi)關(guān)信號(hào)，容許個(gè)別信號(hào)出錯(cuò)時(shí)保護(hù)不致誤動(dòng)。在現(xiàn)場(chǎng)條件不滿足時(shí)對(duì)重要的保護(hù)信號(hào)可以采用開(kāi)關(guān)量加模擬量二取二方式，如除氧器水位低及油箱油位低保護(hù)信號(hào)等另外通過(guò)在工藝流程中信號(hào)的因果關(guān)系，加入證實(shí)信號(hào)，如汽機(jī)軸振保護(hù)是采用其它任一軸振報(bào)警信號(hào)對(duì)軸振大進(jìn)行證實(shí)，以免干擾信號(hào)引起保護(hù)誤動(dòng)當(dāng)然保護(hù)信號(hào)邏輯的選用，應(yīng)考慮工藝系統(tǒng)性質(zhì)，分析具體保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)的危害性孰重孰輕，從而確定在進(jìn)行保護(hù)信號(hào)邏輯組態(tài)時(shí)，是采用二取二還是一取一的方式，高加水位保護(hù)直接采用水位高信號(hào)一取一的方式，以免因證實(shí)信號(hào)的加入產(chǎn)生拒動(dòng)導(dǎo)致汽機(jī)進(jìn)水。
　　
　　四、結(jié)束語(yǔ)
　　
　　上述暴露出的問(wèn)題，目前已利用停機(jī)機(jī)會(huì)進(jìn)行了修改*，但難免以后在工況復(fù)雜時(shí)誘發(fā)出其它新的問(wèn)題。作為新建機(jī)組，DCS邏輯組態(tài)往往不夠*，僅依靠常規(guī)的功能試驗(yàn)和對(duì)控制邏輯的檢查，難以發(fā)現(xiàn)在控制參數(shù)或狀態(tài)異常情況下所隱含的問(wèn)題。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，更主要的是應(yīng)該做好預(yù)防措施，舉一反三地查證相關(guān)邏輯回路，避免同類(lèi)問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)，使DCS系統(tǒng)控制策略趨于*。