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案例頻道摘要：通過對納雍電廠＃1、＃2機(jī)組輔機(jī)溫度高保護(hù)邏輯的優(yōu)化，實現(xiàn)了熱電阻斷線保護(hù)和溫度變化速率限制，避免了因測溫元件故障引起的溫度保護(hù)誤動，確保了機(jī)組的穩(wěn)定運行，并著重介紹了該邏輯在I/A Series系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：DCS I/A Series 輔機(jī)溫度保護(hù) 熱電阻斷線 速率限制
1.概述
納雍發(fā)電總廠為新建電廠，規(guī)劃設(shè)計8×300MW燃煤機(jī)組，其中＃1、＃2機(jī)組由哈爾濱三大動力廠生產(chǎn)，DCS采用上海Foxboro公司的I/A Series智能自動化系統(tǒng)，DEH為上海新華工程控制公司的DEH－ⅢA系統(tǒng)。＃1機(jī)組于2003年4月投產(chǎn)，＃2機(jī)組相繼于同年9月投產(chǎn)。
熱工保護(hù)作為熱工自動化的重要部分，一直受到我廠的重視，尤其是一些重要輔機(jī)，如送引風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵等，都設(shè)置了軸承和電機(jī)的溫度高保護(hù)。但在實際生產(chǎn)過程中，由于測溫元件發(fā)生斷線或端子接線接觸不良、松動，造成被測溫度突升，輔機(jī)溫度保護(hù)動作誤跳閘，嚴(yán)重影響了機(jī)組的穩(wěn)定運行。
2.存在的問題
熱電阻是利用金屬導(dǎo)體電阻隨溫度而變化的原理制成的，當(dāng)熱電阻斷線以及接線端接觸不良時，其接觸電阻會增大，對于保護(hù)來說其溫度會發(fā)生突然的升高，導(dǎo)致保護(hù)動作；同時熱控人員在工作時，也會發(fā)生錯拆測溫元件的造成斷線可能，這也導(dǎo)致了溫度保護(hù)的動作。
經(jīng)過分析，以下幾方面的原因可能造成保護(hù)誤動：
● 輔機(jī)長時間運行，長期的振動造成接線端子松動；
● 設(shè)備因素造成熱電阻損壞、斷線；
● 熱工人員檢修時誤拆元件，導(dǎo)致熱電阻斷線；
● 熱電阻本身質(zhì)量缺陷，內(nèi)部斷線和故障。
在此先介紹幾個I/A系統(tǒng)的術(shù)語：
我廠輔機(jī)原來采用的輔機(jī)溫度保護(hù)邏輯如下圖：
熱電阻溫度信號通過電纜連接到I/A系統(tǒng)的FBM03卡件端子上，由卡件對信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在組態(tài)中用AIN塊對輸入數(shù)字信號進(jìn)行處理，包括：量程定義、高高值設(shè)定、信號壞判斷等，并輸出顯示，再利用CALC塊進(jìn)行邏輯運算，對壞值(BAD)的非和高高值(HHAIND)相與，即測溫元件正常且溫度高高，輸出跳閘BO到COUT塊，再通過FBM26卡件帶的繼電器去跳閘輔機(jī)。
這里加入了壞質(zhì)量判斷，但實際效果不明顯。經(jīng)過實踐證明，溫度元件在斷線時存在延時,并不是立即就壞，另外端子接觸不良時，其阻值忽大忽小，這就存在保護(hù)誤動地可能。看來,單純的靠壞值判斷并不能解決問題，還要進(jìn)行溫度值變化速率判斷，這樣才能避免保護(hù)的誤動。
3.解決方法
現(xiàn)在問題的焦點就變?yōu)榱嗽鯓舆M(jìn)行速率判斷，開始我們想通過比較同一溫度在前后相位間的差值來獲得速率，后來通過查找I/A系統(tǒng)的資料，我們找到REALM模塊，它能實現(xiàn)對變化速率的判斷，在速率超過設(shè)定值時，送出布爾量的指示信號。這樣就為邏輯判斷和閉鎖保護(hù)輸出提供了條件。
考慮到邏輯的易讀和易用性，我們在設(shè)計邏輯前制定了以下規(guī)則：
1)模塊設(shè)置及命名：
2)關(guān)于保護(hù)的投切：
在需要切除保護(hù)時，將CALC塊的BI06置0，限制其BO01輸出；需要投入時，在檢查沒有保護(hù)異常的情況下，將CALC塊的BI06置1。
3)報警畫面：
溫度元件異常后，由CALC塊的BO02輸出一個報警，經(jīng)由報警邏輯后，在報警成組畫面送出聲光報警，提示運行人員聯(lián)系熱控進(jìn)行處理。
4)速率限值值：
速率報警的定值為3℃/s
下面我們以我廠＃1機(jī)組A凝結(jié)水泵為例，著重介紹具體的組態(tài)方法：
1)修改后的保護(hù)邏輯如下：
增加了對溫度的速率限制和溫度元件異常后的報警。
2)A凝結(jié)水泵溫度測量點及保護(hù)定值：
3)模塊的連接如下圖：
模塊23TE08A、23TE09A、23TE16A對溫度信號進(jìn)行BAD壞值判斷；而模塊23TE08ARALM、23TE09ARALM、23TE16ARALM又從前三個AIN塊處引入輸出，再進(jìn)行高高值和速率超限判斷；在NBATP模塊中，對BAD、ROCIND、HHAIND進(jìn)行邏輯運算，實現(xiàn)保護(hù)輸出及異常報警，并能對保護(hù)進(jìn)行投切（BI06）和報警進(jìn)行確認(rèn)（BI16）；跳閘輸出到COUT塊，驅(qū)動繼電器動作去跳閘輔機(jī)。
I/A系統(tǒng)的組態(tài)為填表式，連接點以Compound:Block.Parameter的格式來填寫，這里我們的Compound名為NBTP，各模塊的具體設(shè)置如下表：
4)保護(hù)判斷模塊的邏輯：
下圖就是NBATP模塊的SAMA圖，可以結(jié)合上面CALC塊的邏輯步序來看：
上圖中測溫元件異常（M01、M02、M03）是由元件壞和速率超限相或，然后經(jīng)由RS觸發(fā)器保持得到的，取非后與上溫度高高（延時2秒），送出跳閘，任意溫度高即跳閘輔機(jī)。圖中BI06為保護(hù)的投切開關(guān)。測溫元件異常（M01、M02、M03）相或后送出報警，提示運行人員注意。
4.應(yīng)用和結(jié)論
經(jīng)過試驗證明該方法有效可行，且不用增加任何設(shè)備，即可達(dá)到預(yù)定的功能。我們已將其用于送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、電動給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵等重要輔機(jī)的溫度保護(hù)上，已經(jīng)成功的避免了兩次由于熱電阻異常造成的誤動。該邏輯也可用于熱電偶測溫的保護(hù)中，REALM模塊的速率限制功能大大提高了邏輯組態(tài)的方便性。希望廣大使用I/A系統(tǒng)的單位能從中得到啟迪，用活、用好控制系統(tǒng)。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號