基于騰控T9系列PLC的電廠ETS系統

　　摘 要 汽輪機緊急跳閘系統(ETS)是汽輪機保護最重要的一環，它是汽輪機電跳閘的出口，其運行安全與否直接影響到汽輪機的安全運行。采用基于騰控公司的T9系列PLC中的一款產品，同時通過工業以太網與DEH、DCS系統進行數據交換，動態響應快。

　　關鍵詞 PLC;汽輪機危急跳閘系統(ETS)

　　引言

　　汽輪機由鍋爐產生的高溫高壓蒸汽帶動高速運轉，是火力發電廠的關鍵動力設備，汽輪機的緊急跳閘系統(ETS)是發電廠對系統可靠性要求最高的子系統。傳統上，200MW以下機組的汽機本體保護都是用繼電器搭建的，可靠性差，保護邏輯修改麻煩，不能與主控制系統構成有效的通訊連接。若與電廠主DCS合并在一起控制，則因DCS處理周期較長等原因無法滿足快速保護要求，一般都不采用。基于PLC的汽機緊急跳閘系統因其可靠性高、處理速度快、邏輯修改方便等特點得到了廣泛的應用。

　　汽輪機緊急跳閘系統(ETS系統)完成汽輪機緊急跳閘控制過程中全部電動閥門的開關控制功能，包括完成開關量的數據采集、處理、計算及開關量的實時輸出，并將相關數據傳送到中央控制室操作站等。ETS系統是與汽輪機監測儀表系統(TSI系統)相配合監視汽輪機的一些重要信號，并保證汽輪機安全的系統，當進入ETS系統的參數，如潤滑油壓力、凝汽器真空、汽機轉速、轉子振動、軸向位移等超過極限值時，輸出跳閘信號到跳閘電磁閥，跳閘電磁閥卸掉保安系統的保安油，使汽輪機的主汽閥和調節閥迅速關閉，完成汽輪機跳閘的功能，使汽輪機緊急停機，處于安全狀態，以避免發生嚴重的后果。

　　系統設計

　　ETS系統一般由以PLC為核心的控制機柜、執行機構、聲光報警和一次、二次外圍元件組成。ETS控制柜里配置有PLC、報警繼電器、跳閘繼電器、保護投切盤等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對應的指示燈，可以檢查某一通道的動作情況，且系統具有在線試驗功能。

　　由于系統可靠性要求特別高，即保證在任何可能發生的緊急情況下，都能準確無誤地使汽輪機組停機，ETS系統采用騰控公司的T9系列PLC，并設置為雙PLC運行方式，即雙CPU、雙I/O結構，每套PLC均包括電源模塊、CPU模塊、DI模塊和DO模塊等，每個跳閘輸入信號通過PLC A和PLC B的DI模塊同時送至2套PLC，由CPU模塊完成所有輸入信號的邏輯處理和輸出信號的邏輯控制，從硬件和軟件上實現了雙機熱備用。

　　PLC硬件配置

　　以300MW機組的ETS為列，輸入輸出信號清單如下：

　　表 3-1 輸入輸出信號清單表

　　應用特點

　　基于PLC的ETS系統具有如下特點：

　　

　　準確性及可靠性

　　準確性、可靠性是汽輪機ETS系統的關鍵，本系統采用了雙PLC運行方式，系統配置高性能的工業級處理器，具有納秒級的處理速度以及大容量的內存，可使汽機保護邏輯程序準確、快速地執行，這在硬件上也大大保證了系統的高可靠性。確保整套裝置在任何情況下，都能正確可靠地實現汽輪機跳閘功能。以往裝置中重點關注的汽機“拒跳”或“誤跳”的情況，可在程序設計過程中得到充分合理的處理，這在技術上保證了系統的高可靠性。

　　系統功能強

　　由于PLC體積小，集成化程度高，運算速度快，邏輯控制容量大，所以整套程序中除了狀態報警、遮斷停機等常規功能外，還可進行在線試驗功能。該功能的作用在于機組正常運行時， 檢查壓力開關、電磁閥等外圍元器件的狀態，提高整套裝置的自身安全系數。

　　增加汽機跳閘首出原因記憶功能，幫助運行人員在第一時間知道停機的第一起因，避免了以往或者顯示面板上有多項報警指示，分析不出第一起因，或者隨著現場情況的瞬息變換，指示燈的熄滅，也找不到第一起因。同時，該功能的存在也為事故追憶系統(SOE)的記錄提供了驗證手段。該功能可通過程序編寫完成，不需要增加任何硬件設備，而且完全應用編程技巧。在沒有發生停機條件時，該功能不需要執行，不占用系統監測的時間，使系統的監測、停機功能得到最大程度的實現。