安徽省电力试验研究所章正林
洛河发电厂胡根生谢明
【摘要】本文介绍了洛河发电厂#1机组改造顺序控制系统设计所采用的控制策略，以及系统组态、调试和投用情况，并就顺序控制系统的设计提出了一些看法。
【关键词】顺序控制系统子组级设备级scs
洛河发电厂#1机组原为上海锅炉厂七十年代设计的双炉膛直流炉，汽轮机也是该年代产品。由于该机组控制水平、安全性、可靠性已经不能适应电网调峰要求，机组热效率也不高，为此省电力公司把该机组作为今年的重点技改项目。热控部分的改造主要是采用集散控制系统。dcs采用新华控制工程有限公司的xdps-400系统。系统包括：mcs、bms、scs、ecs、das、deh、meh七大子系统。
顺序控制系统（scs）将锅炉和汽机的全部辅机和设备以及部分发电机的部分辅助设备纳入dcs控制。scs共有i/o点1797点，其中di：1171点，do：592点，ai：34点。scs的设计和组态由安徽省电力试验研究所完成，调试工作由洛河发电厂承担。
一、控制功能
1、顺序控制系统子组级设计
子组级功能组的设计主要集中锅炉风烟系统。对于锅炉风烟系统，集中了锅炉侧的大部分辅机和设备，辅机的连锁和保护条件众多，设备之间的连锁和保护条件很复杂，而且启动闭锁条件也很多，工艺流程复杂，操作繁杂，很容易引起误操作。具体包括：送风机a/b顺控启动子组、引风机a/b顺控启动子组、空预器a/b顺控启动子组、开通道a/b顺控子组和风烟系统a/b组顺控启动子组共10套子组级功能组，另外在汽机部分设计了电动给水泵顺控启动/停止子组2套。
对于简单的工艺系统，比如开式水、闭式水、凝结水等，如果设计子组级顺控，只有两个或三个步序。针对这种情况，我们设计了设备联动功能，也达到了顺控子组级的功能。例如：凝结水泵启动后联动出口门，出口门自动打开，不需要运行人员再进行操作。
2、顺序控制系统设备级设计
对于单个的辅机和设备，全部可以在crt上进行操作，它集中了保护和联锁功能，同时也是运行人员对设备操作的接口，是整个scs系统的核心，也是scs设计和调试的重点。
（1）对于辅机（送风机、引风机、空预器、电泵等）充分考虑了联锁和保护逻辑。既要根据厂家提供的资料保证辅机的安全运行，又要确保机组的安全稳定生产。以风烟系统为例，在确保单台辅机和设备的安全可靠运行之外，我们考虑了交叉运行方式，如两台空预器或a空预器运行、a引运行、b送运行；两台空预器或b空预器运行、b引运行、a送运行等。同时还设计了部分电气联锁，如空预器、送风机和引风机全部在运行时，一台空预器跳闸，联跳同侧的引风机和送风机；空预器、送风机和引风机全部在运行时，一台引风机跳闸，联跳同侧的送风机等。
（2）对于锅炉辅机油系统和汽机侧油系统，除汽机油系统只设计crt启停和监视功能、联锁功能由电气硬接线回路完成外，其它油系统的各项功能都用scs实现。
（3）汽机和锅炉汽动给水泵的本体和管道的疏水门设计了完善的保护和联锁功能。在机组正常启停和运行时，运行人员无须进行干预，疏水门根据各种工况自动开关。同时各项超弛开关信号均设计为脉冲信号，当出现紧急情况运行人员可以进行crt手动操作，以确保系统的安全。
（4）对参与保护的温度等模拟量保护信号全部设计品质检测和断线保护功能，可避免保护信号或回路不正常而引起保护误动作。
3、scs与其它系统的接口
scs受控设备众多，其接口信号的设计直接关系到scs的顺利投运，也会影响到其它系统的安全运行。
（1）对于dcs内部其它系统使用的scs信号，鉴于dcs的可靠性，全部通过上网通讯，不再按传统的硬接线方案。这样可以节约很多i/o通道等系统资源。
（2）ccs所控调门前隔离电动门由scs控制，scs除设计crt手动开关外，还接受ccs的联动信号。将这些联动信号设计为超弛功能，以保证隔离电动门按照ccs要求正确动作。
（3）scs的阀门和电磁阀do输出全部采用继电器隔离（继电器直接安装在do输出接线板上），确保dcs系统与外界隔离；对于辅机do输出，考虑到继电器的容量，增设大容量继电器柜进行隔离。
二、scs的组态与调试
如前所述，xdps-400采用当今zui为流行的美国微软的windowsnt操作系统，采用了专门的图形组态工具，人机界面友好，组态、调试和维护都极为方便。
该机组scs系统设计了两种控制：一种为设备级控制，由设备联锁、保护和运行人员手动操作许可条件组成。这一部分的组态是通过各种功能块的组合来完成的。对于各种不同的设备（如失气开、失气关、带电开、带电关和单线圈、双线圈等）的不同要求可通过选择device算法的工作模式达到控制要求，修改非常方便。
scs另一种控制为子组级顺控。xdps-400专门提供一种步进逻辑运算模块：step，它提供了组级顺控和子组级顺控逻辑的实现方法。每个step模块，zui多可实现8步输出，接收8路完成信号，可设置每个步序的设定时间和限定时间，可进行启动、停止和复位，还能输出步序（step）、步序运行时间（trun）、步序剩余时间（trst）、步序进行（run）、步序完成（end）和步序故障（fail）。如果一个子组级顺控超过8步，可将多个step模块串接起来实现。因为子组级顺控的实现常被现场设备可控性好坏所制约，所以洛河电厂#1机组改造工程根据运行要求和设备情况scs设计了十几个子组级顺控。
xdps-400图形生成软件（maker），操作系统同样采用windowsnt或windows95以上的环境。
三、几点看法
通过对scs系统的设计和多台机组顺控系统的调试，对顺序控制系统有几点看法：
1、相对简单的工艺系统的启动/停止，若设计子组级，只需要两个或三个步序，没有减少多少操作步骤，已没有设计子组级顺控的必要。只要设计必要的设备联动逻辑，也能够达到顺控子组级的功能，也取到了保证工艺系统的安全运行和减少运行人员劳动强度的作用。
2、对子组级顺控的设计，要充分了解工艺系统的流程和受控设备的可控性，还要十分清楚机组的运行规程和运行人员的操作习惯，这样设计的子组级顺控才能被电厂运行人员和热控维护人员接受，具有很好的实用性，同时也能提高子组级顺控的投运率。
3、dcs的报警窗口显示的滚动报警信息，运行操作人员稍不留神，报警信息就会一逝而过。因此scs画面要显示各项保护和联锁的报警信息，操作画面要给运行操作人员提供详细的操作指导和帮助，尽可能地防止误操作的发生。
4、对于单/双电磁阀的控制设计，必须充分考虑到电磁阀失电要朝着安全方向动作，达到保护机组安全的目的。
四、投运情况
经过设计和调试人员的努力，该工程设计的12套子组级顺控在调试和168小时试生产过程中都能顺利投用。scs的各项保护和联锁功能一直投用正常，未出现误动和拒动现象。总的来说，该系统的设计、施工和调试都是成功的，达到了机组改造的要求。
该机组制粉系统采用中间仓储式乏气送粉，制粉系统的启停十分复杂，换风操作难度很大，很容易发生误操作现象。针对这种情况，目前正在进行制粉系统自动换风的研究和试验。一旦自动换风试验顺利完成，可考虑增加制粉系统启停子组级顺控的设计和试验。
从xdps-400在洛河电厂#1机组现在的应用来看，其硬件成熟、可靠，其软件对于使用者和调试者类似于傻瓜机，只要有windows操作系统的部分基础，易学、易用，修改下装都很方便。同样对于热工的维护和改造也十分方便。