DEH操作说明书.docx
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DEH操作说明书
目录
1．系统概述3
1.1DEH控制系统工作原理3
1.2DEH控制系统主要功能3
1.3ETS保护系统工作原理5
2．DEH控制系统配置5
2.1网络结构5
2.2控制柜6
2.3电源分配系统6
2.4控制器和IO模块6
2.5操作员站8
2.6工程师站8
3．系统软件9
3.1软件平台9
3.2应用软件9
4．DEH控制系统主要功能9
4.1自动调节控制功能9
4.2限制控制功能10
4.3试验控制功能11
4.4保护控制功能11
4.5提高自动化水平功能12
5．DEH系统操作说明12
5.1DEH操作画面说明12
5.2挂闸、运行12
5.3升速控制13
5.3.1设置适当的升速率及目标转速13
5.3.2冲转13
5.3.33000r/min定速14
5.4网带初负荷14
5.5升负荷14
5.5.1阀位控制升负荷14
5.5.2功率控制升负荷15
5.6抽汽供热15
5.7电气控机15
5.8高负荷限制16
5.9低汽压限制16
5.10抽汽压控制16
5.11阀门严密性试验16
5.12超速试验17
5.12.1103%超速试验17
5.12.2超速保护试验17
5.13主汽门活动试验18
5.14紧急手动18
5.14.1操作员切手动18
5.14.2故障切手动19
5.15打闸19
6．安装调试19
6.1到货开箱19
6.2系统使用说明20
6.2.1环境要求20
6.3供电要求20
6.3.1现场控制站电源的接入21
6.3.2操作员站电源的输入22
6.3.3MACSV系统电源接线示意图22
6.3.4现场控制站内电源线的连接22
6.4系统接线要求23
6.4.1隔离23
6.4.2屏蔽23
6.4.3双绞线23
6.4.4雷击保护24
6.4.5系统地线24
6.5故障诊断25
6.5.1设备上的状态灯25
1．系统概述
1.1DEH控制系统工作原理
本方案为透平油纯数字式电液控制系统（DEH），采用和利时公司的MACS系列产品，再配上DEH专用的测速模块和伺服模块，构成DEH控制系统。
DEH可与现有的DCS方便地进行数字通讯。
每个油动机配备相应的DDV油路块，与错油门、油动机一起构成电液油动机，其控制原理如图1。
其中DDV电液伺服阀为美国MOOG公司的新产品，该阀具有低泄漏、阀芯驱动力大、动态响应高、低滞环和高分辨率等特点。
DEH控制器生成的油动机阀位指令信号，经伺服板、DDV阀油路块，形成调节油压至错油门，从而产生油动机动作。
油动机行程经LVDT测出，反馈至伺服板输入端，使之与该油动机阀位指令保持相等，从而使油动机行程完全由DEH阀位指令控制，进而实现DEH纯电调控制。
1.2DEH控制系统主要功能
DEH的控制算法采用与DCS系统通用的系统软件和应用软件，包括实时操作系统程序、应用程序及本系统的支持程序。
应用这些软件，可按控制系统图组态出DEH控制所需的实时控制回路、CRT画面生成和打印制表格式的生成。
控制回路包括：
转速控制，功率控制，阀门开度控制，主汽压力控制，汽压及真空保护，防超速保护，快速减负荷等。
●转速控制回路
转速控制回路包括转速目标值给定，转速变化率给定，升速曲线的生成及选择，转速PI调节器，转速测量及三取二逻辑，转速不等率和不调频死区设定，频率同期的自动或手动控制等。
本回路承担汽轮发电机组的转速控制任务。
●功率控制回路
功率控制回路包括目标功率值给定，功率变化率给定，一次调频对功率给定的修正，最大功率限制及限制值给定，功率测量及三取二逻辑，功率PI调节器，机炉协调控制的投入/切除等。
本回路构成了汽轮发电机组的功率闭环控制。
●抽汽压力控制回路
抽汽压力控制回路包括目标抽汽压力值给定，抽汽压力变化率给定，抽汽压力限制及限制值给定，抽汽压力测量及三取二逻辑，抽汽压力PI调节器抽汽的投入/切除等。
●阀门开度控制回路
阀门开度控制回路包括高压调节阀开度值给定，开度变化率给定，阀门开度测量及高选逻辑，阀位PI调节器，该回路构成对高压调节阀开度的控制，维持阀位为定值。
●真空保护控制回路
包括真空测量，保护值设定，低真空减负荷回路。
●防超速保护控制回路（OPC）
接受油开关跳闸辅助接点信号和转速103%n0信号，经逻辑运算发出快关调门控制信号，并通过硬接线使快关电磁阀带电，迅速关闭调节阀。
●超速停机保护控制回路
接受转速110%n0信号，经逻辑运算和测速模块发出停机调门控制信号，并通过硬接线发至快关电磁阀和ETS系统，使机组停机。
●伺服放大及LVDT反馈回路
伺服放大器与电液伺服阀、油动机、位移反馈（LVDT）构成一个电液随动系统。
伺服放大器除将输入信号放大后去控制电液伺服阀外，还对LVDT进行调制、解调，变为油动机的位移反馈信号，完成对油动机位置的闭环控制。
由上述控制回路分别或联合实现汽机的程控启动、自动调节、参数限制、保护、监视等功能。
2．DEH控制系统配置
2.1网络结构
MACAⅤ系统是DCS与FCS相结合的控制系统，采用Profibus－DP现场总线，能够方便地将第三方Profibus－DP设备（如PLC、智能仪表等）集成到系统中。
吸取了MACSⅡ系统和Smartpro系统两者的优势，继承了MACSⅡ系统强大的数据处理、日志和管理功能、完善而丰府的离线组态功能和Smartpro系统控制器软件的高执行效率。
MACAⅤ系统的网络由上到下分为监控网络和控制网络两个层次，监控网络实现工程师站、操作员站的互连，控制网络实现现场控制站与过程I/O模块的通讯。
MACAⅤ系统网络采用可靠性高的双冗余结构，应用时保证在单条网络失效的情况下而不影响系统通信。
MACAⅤ系统的网络特性如下：
传输速率100Mbps；
通讯介质采用五类双绞线。
2.2控制柜
DEH是以微处理器DPU为核心的，具备CRT显示、控制操作、打印记录、系统试验等功能的独立完整的控制系统。
机组的启停运行操作和监控、系统的自诊断信息等集中在操作员站的CRT画面上和键盘上，通过键盘和CRT画面能完成所有控制操作，及获得系统运行的各种信息。
DEH电子控制柜由现场控制站、操作员站、工程师站、通讯网络、打印机、继电器盘、操作回路和硬接线手操盘等组成。
2.3电源分配系统
DEH控制装置接受两路220VAC±10％电源，一路来自交流不停电电源装置（UPS），另一路来自厂用电保安段电源。
控制站中配有多套冗余的24VDC现场电源组件，冗余电源并联使用，均流运行，当其中一个故障时，另一个自动承担全部负荷。
2.4控制器和IO模块
●主控单元FM801
现场控制站的主控单元，为冗余配置，互为热备用。
两个主控单元同时接收到网络数据和同时进行控制运算，但只有一个输出运算结果。
一旦工作中的主控单元故障，备份主控单元自动进入工作状态，且切换过程是无扰的。
●测速模块FM163
是专为DEH开发的高精度，高可靠性测速板，系统配有3块测速板组成三取二冗余结构。
测量范围：
10-4500r/min，精度+0.5r/min，响应时间10ms。
测速板还具有103%no，及110%no的接点输出和三取二的逻辑运算超速保护功能。
●伺服模块FM146A
是专为DEH开发的伺服控制板，它与液压系统的伺服阀，油动机，LVDT组成电压一位移随动系统，系统配有2块伺服板，分别控制2个油动机。
伺服板还具有自动校正零位幅值，紧急手动及油开关跳闸置输出为零的功能。
●I/O模块
DEH系统中所用的开入/开出、模入/模出板为MACS系统的标准I/O模块，所有模块内部均带有CPU处理器，可以将控制有效地分散到各I/O模板，降低主控单元的负担。
I/O模块能够自诊断模板本身的故障和发讯器的故障，并给出报警信号。
I/O模块支持带电插拔和冗余配置。
●继电器操作回路
完成现场电磁阀的驱动；电源失电及硬接线打闸逻辑；硬件甩负荷快关逻辑。
●硬接线手操盘
硬手操盘安装在操作台上，用予制电缆与现场控制站连接，盘面上有调门行程显示，调门紧急手操按钮，打闸按钮（带保护盖）等。
2.5操作员站
操作员站可以完成系统控制总貌、各工艺流程画面、实时参数显示、分组控制调节、过程参数趋势曲线显示、报警观察处理、生产记录报表的在线打印、运行状态、故障显示、控制参数设定及修改等功能。
操作员站由一台高可靠工业控制机及其外围设备组成，并配以MACS-DCS专用实时操作系统软件。
操作人员可通过专用薄膜键盘或轨迹球方便地进行操作。
2.6工程师站
工程师站：
用于对应用系统进行数据库、控制算法、逻辑算法、图形和报表、趋势曲线和历史数据等一切现场控制站和操作员站所要完成的功能进行组态，并将组态数据下装到现场控制站和操作员站。
工程师站由一台高可靠工业微机及其外围设备组成，并配置WINDOWS2000和MACS-DCS专用的组态软件，可为用户提供一个灵活、方便、功能全面的工程平台。
操作员站：
可以完成系统控制总貌、各工艺流程画面、实时参数显示、分组控制调节、过程参数趋势曲线显示、报警观察处理、生产记录报表的在线打印、运行状态、故障显示、控制参数设定及修改等功能。
3．系统软件
3.1软件平台
DEH采用MACS系统的Windows2000作为功能码进行系统组态的软件平台，主控单元采用QNX软件。
●多任务实时控制软件
QNX软件固化在现场控制站的主控单元上，可以完成信号转换与处理，控制运算，通信，自诊断，自动切换等功能。
●I/O板级软件
固化在输入/输出（I/O）功能模板中，一般仅完成信号处理、与主控单元通信等较低层次的处理功能。
采用这些系统软件，可按控制系统图，组态出DEH控制所需要的实用控制回路。
3.2应用软件
和利时公司MACS软件进行编程组态。
4．DEH控制系统主要功能
由上述控制回路分别或联合实现汽机的程控启动、自动调节、参数限制、保护、监视等功能。
4.1自动调节控制功能
●升速
司机设置目标转速后，机组可自动沿当前热状态对应的经验曲线控制调节阀，完成升速暖机过临界直到3000r/min定速控制。
在升速过程中，司机也可通过修改目标转速，升速率、转速保持时间等手段来控制机组的升速过程。
●自动同期
汽机定速后，DEH可接受自动同期装置指令，自动将机组控制到同步转速。
●并网带初负荷
发电机并网后，DEH自动增加给定值，使发电机自动带上初负荷避免出现逆功率。
●升负荷
机组并网后，司机可根据需要采用阀控方式，功控方式，压控方式或CCS方式控制机组，与锅炉控制系统配合完成定─滑─定升负荷过程。
●阀控方式
司机通过设置目标阀位直接控制调门开度，DEH维持阀位不度。
这时，机组负荷与蒸汽压力自动平衡。
●功控方式
司机通过设置目标功率来控制机组负荷，DEH以汽机实发功率作为反馈信号进行功率闭环控制，维持机组负荷不变。
若采用发电机有功功率信号作为功率信号，需要对该信号进行一定逻辑处理。
此外需要提醒注意的是，如果锅炉汽压未投自动调压回路，最好不要采用功控方式运行。
●一次调频
DEH具有一次调频功能，调频特性（不等率、死区）可在线修改。
4.2限制控制功能
●负荷限制
限制值由人工给定，DEH可自动将负荷限制在高低限以内，。
●主汽压力低限制
当主汽压力低于限制值时，DEH自动减小阀位开度以限制负荷，使主汽压力回升。
●低真空限制
当凝汽器真空降低到限制值时，DEH自动减小阀位开度以降低负荷。
●快卸负荷
DEH具有快、中、慢三挡快卸负荷，可对应不同的辅机故障。
当CCS给出快卸负荷信号时，DEH按对应的速率将负荷减到对应值。
●OPC控制
机组甩负荷时，DEH接受油开关跳闸和103％n。
超速信号，快关调节汽门，以减少转换超调量，延迟一段时间或转速<103%no后再自动开启，并维持机组转速为3000r/min。
4.3试验控制功能
●假并网试验
DEH收到假并网试验隔离刀闸断开信号后，可自动配合电气完成假并网试验。
4.4保护控制功能
●紧急手动
机组在并网运行工况下，DEH通讯出现故障时，自动控制将自动或手动转为紧急手动状态，司机可按硬操盘的调门增减按钮，直接通过伺服板控制调门开度。
在升速工况出故障时，自动停机，不能投紧急手动。
●系统状态监视
通过系统网络数据通讯，DEH可共享DCS数据，方便地实现监视启动或运行过程中主要参数的实时变化。
并可利用DCS系统配置的历史库记录历史数据。
在CRT上设置有故障报警光字牌，可方便地查到报警项。
●超速保护
机组解列，转速超速到110%no时，DEH发出信号，遮断系统动作，快速关闭主汽门和调节汽门。
5．DEH系统操作说明
5.1DEH操作画面说明
在MACS系统在线运行画面上，单击“电调主控”按钮，即进入DEH的“主控画面”；
DEH的操作画面包括主控画面、电调试验共2幅。
操作员通过单击菜单，可方便地进行画面切换；
在菜单栏下边，显示机组的一些主要参数和当前状态。
5.2挂闸、运行
机组启动前，DEH主控画面：
“主汽门全关”、“1＃抽汽电动门关”指示灯亮；“2＃抽汽电动门关”指示灯亮；
其余指示灯灭。
硬操盘：
调门开度显示正常，“打闸”按钮灯亮，其余按钮灯灭。
挂闸就是使汽轮机保护系统处于警戒状态的过程。
挂闸的允许条件：
（1）所有进汽阀全关，DEH主控画面上所有的阀的关指示灯亮
（2）汽机已跳闸且打闸指令取消，DEH画面上“已挂闸”指示灯灭。
启动过程：
运行人员到就地将机组复位挂闸，并操作启动阀使主汽门全开。
5.3升速控制
机组挂闸，主汽门全开之后，操作员点击“电调主控”画面上的运行按钮，即可在转速控制面板中设定目标转速和升速率进行冲转。
在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环无差调节系统。
其设定点为给定转速。
给定转速与实际转速之差，经PID（Proportional-Integral-DerivativeController）调节器运算后，通过伺服系统控制油动机开度，使实际转速跟随给定转速变化。
在目标转速设定后，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。
当进入临界转速区时，自动将升速率改为400r/min/min快速冲过去；若进入临界区前的升速率已大于400r/min/min，则升速率保持原值不变。
在升速过程中，当目标转速大于800 r/min，给定转速在780-799r/min之间，“暖机”按钮变红，汽机自动进行低速暖机，（暖机时间根据热状态不同而不同）。
同样，当目标转速大于1000r/min，给定转速在980-999r/min，汽机自动进入中速暖机；当目标转速大于1800r/min，给定转速在1780-1799r/min，汽机自动进入高速暖机
目标转速是期望达到的转速；给定转速是经速率处理后对机组的转速请求。
5.3.1设置适当的升速率及目标转速
输入适当的升速率及目标转速（一般设定为3000r/min）。
在下列情况下，DEH会自动设置目标转速：
汽机刚运行时，目标为当前实际转速；
发电机油开关刚断开时，目标为3000r/min；
汽机已跳闸，目标为实际转速；
目标超过上限时，将其改为3060r/min或3360r/min；
目标错误地设在临界区内，将其改为该临界转速区的下限值。
5.3.2冲转
●目标转速设定后，给定转速开始以设定的升速率向目标转速靠近，机组开始冲转；
●设置升速率，取值范围在0~800r/min/min内。
随着给定转速的增加，总阀位给定增加，油动机开启，机组转速增加；
●800转暖机：
机组给定转速升至780-799r/min，“暖机”灯亮，机组保持800r/min；暖机时间到或单击“暖机”按钮结束，继续升速；
●转速过临界
给定转速进入临界区时，自动以400r/min以上的升速率冲过临界转速区。
临界区初始设定在1260－1660r/min。
●1000转暖机
机组给定转速升至980-999r/min，“暖机”灯亮，进行暖机。
暖机时间到或单击“暖机”按钮结束，继续升速；
●1800转暖机
机组给定转速升至1780-1799r/min，“暖机”灯亮，进行暖机。
暖机时间到或单击“暖机”按钮结束，继续升速；
●操作员控制
在升速过程中，
（1）单击“保持”按钮，“保持”灯亮，机组维持当前给定转速；若此转速落在临界转速区内，保持功能无效；
（2）可随时修改目标转速和升速率;（3）当给定转速升至2950-3000rpm，升速率将自动改为50rpm/min，以便平稳将转速升至定速。
5.3.33000r/min定速
给定转速等于目标转速3000r/min后，机组维持转速稳定。
新机组或大修后首次启动，需进行各种电气试验。
做假并网试验时，发电机隔离刀闸断开，向DEH发出假并网试验信号，在油开关同期合闸后，由于发电机并未并网，DEH仍然为转速控制状态。
转速在300015r/min时，电气发来同期请求信号，“同期投入请求”灯变红闪，按“同期允许”按钮，“同期允许”按钮亮，此时汽机转速由电气自同期装置控制。
DEH收到同期增、减信号后，汽机目标转速即以120rpm/min的变化率变化，将机组带到同步转速。
若在同期过程中汽机转速超过300015r/min，此时将自动退出同期。
5.4网带初负荷
当同期条件均满足时，油开关刚合闸1S内，DEH立即根据主汽压力大小使阀位给定值增大3－5%，从而使得发电机自动带上初负荷避免出现逆功率。
而后，DEH自动转为阀控方式，然后进行升负荷。
M不允许在电调升速过程中切至紧急手动，此时若切至紧急手动机组将打闸。
5.5升负荷
5.5.1阀位控制升负荷
并网带初负荷后，DEH自动转为高压阀控方式，操作员可通过点按“阀控”增、减按钮改变总阀位给定值（单位为%），来控制调门开度。
按增、减按钮总阀位给定值变化为0.2%或1%。
5.5.2功率控制升负荷
负荷在3%--110%额定功率内且无限制动作，按“功控”按钮进入功控方式。
设置适当的负荷率和目标功率，机组功率自动以当前负荷率向目标值靠近。
操作员可在0~3MW/min内修改负荷率。
当限制或保护动作时，自动退出功控方式。
按“功控”、“阀控”按钮可实现无扰切换。
☞只有功率大于3%额定功率后才可以切至功控方式。
5.6抽汽供热
在负荷大于30%额定负荷后，按“抽汽供热”按扭，“抽汽阀控”灯亮，通过按增、减按钮使中压调门逐渐关小，抽汽压力逐渐升高，当抽汽压力大于母管压力后，即可打开抽汽电动门，“已供热”按扭灯亮，即进入抽汽已供热状态。
当抽汽压力在70％－120％额定值内且无限制动作时，可切换到“抽汽压控”方式。
当抽汽电动门关时，抽汽已供热状态退出，“抽汽供热”灯灭，但“抽汽阀控”灯仍亮，条件具备时可打开抽汽电动门，“抽汽供热”按扭灯亮，再次进入抽汽已供热状态。
在发电机脱网、汽机打闸时，退出抽汽供热，“抽汽阀控”、“抽汽供热”灯灭。
中压油动机逐渐恢复到供热前状态。
☞在中压油动机行程小于5%时，抽汽供热维持阀控方式。
5.8高负荷限制
在机组功率大于20%额定负荷、实际负荷大于高负荷限制值时，高负荷限制动作，“高负荷限制”前指示灯闪烁，“功控”、“阀控”灯灭；总阀位指令将以25%/min的速率减小，使负荷低于限制值或低到20%额定负荷以下时，动作结束。
DEH“阀控”灯亮。
操作员可修改高负荷限制值。
修改范围为80%-120%额定功率。
5.9低汽压限制
并网后当主汽压力>90%额定主汽压力且主汽压力与低汽压限制值差值小于5％低汽压限制值时，按“低汽压限制”按钮，按钮灯亮则该功能投入。
再次按“低汽压限制”按钮，则退出该功能。
低汽压限制值可在30％－80％额定值内设置。
主汽压力小于低汽压限制值且负荷大于20%额定负荷时，主汽压力低限制动作。
总阀位指令将以25%/min的速率减小。
主汽压力低限制动作时，“汽压限制”前指示灯亮。
5.10抽汽压高限制
当抽汽汽压大于抽汽压限制值且机组负荷大于20%额定负荷时，限制动作，“抽汽压限制”前指示灯亮。
抽汽阀位指令以25%/min的速率增加。
当抽汽压减小到低于限制值时，动作结束。
DEH“抽汽阀控”灯亮。
操作员可修改抽汽压限制值，修改范围为110％－140％额定抽汽压值。
5.11阀门严密性试验
阀门严密性试验的条件为：
（1）按下“试验允许”，按钮变亮；
（2）发电机脱网；
（3）转速大于2985r/min;
（4）汽机已运行。
注意：
各阀门严密性试验不能同时进行。
1）主汽门严密性试验
试验步骤如下：
（1）进入“电调试验”画面；
（2）单击“主汽门试验”按钮，按钮灯亮，操作员手动关闭主汽门。
DEH自动完成如下过程：
●转子惰走，自动记录惰走时间；
●当转速降到可接受转速时，惰走时间停止；
●试验结束，单击“试验停止”按钮；
●将钥匙开关打至“正常”位，“试验允许”按钮灯灭，惰走时间清零，主汽门严密性试验结束。
2）调门严密性试验
试验步骤如下：
（1）进入“电调试验”画面；
（2）单击“调门试验”按钮，按钮灯亮，自动完成如下过程：
●总阀位给定置零；
●转子惰走，自动记录惰走时间；
●当转速降到可接受转速时，惰走时间停止；
●单击“试验停止”按钮，DEH维持当前转速；
●使“试验允许”按钮灯灭，惰走时间清零，高压调门严密性试验结束。
5.12超速试验
按“电调试验”菜单，进入系统试验画面。
5.12.1103%超速试验
用于检验103%超速限制的动作转速。
（1）将硬操盘上超速试验钥匙开关置于“试验”位，“试验允许”灯亮；
（2）按“超速103试验”按钮，允许做103%超速试验；
（3）设置目标转速为3100r/min，机组转速逐渐升高，到3090r/min时，高中低压调门全关；
（4）修改目标值为3000r/min，恢复“超速103试验”按钮，并将钥匙开关置于“正常”位。
5.12.2超速保护试验
1）110%电气超速试验
用于检验110%超速保护的动作转速。
（1）将硬操盘上超速试验钥匙开关置于“试验”位，“试验允许”灯亮；
（2）按“超速110试验”按钮，允许做110%超速试验；
（3）设置目标转速为3310r/min，机组转速逐渐升高，到3300r/min时，DEH发出打闸信号使机组跳闸；
（4）恢复“超速110试验”按钮，并将钥匙开关置于“正常”位。
3）机械超速
用于检验机械超速保护的动作转速。
（5）将硬操盘上超速试验钥匙开关置于“试验”位，“试验允许”灯亮；
（6）就地选择试验飞锤；
（7）设置目标转速为3360r/min，机组转速逐渐升高，飞锤击出，机组打闸；
（8）将钥匙开关置于“正常”位。
做机械超速试验时，DEH超速保护动作转速自动改为3390r/min，作后备保护。
若由于危急遮断器动作转速小于3300r/min，则‘13.2.1110%电气超速’条只能模拟进行。
5.13主汽门活动试验
试验前先将“主汽门活动试验”按钮按亮，然后就地开启主门活动试验油门，试验结束，将“主
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