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中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2017.06 （下）1 概述
某火电厂1号机组汽轮机保护系统，采用OMRON-200 PLC 结合继电器回路搭建跳机回路。汽轮机保护动作信号通过硬接线输入至PLC，经过逻辑运算后控制接触器，由接触器触点驱动AST 电磁阀和跳机电磁阀，同时通过硬接线向DCS 系统的SOE 卡件输送汽机跳闸信号。该系统自1994年投产以来设备服役时间已长达16年，经多年运行，部分设备元器件已经老化，直接威胁机组安全运行，而且系统本身没有历史趋势记录和事故跳闸顺序记录功能，不便于进行机组跳闸后的事故分析。 2 ETS 系统纳入DCS 系统可行性研究
通过对国内同类型机组ETS 系统DCS 一体化改造后运行情况的调研，以及1号机DCS 系统厂家新华控制工程有限公司技术人员进行探讨，若采用传统DCS 系统的软逻辑实现，就不可避免地对ETS 系统抗保护
拒动和误动的能力带来一定的影响：DCS 系统通讯中断、卡件故障、主机死机等异常，可能导致汽轮机紧急跳闸保护功能的拒动和误动问题。
针对DCS 系统可能发生的故障，决定采用三重冗余LPC 模件的ETS 结构。该结构主要由3块LPC 模件组成。每块LPC 模件通过预制专用电缆接受同样的跳机信号，分别进行逻辑判断，同时输出跳机信号。这3路跳机信号在ETS 逻辑板上实现“3选2”逻辑判断，当超过2块LPC 模件输出跳机信号时，才发出跳机信号，既避免了设备误动又解决了设备拒动，每块LPC 模件均能独立完成遮断机组的功能。LPC 模件动作速度快，可靠性高，LPC 模件的执行周期<5ms，在出现紧急情况下，立即停止汽轮机运行，保证机组的安全。同时LPC 模件还具有顺序事件记录功能，时间分辨率<1ms，便于查故障和分析问题。 懒人运动机
3 ETS 系统DCS 系统一体化实施
本次ETS 改造硬件配置了两个机柜，一个为模件柜，另一个为端子柜，采用两台UCSA 控制器，分别通过联入DCS 冗余实时星形网中。ETS 模件柜主要包括UCSA 控制器、BCNET 通讯模件、LPC 卡、IO 卡件、电源组件、网络组件。端子柜主要包括LPC 端子板、ETS2to3组件、DI/DO 端子板，继电器组件等。同时BCNET 通讯模件的串口与GPS 系统实时通讯，使进入LPC 端子板的开关量信号会打上时间标签，这些信号通过DCS 网络进入SOE 系统。当信号发生变化时，SOE 系统会生成事件报表，方便热工技术人员快速、准确查跳机原因。 （1） 输入信号处理。1号机组所有保护信号均采用相互独立的一次测量元件和输入通道引入，对所有保护信号进行“二选二”、“三选二”或者“两或一与”逻辑判断，取消单点保护，提高热工保护配置的可靠性。在保护逻辑处理方面，每块LPC 卡逻辑相同且相互独立。 只有每组LPC 卡保护输出通过ETS 模件处理后保护才能真正输出，即同一组的任意两块LPC 保护输出，汽轮机保护才能动作。某一块LPC 模件故障不会引起汽机误跳，并且其它模件的运行能保证汽机在有跳闸条件时跳闸，并不影响机组的保护功能。同时SOE 系统会自动生成事件报表，ETS 系统给出跳机首出信号。
（2） 输出信号处理。1号机ETS 系统输出方面配置了两块ETS2/3逻辑运算模件，其运算原理如图3，该模件为硬逻辑运算模件。每块ETS2/3模件同时接受A、B 两组LPC 模件保护输出信号，F6模件控制AST1/ATS3电磁阀，F7模件控制AST2/AST4电磁阀，F6和F7模件保护输出相或控制停机电磁阀，发15S 脉冲信号。两块ETS2/3模件配置，即使其中一块模件故障，也能保证汽轮机保护系统不拒动和误动。此外F6和F7 模件接收DEH 系统AST 电磁阀试验信号，能保证各AST 电磁阀能够独立试验而又不影响机组的安全运行。
某机组ETS 系统DCS 系统一体化改造地理位置服务
魏东
（郑州裕中能源有限责任公司，河南 郑州 452375）
摘要：针对某厂1号机组ETS 系统设备老化，可靠性低以及系统本身无历史追忆等情况，对ETS 系统DCS 系统一体化进行可行性研究，选用由主机DCS 厂家生产的硬逻辑实现汽机保护ETS-V 系统，利用机组停机检修机会对ETS 系统进行改造，结合改造对三重冗余LPC 模件的ETS 系统进行说明，取消单点保护，所有保护信号采用冗余配置，对改造后的ETS 系统进行各项性能测试和各工况试验。结果表明，ETS 系统可靠性和稳定性大大提高，和主机DCS 实现无缝衔接， ETS 系统DCS 系统一体化得到成功应用。
关键词：ETS 系统；LPC；一体化；DCS；试验
中图分类号：TK263 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2017）06（下）-0133-02
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研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新
中国设备工程 2017.06 (下)
在停机电磁阀控制回路中增加操作台手动按钮停机的硬操回路如图1，在机组ETS 系统完全失灵故障时，动作停机电磁阀，保证机组安全。
（3）ETS 系统电源。①ETS 控制柜电源。采用两套完全独立的电源：大UPS 和小UPS 对ETS 控制柜供电，两路电源同时接入电源切换箱，经电源箱切换向后对控制器和5V 和24V 电源模块供电，卡件电源5V 和24V 全部冗余配置，提高电源的可靠性。②遮断装置电源。AST 电磁阀采用两路110VAC 供电，AST1/3电磁阀使用一路电源，AST2/4电磁阀使用另一路电源，停
机、复位电磁阀采用直流220VDC 电源，与AST 电磁阀电源分开，这样既防止110VAC 电源发生故障，造成保护误动、汽轮机跳闸，同时也防止直流电源故障时，无法停机，提高ETS 系统的可靠性，以上电源均有失电报警。
（4）ETS 系统与DCS 系统通讯。ETS 系统配置两台UCSA 控制器，通过专用线缆纳入1号机组DCS 系统，实现ETS 和DCS 系统实时通讯，ETS 系统控制器只是对三重冗余结构保护回路进行逻辑再现，其逻辑运算不参与保护判断，只是对保护信号进行SOE 采集、保护首出判断以及对护信号进行网络传播和共享。采光天窗
4 ETS 系统可靠性及试验
改造完成后，我们做了以下试验项目，对ETS 系统的安全性和可靠性进行测试，
测试结果符合设计要求。
图1 保护系统出口逻辑图
滚动鼠标（1）I/O 通道检测。所有输入/输出通道的源头加信号，并测试信号是否正常。
（2）电源冗余测试。控制模件柜电源和模件电源均配置互为冗余的两路电源，停一路电源，机柜的通讯模件和控制主模件及子模件正常运行，实现无扰切换，同时光字牌发出ETS 模件柜电源失电报警。
（3）通讯模件冗余测试。复位通讯模件BCNET 主模件，BCNET 备用模件自动投入使用，机柜控制主模件和子模件正常运行，实现无扰切换，同时DCS 系统报警光字牌发出该通讯模件故障报警。
（4）SOE 测试。使用连续信号发生器，模拟ETS 系统保护动作信号， SOE 事件记录准确，精确到1ms。
（5）模件柜和跳闸回路失电试验。汽机已挂闸的条件下，停掉ETS 模件柜的两路交流或直流供电电源，然后再送电，ETS 系统不跳闸，光字牌发出ETS 模件柜失电报警。偶极子天线
（6）I/O 子模件故障模拟试验。在汽机已挂闸的条件下，拔掉其中一块LPC 或ETS2/3逻辑运算模件，
ETS 系统不跳闸，模拟有跳闸信号(如手动停机按钮)的情况下不影响ETS 系统跳闸，同时DCS 画面报警光字牌和滚动条报警窗发出该模件故障报警。
（7）控制器UCSA 故障模拟试验。在汽机已挂闸的条件下，DPU19/DPU119任停其中一个或全部停运控制器， ETS 系统不跳闸，同时在有跳闸
保护信号时不影响ETS 系统正常跳闸，
同时DCS 系统发出DPU 脱网报警，不影响ETS 系统首出功能。
（8）ETS 系统逻辑动态试验。1号机组汽轮机挂闸后，进行保护动作实际试验ETS 系统动作均正常。
5 结语
1号机组ETS 系统各项试验圆满完成，说明1号机组ETS 系统改造是成功的，ETS 系统采用三重冗余LPC 模件结构，大大提高ETS 系统的稳定性和可靠性，同时大大降低了控制设备引起的保护误动和拒动，既保证了ETS 系统的独立性，又完美纳入了DCS 系统，实现ETS 系统DCS 系统一体化。
参考文献：
[1]热工控制系统及设备.中国电力出版社，2009.12.331-333.[2]OC6000e 系统ETS 说明书.新华控制工程有限公司.
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