二級電站機組控制的設計原則是以計算機監(jiān)控為主,常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)為輔。實際的設計沒有按照此原則進行。原來的設計中采用了很多繼電邏輯回路,這些回路本身并未構成一個完整的系統(tǒng),而是穿插在LCU的回路中,這些回路并不能對機組整體進行有效的控制,使得在LCU與現(xiàn)場設備間仍然存在著繼電邏輯回路,如輔助設備繼電器屏(P13)、機械保護屏(P9)等,其中大量的輸入信號并未直接引入LCU,而是經(jīng)過一些中間繼電器、掉牌信號繼電器等中轉后引入LCU,這些信號在異常情況下如電源掉電,或者是信號繼電器掉牌后未能復歸而信號再次發(fā)生時是不可能反應現(xiàn)場設備的實際狀態(tài),這對于今后實現(xiàn)少人值班時機組運行的安全保障有嚴重的威脅;而在DO回路上也存在著很多不合理之處。對于P13屏來說,原來設計的推力高壓油減載裝置在更換塑料瓦以后已經(jīng)取消,故該回路已經(jīng)失去意義;加熱器、吸塵器、推力氣密封風機的控制回路在P13屏內僅僅是一只中間繼電器,而LCU的輸出繼電器已經(jīng)可以直接啟動這些裝置,因此可以將該回路改為直通;最不合理的是所有的電磁閥在P13屏內并未有邏輯回路,僅僅是端子轉接,增加了接線的復雜性。由于設計中對機組流程設計不夠合理,需要在現(xiàn)場進行大量的更改,而很多功能的修改需要LCU軟件和常規(guī)繼電邏輯進行修改,再加上現(xiàn)場自動化元件的選型問題,造成了初期機組不能實現(xiàn)自動開停機。因此簡化回路接線,理清控制邏輯關系,建立一個以LCU為核心的機組控制系統(tǒng),對于機組安全運行、減輕維護人員工作量、真正實現(xiàn)少人值班電站是非常重要的。
同時根自動化元件在選型方面仍存在很多問題,如很多電磁閥采用單穩(wěn)態(tài)形式,這在計算機控制系統(tǒng)中是比較忌諱的,因為計算機控制系統(tǒng)的設計中指出,對執(zhí)行元件的選擇應該盡量采用雙穩(wěn)態(tài)形式,在系統(tǒng)故障時控制對象必須保持在穩(wěn)定狀態(tài)。另一方面,自動化元件的工作環(huán)境在設計中均沒有很好考慮,如空氣電磁閥的壓縮空氣質量問題、油回路電磁閥油的污染和進水的問題,使自動化元件不能工作在良好的工況下,自然動作成功率就低。
應在基于最終實現(xiàn)少人值班的前提下對設備各部的監(jiān)視點進行重新配置,應考慮能對運行人員或檢修人員提供完整的設備信息,并為以后實現(xiàn)檢修信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù),為逐步實現(xiàn)狀態(tài)檢修創(chuàng)造條件。元件選型應大膽采用新技術、新產(chǎn)品,提高元件的可靠性,延長元件的檢驗周期。
流程的設計人員對現(xiàn)場工作的了解不夠,對流程中的重點對象和危險點沒有把握,設計出來的流程讓現(xiàn)場工作人員看了無法接受。二級電站的機組流程原來就有一個問題,機組開機過程中失敗,流程直接退出不管,根本沒有考慮機組當時是處于怎樣的狀態(tài),結果是調速器故障切到手動,而機組導葉處于開機第一開度,最終機組過速。因此流程的設計應該是智能化的,在非正常情況下應有相應的處理措施,將機組維持在一個安全穩(wěn)定的狀態(tài),即應始終遵循“故障導向安全”的設計原則。因此流程的設計應該是由有豐富經(jīng)驗的現(xiàn)場安裝、運行人員參與設計才能保證其實用性,也是系統(tǒng)成功的重要原因。
3、Profibus-DP現(xiàn)場總線
由于天生橋二級電站原控制系統(tǒng)存在上述問題,為了保證機組運行的安全,提高自動化運行水平,急需改變目前這種狀態(tài),將機組的控制轉移到以LCU為核心的控制方式上來,徹底甩掉原有的介于LCU與現(xiàn)場設備間的繼電邏輯,簡化接線,將原有結構中大量硬邏輯變?yōu)榛谲浖能涍壿嬒到y(tǒng)。同時在接線中將借鑒計算機網(wǎng)絡結構化、模塊化的接線方式,規(guī)范布線系統(tǒng),使外部線纜一次性安裝到位,將檢修人員今后的工作范圍減少到屏柜(端子箱)內部,即今后回路的修改僅限于屏柜(端子箱)內部各端子排間的跳線,方便了檢修人員工作并減少故障率。所以天廠橋發(fā)電總廠決定采用現(xiàn)場總線實現(xiàn)對機組的控制。
PROFIBUS是一種開放式現(xiàn)場總線,它是適用于各種任務的最優(yōu)化網(wǎng)絡,網(wǎng)絡配置靈活,即使在非常惡劣的環(huán)境中也能可靠、穩(wěn)定運行。PROFIBUS-DP是一種高速低成本通信,用于現(xiàn)場層設備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代辦24VDC或4-20mA信號傳輸。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息??偩€循環(huán)時間必須要比主站(PLC)程序循環(huán)時間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外,PROFIBUS-DP還提供智能化現(xiàn)場設備所需的非周期性通信以進行組態(tài)、診斷和報警處理。能進行自動化系統(tǒng)的柔性和模塊化設計,要直接與執(zhí)行器、傳感器接口相連接。