MEH控制系统说明

MEH控制系统说明概述沧东公司MEH系统为小汽机数字电液控制系统，即利用计算机和液压传动系统实现小汽机正常工况下的转速精确控制和危险工况下的危急遮断功能。每台机组配备2套MEH控制系统，该系统采用西门子PCS7系统的PLC进行组态，CPU型号为S7-414,该系统无操作画面，通过DCS实现通讯来进行控制。硬件设备电源模件从CUM01和CUM02柜送来两路24VDC电源，该电源给电源模件供电。其电源模件有两个，冗余工作。每个电源模件配两个3.6V电池，防止突然断电时程序丢失。CPU模件MEH都使用的是S7-414H型CPU,是冗余配置，正常工作时只有一个处于工作位置，另一个处于备用位置，但同时监视互连的通讯总线数据，一旦发现工作的CPU故障，备用CPU马上自动启动，这从一定程度上避免了由于硬件故障导致的系统瘫痪。通讯模件CP443-1是连接MEH控制器和工业以态网的通讯卡件，用一根双绞线连接到TXP的OSM的端口上，使用TCP-IP协议进行通讯I/O层机架上的通讯卡件IM153-2实现CPU和I/O机架的通讯，使用Profibus-DP协议进行通讯。I/O卡件ET200MET200M为PCS7的标准化信号模块，支持冗余连接，通过在铝导轨上安装插入式背架总线方便地进行扩展，ET200M通过ProfibusDP接口模件IM153-2与CPU进行通讯。每层机架有主从两个IM153分别与左右两侧的CPU连接，主从对应。在IM153的后面插入的是SM331AI、SM332AO、SM321DI、SM322DO各I/O卡件，通过背板总线与IM153进行通讯，支持在线插拔。另外系统还配有三个计数器模件FM350-2,接收的是三个转速前置放大器（SA、SB、SC）采集来的频率信号，送到CPU中再转化成转速信号。转速前置放大器前置放大器有两个引脚接一路24V电源，两引脚接现场的转速探头，两引脚为输出至计数器。现场的磁阻发生器送到控制柜的转速脉冲信号为带有尖峰的波形，前置放大器能够将该波形变为方波的波形，输出的信号送至计数器模件。伺服卡接收来自CPU的阀位指令信号和来自就地的LVDT反馈信号,通过两者的比较来控制高、低压调门高选卡高选卡和伺服卡配合工作能够实现两个LVDT反馈的高选功能。小机低压调门两路LVDT反馈两路高频振荡电压，一路进伺服卡另一路进高选卡，伺服卡将此反馈信号转换成0-10V直流电压，然后送到高选卡中，与高选卡中的另一路反馈信号进行比较取大，将取大信号送回到伺服卡中，伺服卡将信号转换为4-20mA的电流量送到AI卡件中。CPU的控制指令送到伺服卡中与阀门反馈进行比较，送出两路-40-40mA指令到伺服阀，两路同时作用于MOOG阀来控制阀门，只要有一组指令阀门就可动作。TD型位移传感器变送器速关阀LVDT通过就地的变送器已经转变4-20mA的信号直接送到AI卡件，控制柜内的变送器无用。±15V电源装置高选卡和伺服卡装置要求使用土15VDC电源，该装置能够将220VAC电源变成±15VDC电源，为高选卡和伺服卡供电。就地设备压力开关润滑油开关润滑油压力开关共3台，采用2V3逻辑用来判断润滑油压力低跳闸。使用美国索尔公司的压力开关，型号为：4NN-EE4-N4-C2A，压力开关定值0.08MPa,安装时采用常闭节点。速关油开关速关油压力开关共3台，采用2V3逻辑用来判断速关油压力低跳闸。使用美国索尔公司的压力开关，型号为：4NN-EE45-N4-C2A，压力开关定值0.15MPa，安装时米用常闭节点。抗燃油开关抗燃油压力开关共3台，采用2V3逻辑用来判断抗燃油压力低跳闸。使用美国索尔公司的压力开关，型号为：101RN-EE3-N4-C1A，压力开关定值6MPa，安装时采用常闭节点。真空开关真空压力开关共3台，采用2V3逻辑用来判断真空压力低跳闸。使用美国索尔公司的压力开关，型号为：54MN-E118-N4-C1A，压力开关定值70kPa，安装时采用常开节点。LVDT速关阀LVDT及其传感器变送器速关阀只有一支LVDT，LVDT的6根线送到就地传感器变送器，传感器变送器为220VAC供电，它能够将LVDT的信号转变为4—20mADC的信号送至MEH柜的AI卡件。低调门LVDT低压调门为双支LVDT，两个LVDT的6根信号线分别送到MEH柜内的低调门伺服卡和高选卡上。高调门LVDT高压调门为双支LVDT，两个LVDT的6根信号线分别送到MEH柜内的高调门伺服卡和高选卡上。伺服阀伺服阀也叫MOOG阀，通过接收来自伺服卡的两路-40—40mADC的信号来控制进油或放油。两路指令信号为冗余信号，只要有一路正常工作即可。电磁阀启动油电磁阀启动油电磁阀电源为110VDC,机组正常运行时失电启动油电磁阀和速关油电磁阀配合可以实现小汽机挂闸首先速关油电磁阀和启动油电磁阀同时带电，建立启动油15秒钟以后速关油电磁阀失电，建立速关油，通过溢流阀的限压作用使速关油压高于启动油压约0.5Bar，使速关阀缓慢开启60秒后启动油电磁阀失电，启动油与回油导通，只剩下了速关油，则速关阀完全开启注：速关油电磁阀失电时建立速关油，启动油电磁阀带电时建立启动油速关油电磁阀速关油电磁阀电源为110VDC，机组正常运行时失电跳闸电磁阀跳闸电磁阀有两个，电源为110VDC，机组正常运行时失电，两个跳闸电磁阀任意一个带电，则小汽机跳闸MEH控制系统说明MEH控制系统说明2010-12-6修编MEH控制系统说明MEH控制系统说明2010-12-6修编试验电磁阀试验电磁阀有一个，电源为110VDC，机组正常运行时失电。设置试验电磁阀目的是检验速关阀动作的可靠性，电磁阀带电后使速关阀向关方向运动，达到80%或在试验60s后,电磁阀失电。速关阀行程开关速关阀有开关行程开关各一个。磁阻发送器就地共安装有4个磁阻发送器，其中一个送到就地转速表，另外3个送到MEH控制柜的转速前置放大器。轴位移传感器3个轴位移传感器，定值为800um。探头型号：330104-00-07-10-02-00，延伸缆型号:330130-040-00-00，前置器型号：330180-51-00。振动探头振动探头分汽泵振动和小汽机振动探头两种。汽泵振动定值为：125um，探头型号：330103-11-19-10-02-00，延伸缆信号：330130-040-00-00，前置器型号：330180-50-00。小汽机振动定值为：80um，探头型号：330106-05-30-10-02-00，延伸缆型号：330130-040-00-00，前置器型号：330180-51-00。高、低调门LVDT调试步骤将伺服卡送高选卡的信号线解掉3.9.2•使用万用表测量伺服卡端子5B/2B，调整伺服卡的零点旋钮Z使输出为0.2伏。使用万用表测量高选卡端子3C/4C（或伺服卡端子3C/4C），调整高选卡的零点旋钮Z使输出为0.2伏就地用信号发生器在伺服阀上加8mA左右的直流电流信号，使阀门全开，调整高选卡和伺服卡的满度旋钮S使前置器输出为9.8伏。恢复伺服卡送高选卡的接线。调整时注意使高选卡和伺服卡前置器的输出有一个0.03伏左右的偏差量，防止切换频繁4.高选卡和伺服卡的信号说明。序号起始地目的地信号类型信号作用1就地端子箱伺服卡端子1A/2A交流电压LVDT1的原边信号2就地端子箱伺服卡端子3A/4A交流电压LVDT1的副边信号13就地端子箱伺服卡端子5A/6A交流电压LVDT1的副边信号24就地端子箱高选卡端子1A/2A交流电压LVDT2的原边信号5就地端子箱高选卡端子3A/4A交流电压LVDT2的副边信号16就地端子箱高选卡端子5A/6A交流电压LVDT2的副边信号27伺服卡端子7A/8A就地伺服阀-40-40mADC伺服阀控制指令18伺服卡端子7B/8B就地伺服阀-40-40mADC伺服阀控制指令29伺服卡端子5B/2B高选卡端子1C/2C0-10VDC伺服卡信号送高选卡进行高选10高选卡端子3C/4C伺服卡端子3C/4C0-10VDC进行高选后的阀位送回伺服卡作为该阀门的实际阀位11伺服卡端子5C/6CSM331AI卡件0—20mADC伺服卡中的实际阀位送至CPU进行显示12SM332AO卡件伺服卡端子1C/2C4-20mADC经过CPU计算出的阀位指令送到伺服卡与实际阀位比较后控制伺服阀5.外部信号序号信号名来自何方/去向何方信号类型备注1锅炉给水流量指令AP108AI2小汽机转速设定值AP108AO3小汽机转速实际值AP113/AP114AO4DCS跳闸AP113/AP114DI温度高、再循环、前置泵5除氧器水位低AP110DI除氧器水位开关2V36MFT跳小机MFT出口DI7小汽机停机AP113/AP114DO8小汽机工作正常AP113/AP114DO9小机润滑油压低II值AP113/AP114DO启动事故油泵10小汽机位移HH停机TSI柜DI11小汽机前轴振动HH停机TSI柜DI12汽泵前轴振动HH停机TSI柜DI13小汽机后轴振动HH停机TSI柜DI14汽泵后轴振动HH停机TSI柜DI6.控制逻辑小机ETS条件润滑油压力低2V3，定值0.08MPa抗燃油压力低2V3,定值6MPa转速大于300rpm时速关油压力低2V3,定值0.15MPa排汽压力高2V3,定值70kPa轴位移大，定值800um小机前后轴承振动大,定值80um汽泵前后轴承振动大，定值125um电超速,定值5900rpm机械超速，定值6550rpmMFT除氧器水位低，定值600mmDCS跳闸前置泵跳闸流量低于255t/h且再循环开度小于60%，延时20秒汽泵径向轴承温度大于100°C,推力轴承温度大于110°C,小机推力和径向轴承温度大于120°C。手动打闸（通讯测点）小汽机工作方式手动方式投入条件手动方式按钮PID入口偏差大转速信号故障小机ETS参考指令和实际转速偏差大于1000rpm退出条件投入转速自动方式6.2.1.3•在手动方式下，只能通过（MANVLVCTRL）按钮来手动设定阀位，但此时设定的值为PID调节器的出口值，是一个代表流量的数值，而不是阀位设定，此种方式一般是不用的注：参考指令和实际转速做偏差后进入PID调节器进行运算，输出值为此时所需要的蒸汽流量，再经过流量一阀位函数后转变为实际阀位指令（4—20mA）。当PID输出50%时，对应低调门开度为100%,PID输出50%时开始打开高调门。转速自动方式允许投入条件速关阀已开或速关阀阀位大于80%速关油压力不低投入条件转速自动按钮超速试验投入锅炉自动条件不满足DCS转速指令和参考指令偏差大于500rpm（即锅炉自动条件不符合）切除条件锅炉自动投入手动方式投入在转速自动方式下，MEH接收来自通讯的目标指令和升速率指令，根据升速率指令和计算出的升速率取小后作为实际升速率，并且每个计算周期都累加到当前的参考指令上去，形成参考指令。则参考指令逐渐趋近于目标指令，最终使两者平衡。同时可以按转速升、转速减按钮调整转速，每发一个脉冲，可以使目标指令和参考指令同时增加或减少一转。在转速自动方式下投入GO按钮，则参考指令中的rate为正常值，但如果按HOLD按钮后，rate则为0,逻辑中限制的最大升降速率为1500rpm。当目标指令和参考指令有偏差时，点击GO按钮，则参考指令开始变化，同时带动实际转速变化。当点击HOLD时，则参考指令保持不变。当最终目标指令和参考指令一致时，自动切为HOLD状态。6.2.2.6•如果在HOLD状态下，按转速增减按钮，HOLD自动变为GO状态，在投入锅炉自动前一直为转速自动状态。转速自动方式时，由运行人员设定目标指令，通过点击GO按钮使参考指令跟随目标指令变化，参考指令和实际转速通过PID调节器后形成流量指令，流量指令最终变成阀位指令控制高低调门的开启和关闭，DCS转速指令跟踪参考指令。锅炉自动方式投入条件手动按钮在转速自动方式下未进行超速试验参考指令和DCS转速指令偏差小于2000rpm参考指令、目标指令、实际转速在1000—5600rpm之间DCS转速指令大于1000rpm速关阀已开8.无ETS条件6.2.3.1.9.无转速故障退出条件锅炉自动条件不满足参考指令和DCS转速指令偏差大于2000rpm转速自动按钮手动按钮超速试验投入锅炉自动投入后，可以在给水总貌图上输入DCS转速指令，MEH通过硬接线接收该DCS转速指令，并转化为参考指令，参考指令和实际转速通过PID调节器后形成流量指令，流量指令最终变成阀位指令控制高低调门的开启和关闭。目标指令跟踪参考指令。当DCS投入给水自动后，DCS转速指令由给水系统进行控制。给水自动通过汽包水位偏差生成DCS转速指令。速关阀试验按钮为检验速关阀功能动作的可