I/A series系统在给水控制中的应用分析

0.应用背景 　　菏泽电厂#2机组自动控制系统原设计多为Ⅱ型系统，后全部改为Ⅲ型控制系统，但终因实际不完善及热力系统特性和阀门特性的影响，自动投入率目前仍在70%左右，作为一项硬指标达不到一流企业自动投入率的要求，因给水单回路调节器特性限制，调节质量也达不到有关规程的要求等诸多问题，严重影响我厂热工自动投入率及有关经济指标的提高，自动系统的改造已势在必行。 　　方案设计采用/A＇S分散控制系统与#1机组相同，共用7对CP，其中一对CP40实现协调控制，考虑到CP40 的处理能力，拟将炉侧主汽压力、汽温、给水、送风、引风及机侧高低加水位、轴封压力等控制系统纳入协调系统之内，一对CP40实现机炉电其它热工工艺参数的采集、记录、追忆、打印报表等功能，一对CP实现FSSS和SOE、事故追忆功能，一对CP实现机、炉的顺序控制功能，一对CP实现电气发变组的操作、显示、锅炉吹灰功能，一对CP实现DEH、ETS功能，一对CP机炉卫星站。配置五台SUN工作站，其中一台工程师站，四台操作员站，三台打印机（一台彩色打印、两台黑白打印），原控制系统的硬手操作取消，改为CRT软手操作。 1.给水测量系统(1) ，如图1.图2。

　　三个汽包水位信号送入DCS系统，经过QC，对外部输入信号进行质量判断后，送到给水控制逻辑图(2)，三个水位信号经过汽包压力的补偿后，一路送到H/L进行高(Ⅱ值)和低(Ⅱ值)报警，结果送到给水控制逻辑图(3)。第二路送到HH/LL进行高(Ⅲ值)和低(Ⅲ值)报警， 结果送到给水控制逻辑图(3)；三个水位信号同时送到SIGSEL模块，对三个信号取“中”后送到H/L，进行高(Ⅰ值)和低(Ⅰ值)报警，结果送到逻辑图(2)，同时水位信号取“中”后，送到汽包水位控制系统图作为被调量。

　　两个给水流量信号取平均值后，一路经QC进行信号的质量判断，其结果送到逻辑图(3)，另一路送到除法器�；两个给水温度信号取平均值后，一路经QC进行质量判断，结果送到逻辑图(3)，另一路经函数模块f(x)后也送到除法器�，实现对给水流量信号的校正，结果送到加法器∑。甲乙二级减汶水流量信号，经QC后也送到加法器∑；给水流量信号减去甲乙二级减汶水流量信号后，一路送到H/(设置为给水流量＞30%)，结果送到除氧器水位控制系统逻辑，另一路送到汽包水位控制系统，实现水位的串级调节方式。 2．给水测量系统(2)，如图3。

　　甲(乙)侧主蒸汽流量信号经QC后，结果送到逻辑图(3)，同时，流量信号送到�， 甲(乙)侧主蒸汽温度信号经QC后，结果送到逻辑图(3)，同时，温度信号也送到�，对流量信号进行校正，结果进行开方，转变为实际流量信号后送到∑。 甲(乙)侧主蒸汽流量信号相加后，一路送到H/(设置为蒸汽流量＞29%)，结果送到给水控制逻辑(1)，另一路送到水位控制系统，作为前馈信号，实现水位的串级调节方式。 3 .汽包水位控制系统 ，如图4。

3、1单冲量调节方式。 　　处理后的汽包水位信号送至调节模块FWBP作为测量值，与给定信号相比较后，经过比例(P)，积分(I)，限幅(≮≯)运算送至除法器�。除以SPC来的输出信号后，结果送到M/A软手操作器，若M/A处于自动状态，则PI1的输出经M/A后，直接控制给水旁路阀的开度。 跟踪：当给水大旁路控制回路强制切到手动条件满足时，FWBP进入跟踪状态。 　　单冲量调节方式时，水位信号同时送至调节模块SPC，与给定值信号比较后，送至切换模块T(A泵和B泵勺管控制回路)，此时T的输出选通N，送至M/A模块。当运行泵勺管控制回路中的M/A处于自动方式时，T的输出经M/A后直接控制A泵(B泵)勺管执行机构开度。 3、2三冲量调节方式。 　　水位信号送至主调节模块PI1，与给定值比较后，经比例积分运算后，其输出送至副调节模块PI2。处理后的蒸汽流量信号送至PI1作为前馈信号，主要用于克服负荷侧引起的扰动(虚假水位)。给水流量信号送至PI2作为测量信号(主要用于克服给水侧的扰动)，与给定值(PI1的输出)比较后，送至T1。此时T1选通Y，其输出送至各自回路的M/A模块。当运行泵勺管处于自动调节方式时，T1的输出经M/A后，直接控制运行泵勺管开度。 　　跟踪：当M/A处于软手操方式时，通过◆可改变其输出，当超弛关信号发出时，T3(T4)选通0，将执行机构关到零位置。 本系统还设计了水位，主蒸汽流量，给水流量，给定值，输出值的显示，以及水位测量值与给定值，操作输出值与阀位反馈值的偏差越限高/低报警功能，对输出值也进行高/低越限报警。 针对甲、乙给水泵流量特性不同的特点，分别整定调节参数，如表1所示；配合电科院修改控制组态，完善控制功能。

　　蒸汽流量>30%时，RS触发器输出1，选择三冲量， T3(T4)选通Y。当(1) 蒸汽流量≤29%，(2) 汽包水位信号坏，(3) 蒸汽流量信号坏，(4) 给水流量信号坏，上述四个条件任一条件满足时，RS触发器复位，三冲量方式解除(当汽包水位信号坏时，甲乙给水泵的M/A被强制切到手动)。    当(1) 给水旁路阀，(2) 甲给水泵，(3) 乙给水泵都在手动， 或者调节系统在三冲量方式时，单冲量控制器处于跟踪状态。当三者都在手动或者三冲量方式解除(进入单冲量方式)时，三冲量的控制器处于跟踪状态；当(1) 给水旁路阀和乙给水泵都不在手动(至少有一个处于自动状态)，(2) 汽包水位信号坏，(3) 调节故障(水位测量值与给定值偏差越限)，(4) 甲给水泵执行器故障(控制信号与阀位反馈信号偏差越限)， (5) 甲给水泵没有运行，(6) 主给水电动门没全开， 上述七个条件任一条件满足时，甲给水泵强制切到手动。 甲给水泵停止运行后，经过一段时间的延时，甲给水泵执行机构进入超驰关状态，其过程为：T3选通0，PI4进入跟踪状态，软手操失效，即输出值O运行人员不能再改变。注：输出值O显示值是在T3之前，所以泵停止以后，经过一段时间的延时， T3选通0，反馈值Z向0方向动作，输出值O也逐渐靠近0。    同理，当(1)给水旁路阀和甲给水泵都不在手动(至少有一个处于自动状态)，(2)汽包水位信号坏，(3) 调节故障(水位测量值与给定值偏差越限)，(4)乙给水泵执行器故障(控制信号与阀位反馈信号偏差越限)， (5)乙给水泵没有运行，(6)主给水电动门没全开，上述七个条件任一条件满足时，乙给水泵强制切到手动。    当乙给水泵停止运行后，经过一段时间的延时，乙给水泵执行机构进入超驰关状态，其过程为：T4选通0，PI5进入跟踪状态，软手操失效，即输出值O运行人员不能再改变。注：输出值O显示值是在T4之前，所以泵停止以后，经过一段时间的延时，T4选通0，反馈值Z向0方向动作，输出值O也逐渐靠近0；当给水旁路阀开度>95%后，经过一段时间延时，联开主给水电动门。     　　3、4如图7：给水控制逻辑(2)

　　当(1) 甲给水泵和乙给水泵都不在手动时(至少有一个处于自动状态)，(2) 旁路执行器故障(控制信号与阀位反馈信号偏差越限)，(3) 汽包水位1，汽包水位2， 汽包水位3，三个信号都坏，或者汽包压力信号坏，(4) 水位调节故障(水位测量值与给定值偏差越限)，上述四个条件任一条件满足时，给水大旁路强制切到手动；当(1) 汽包水位1坏，(2) 汽包水位2坏，(3) 汽包水位3坏，上述三个条件都满足时，发出汽包水位信号坏[逻辑(1)用到的信号由此给出]；当汽包水位信号不低于Ⅰ值，并且也不高于Ⅰ值时，即认为汽包水位信号合适(正常)，该状态送到FSSS，作为炉膛进行吹扫的条件之一；当甲给水泵指令高(指M/A的输出)，并且甲给水泵在自动状态，或者乙给水泵指令高(指M/A的输出)，并且乙给水泵在自动状态时，发出给水泵指令高限，送到负荷管理控制中心逻辑，闭锁机组负荷的增指令BI。 同理， 当甲给水泵指令低(指M/A的输出)，并且甲给水泵在自动状态，或者乙给水泵指令低(指M/A的输出)，并且乙给水泵在自动状态时，发出给水泵指令低限，送到负荷管理控制中心逻辑，闭锁机组负荷的减指令BD。 　　3、5 如图8：给水控制逻辑(3)

　　当给水流量信号坏，或者给水温度信号坏时，发出给水流量信号故障[送到逻辑(1)]；当甲主汽流量与乙主汽流量信号都坏，或者甲主汽温度与乙主汽温度信号都坏时，发出蒸汽流量信号故障，并送到逻辑(1)。    当汽包水位1与汽包水位2都高Ⅱ值，或者汽包水位1与汽包水位3都高Ⅱ值，或者汽包水位2与汽包水位3都高Ⅱ值(三取二逻辑)，上述三个条件任一条件满足时，发出汽包水位高Ⅱ值，计算机报警。    同理，当汽包水位1与汽包水位2都低Ⅱ值，或者汽包水位1与汽包水位3都低Ⅱ值，或者汽包水位2与汽包水位3都低Ⅱ值(三取二逻辑)，上述三个条件任一条件满足时，发出汽包水位低Ⅱ值，计算机报警；汽包水位1高Ⅲ值，汽包水位2高Ⅲ值，汽包水位3高Ⅲ值都直接送到FSSS，实现汽包水位高灭火保护；汽包水位1低Ⅲ值，汽包水位2低Ⅲ值，汽包水位3低Ⅲ值都直接送到FSSS，实现汽包水位低灭火保护。 4  #2机组给水控制系统组态 　　4、1控制组态图的组成 　　用到的FBM有：    输入型。    020124-6，7，8(其中02指#2 CP，01指FBM型号，2指#2 I/O柜，4指FBM所处位号，6，7，8分别代表6通道，7通道，8通道)。 6通道接汽包水位1变送器来的4～20mA信号，7通道接汽包水位2变送