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标题I/A’S系统中温度保护逻辑的优化
技术领域变频器
行业
简介
内容

摘要：通过对纳雍电厂＃1、＃2机组辅机温度高保护逻辑的优化，实现了热电阻断线保护和温度变化速率限制，避免了因测温元件故障引起的温度保护误动，确保了机组的稳定运行，并着重介绍了该逻辑在I/A Series系统的实现方法。
　　
关键词：DCS I/A Series 辅机温度保护 热电阻断线 速率限制
　　
　　1.概述

　　纳雍发电总厂为新建电厂，规划设计8×300MW燃煤机组，其中＃1、＃2机组由哈尔滨三大动力厂生产，DCS采用上海Foxboro公司的I/A Series智能自动化系统，DEH为上海新华工程控制公司的DEH－ⅢA系统。＃1机组于2003年4月投产，＃2机组相继于同年9月投产。
　　
　　热工保护作为热工自动化的重要部分，一直受到我厂的重视，尤其是一些重要辅机，如送引风机、磨煤机、循环水泵、凝结水泵等，都设置了轴承和电机的温度高保护。但在实际生产过程中，由于测温元件发生断线或端子接线接触不良、松动，造成被测温度突升，辅机温度保护动作误跳闸，严重影响了机组的稳定运行。
　　
　　2.存在的问题

　　热电阻是利用金属导体电阻随温度而变化的原理制成的，当热电阻断线以及接线端接触不良时，其接触电阻会增大，对于保护来说其温度会发生突然的升高，导致保护动作；同时热控人员在工作时，也会发生错拆测温元件的造成断线可能，这也导致了温度保护的动作。
　　
　　经过分析，以下几方面的原因可能造成保护误动：
　　● 辅机长时间运行，长期的振动造成接线端子松动；
　　● 设备因素造成热电阻损坏、断线；
　　● 热工人员检修时误拆元件，导致热电阻断线；
　　● 热电阻本身质量缺陷，内部断线和故障。
　　
　　在此先介绍几个I/A系统的术语：
　　

　　

　　我厂辅机原来采用的辅机温度保护逻辑如下图：
　　

　　

　　热电阻温度信号通过电缆连接到I/A系统的FBM03卡件端子上，由卡件对信号进行A/D转换，在组态中用AIN块对输入数字信号进行处理，包括：量程定义、高高值设定、信号坏判断等，并输出显示，再利用CALC块进行逻辑运算，对坏值(BAD)的非和高高值(HHAIND)相与，即测温元件正常且温度高高，输出跳闸BO到COUT块，再通过FBM26卡件带的继电器去跳闸辅机。
　　
　　这里加入了坏质量判断，但实际效果不明显。经过实践证明，温度元件在断线时存在延时,并不是立即就坏，另外端子接触不良时，其阻值忽大忽小，这就存在保护误动地可能。看来,单纯的靠坏值判断并不能解决问题，还要进行温度值变化速率判断，这样才能避免保护的误动。
　　
　　3.解决方法

　　现在问题的焦点就变为了怎样进行速率判断，开始我们想通过比较同一温度在前后相位间的差值来获得速率，后来通过查找I/A系统的资料，我们找到REALM模块，它能实现对变化速率的判断，在速率超过设定值时，送出布尔量的指示信号。这样就为逻辑判断和闭锁保护输出提供了条件。
　　
　　考虑到逻辑的易读和易用性，我们在设计逻辑前制定了以下规则：
　　1)模块设置及命名：
　　

　　

　　2)关于保护的投切：
　　在需要切除保护时，将CALC块的BI06置0，限制其BO01输出；需要投入时，在检查没有保护异常的情况下，将CALC块的BI06置1。
　　3)报警画面：
　　温度元件异常后，由CALC块的BO02输出一个报警，经由报警逻辑后，在报警成组画面送出声光报警，提示运行人员联系热控进行处理。
　　4)速率限值值：
　　速率报警的定值为3℃/s
　　
　　下面我们以我厂＃1机组A凝结水泵为例，着重介绍具体的组态方法：
　　1)修改后的保护逻辑如下：
　　

　　

　　 增加了对温度的速率限制和温度元件异常后的报警。
　　2)A凝结水泵温度测量点及保护定值：
　　

　　

　　3)模块的连接如下图：
　　

　　

　　模块23TE08A、23TE09A、23TE16A对温度信号进行BAD坏值判断；而模块23TE08ARALM、23TE09ARALM、23TE16ARALM又从前三个AIN块处引入输出，再进行高高值和速率超限判断；在NBATP模块中，对BAD、ROCIND、HHAIND进行逻辑运算，实现保护输出及异常报警，并能对保护进行投切（BI06）和报警进行确认（BI16）；跳闸输出到COUT块，驱动继电器动作去跳闸辅机。
　　
　　I/A系统的组态为填表式，连接点以Compound:Block.Parameter的格式来填写，这里我们的Compound名为NBTP，各模块的具体设置如下表：
　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　4)保护判断模块的逻辑：
　　下图就是NBATP模块的SAMA图，可以结合上面CALC块的逻辑步序来看：
　　

　　

　　上图中测温元件异常（M01、M02、M03）是由元件坏和速率超限相或，然后经由RS触发器保持得到的，取非后与上温度高高（延时2秒），送出跳闸，任意温度高即跳闸辅机。图中BI06为保护的投切开关。测温元件异常（M01、M02、M03）相或后送出报警，提示运行人员注意。
　　
　　4.应用和结论

　　经过试验证明该方法有效可行，且不用增加任何设备，即可达到预定的功能。我们已将其用于送风机、引风机、磨煤机、一次风机、排粉机、电动给水泵、凝结水泵、循环水泵等重要辅机的温度保护上，已经成功的避免了两次由于热电阻异常造成的误动。该逻辑也可用于热电偶测温的保护中，REALM模块的速率限制功能大大提高了逻辑组态的方便性。希望广大使用I/A系统的单位能从中得到启迪，用活、用好控制系统。