一　概述

　　随着汽轮机数字式电液调节系统(DEH)在火力发电机组上的广泛应用，其应用技术已相对成熟，系统功能基本满足机组控制要求。但在工程应用中，其安全性、可靠性还有待提高。有调研表明，DCS(含DEH)系统自身故障造成机组跳机的占误动跳机次数近一半，并易造成反复跳机的隐患。鉴于DEH控制系统的重要性，用户及设备厂家一直都期待有更加稳定、可靠的控制系统以获得最大的经济效益。

　　由于PLC是专门设计用于工业现场环境，稳定性、可靠性高，抗干扰能力强，具有非常优越的模拟量计算和处理能力。以PLC为硬件平台的DEH控制系统正广泛应用于工业控制领域，并获得了相同或更高的控制品质。





　　二　DEH系统介绍

　　华能岳阳电厂二期扩建工程(2×300MW)汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂生产的N300-16.7/537/537型亚临界、中间再热、高中压合缸、双缸双排汽单轴反动凝汽式汽轮机组。DCS系统采用PineControl系统，DEH为该系统的一个控制站。系统硬件采用进口的双CPU、双电源热备PLC，组态软件为PineControl系统的PineCAD组态软件。

　　汽轮机数字式电液调节系统(DEH)硬件配置主要由上位计算机(工程师站、操作员站等与DCS共用)、逻辑处理单元CPU以及各种I/O卡件、机柜等组成。系统采用两层网络结构：第一层为管理层采用冗余100M工业以太网，负责上位机与控制站的通信；第二层为控制层采用Controller Link总线，负责控制站间的通信。当控制层网络故障时，100M工业以太网作为控制层网络的后备，能自动切到100M冗余工业以太网通信。







　　DEH控制部分由冗余的CPU、I/O控制卡件、冗余电源、底板等组成。10块阀位控制卡(VC卡)组成阀门伺服控制部分，每一块VC卡用于一个阀门的控制，接收两路LVDT信号和输出两路伺服阀控制信号。

　　汽机转速测量采用转速卡及转速信号冗余设计方式(见图1)。DEH控制系统接收3路转速磁阻探头信号，分两组分别经两个测速卡整形送给控制站的3个高速计数卡。同时测速卡也具有OPC保护及电超速保护功能，即使2路转速探头故障，仍能正确测量出汽机转速。

　　DEH与APC(协调控制系统)的接口信号主要有：汽机流量指令、实际流量反馈、DEH远控投入请求、APC控制投入等，优先选用通信信号，如果通信信号故障，程序自动取用硬接线信号。如果两个信号均故障，自动退出APC远控。在协调方式下，DEH只接收和执行APC送来的流量指令，并转换成阀位控制指令输出。

　　三　DEH系统的特点

　　PineControl DEH控制系统具有如下特点：

　　(1)快速、准确、灵敏度高的特点。PineControl1000系统控制站的基本指令执行周期仅0.02μs，借助PineControl先进的独特的数据引擎组态软件技术，可实现32位或64位高精确度复杂的计算过程，并使控制逻辑更简单高效。在蒸汽参数稳定的情况下，可保证功率偏差小于1MW，转速偏差小于1r/min。

　　(2)利用PineCAD组态软件，实现多回路、多变量调节，具有较强的适应外界负荷变化和抗内扰能力，成功地配合DCS系统连续长时间投入双进双出中速球磨机组的机炉协调控制和远方遥调(AGC)控制，有利于电网的稳定运行。

　　(3)DEH系统可提供手动流量控制、调频、定汽压、定功率和机炉协调等多种运行方式。满足机组的各种运行工况要求。

　　(4)具有阀门管理功能。在启动过程中及低负荷工况下，可实现全周进汽(单阀控制)，以便于机组暖体或减少金属热应力；在大负荷运行时，可实现喷嘴调节方式(多阀控制)，以减少不必要的节流损失，提高了机组的热经济性。






　　(5)调试维护方便、便捷的特点。基于数据引擎技术的PineCAD组态软件使用非常方便可靠，在线修改十分简单、安全且没有次数的限制。使得PLC可以摆脱传统的、以梯形图为主的编程环境的制约，并克服了不同PLC须采用不同的编程软件的无标准化问题。能将相同的控制逻辑组态传送到不同的PLC中运行，实时监控它们的运行状态。此外，PineCAD还可在线修改各种调节参数及逻辑结构，有利于先进控制策略的方便实现，提高自动化水平。在线修改时可退出监视状态，修改之后，经分析确认无误，再传送到CPU中执行。而非即改即生效方式，可大大减少在线修改的危险性。
(6)由于冗余CPU切换已在PLC中实现，其可靠性大大提高，经实际反复检验均很正常，克服了目前国内使用的一些DCS处理器主备切换不正常，处理器的初始化易引发意外的问题。

　　(7)由于PineControl DEH控Ò

46;系统以PLC作为硬件平台，为模块化结构，系统扩展灵活，维护测试方便，适用于工业现场环境，抗干扰能力强、可靠性高。

　　(8)DEH控制系统可采用与Pine-Control系统DCS其他控制站一样的软硬件平台，可作为DCS的一个控制站集中统一管理。

　　四　工程应用情况

　　华能岳阳电厂二期扩建工程#3机组从调试到投入商业运行，经过多次开停机及168次运行考验，DEH系统运行情况良好，无一次由于系统自身故障造成机组跳机，在机组启动升速(见图2)、跨越临界转速、超速试验、并网升降负荷、变工况运行、抗扰动能力、一次调频、AGC控制(见图3)以及主调阀门活动等试验方面，都显示了系统的优越性，且具有运行安全可靠、在线检修维护、调试方便快捷等优点，达到了良好的效果。

　　目前，PineControl控制系统已应用于350、330、300MW亚临界燃煤发电机组、135MW和75MW循环流化床锅炉供热发电机组、100MW亚临界燃煤发电机组、给水泵汽轮机、网控、以及钢铁行业等工业控制领域。

　　五　结束语

　　以PLC硬件组成的PineControl DEH控制系统可极大地提高调节系统的安全可靠性、抗干扰能力、维护方便性。同时，利用PineControl系统的仿真平台，可在设备出厂前充分测试DEH的逻辑关系和设置调节参数，做到机组一次冲转成功和零调试，最大限度地提高机组的安全可靠性。