660MW机组3A阀油站DCS控制改造

张大伟

摘要：介绍了HORA液控阀油站的基本控制方式，对其采用的小型PLC控制系统做了简单的说明，以及在实际运行中对于该控制方式的一些可以加以改造使之运行更加可靠的方法。并结合电厂自身两台660MW机组近两年3A阀油站实际运行情况，对3A阀运行可靠性进行分析，并提出相应的预防措施与改进措施。

关键词：油站控制;PLC;DCS;改造

一、3A阀油站存在的问题

我厂两台机组投产至今，3A阀油站共发生SAP缺陷9条，其中6条均导致油站跳闸，结合历次缺陷深度分析并通过对系统进一步梳理，主要有以下问题：

（1）我厂3A阀油站采用德国HORA，控制系统采用西门子S7-200 PLC控制，厂家所提供的技术资料为英文，检修人员阅读和理解有一定困难，对设备参数调整有较大障碍。

（2）3A阀油站PLC压力、液位、温度测量一次元件均为进口备件，其他系统不通用，维护费用成本高;油站所有一次元件供电方式为就地24V电源模块供电，电源可靠性差，且压力、温度、液位这三个点全部为油站跳闸信号点，所以油站保护均为单点保护。2016年8月28日，#1炉3A阀油站跳闸，原因为油温信号隔离器信号线虚接，导致油箱温度为坏点，温度保护动作。

（3）油路控制的7个电磁阀及1个比例阀接线箱位于阀体旁边，任何一个电磁阀动作不正常，都会引发阀门不能正常动作。2017年2月6日#2炉3A阀1不能正常动作，反馈卡在55%，给指令后实际阀门不动作。试验后可以快开，不能快关，也不能操作。原因：DCS侧3A阀1的允许操作未投入，导致MV5、6、7电磁阀不能正常带电，故不能正常操作;就地阀门接线盒处接线松动，导致MV3电磁阀不能正常带电，故不能快关。

（4）我厂3A阀油站的原设计为就地手动控制，无法实现DCS远方控制，这样势必会导致不能及时操作，也增加了运行人员的工作量;二是存在操作安全隐患：要进行油泵切换试验时，运行人员必须到就地去操作控制面板上的按钮，不能实现集控室远方操作，费时费力，还增加了误操作的概率;三是发生设备故障时，PLC中没有历史记录，无法给设备异常分析提供依据。3A阀油站就地HMI控制面板中故障一页中的总复位按钮是用来复位停车故障的，在有一般报警的情况下，如误按下，则油站将停止运行。2016年10月24日20：06：28#1炉3A阀油站#2油泵跳闸，3A阀打开，阀位8.5%，除油站异常报警外，未见明显异常信号，就地一小时后启动油泵正常运行;2017年7月，由于油泵运行160S切换油泵运行时，导致油站跳闸，一小时后重新启动油泵正常。两次事故均导致油站停运时间长达一小时，即3A阀一小时不能正常动作，直接危及机组安全运行。

二、改造技术方案及实施

具体改造方案如下：

首先，在软件方面：热控人员坚持实用为主的技术风格，结合原来的就地控制图纸资料，设计符合实际的3A阀油站DCS控制逻辑。在设计新的逻辑图时，主动与机务专业及运行人员沟通，了解油站及系统运行工况，通过多次模拟实验、反复修改后，最终完成了3A阀油站逻辑的具体设计工作。通过逻辑上的改造，最大程度上利用了DCS的先进功能、提高了3A阀油站设备的利用效率，下面以#2炉3A阀油站为例简述逻辑改造：

1）增加A、B、循环泵及A、B溢流閥启动指令（反馈信号之前已引入DCS监视）;增加A、B、循环泵故障反馈;增加A、B、循环泵远方就地反馈;堵塞开关1、2反馈;蓄能器反馈，共计13个硬点。并将所有信号及指令加入历史点。

2）DROP13中增加A泵控制逻辑sheet008、B泵控制逻辑sheet009、循环泵控制逻辑sheet010、模拟量控制逻辑011、备用投退逻辑sheet012，共计5页逻辑。以油泵A为例简述油泵控制逻辑：

A、油泵A（电气给一组油泵运行信号;就地/远方接点;启动指令接点;停止指令接点）。

B、启允许：液位正常（液位在180～315mm范围）且温度正常（温度不低）。

C、自动起：（1）油泵B停止，自动起油泵A;（连锁投入）。

（2）油泵B运行，且油压低于16MPa。

D、自动停：油泵B运行，油压高于19MPa（压力低连启泵压力提升后，停运行泵、保持备用泵运行）。

E、超驰停：（1）油压异常（油压高于21MPa）。

（2）油位异常（油位低于180mm）。

F、油泵B（同油泵A）。

G、循环油泵无连锁条件，启动允许、跳闸逻辑同油泵A。

H、系统油压低于17MPa加载电磁阀带电;系统油压高于19MPa加载电磁阀失电。

I、温度测点在控制逻辑增加速率及质量判断;液位测点增加质量判断。

3）增加A泵手操器6510、B泵手操器6511、循环泵手操器6512、备用投退6513，共计4个弹窗;增加压力低、压力高、温度低、温度高、液位低、液位高画面显示报警。

4）就地PLC已取消，全部操作由DCS控制，就地控制箱留有3台油泵的远方、停止、就地切换旋钮，打到就地位置时，油泵自动启动，油压调节仍由DCS控制。

其次，硬件方面：就地控制箱内部接线改造，将开关量反馈信号甩开继电器控制回路，直接连接到DCS的DI卡件;将指令甩开继电器回路，直接接入DCS的DO卡件;将模拟量反馈信号甩开用信号隔离器供电方式，直接接入DCS的AI卡件;将压力传感器由德国HORA更换为罗斯蒙特压力变送器，且增加油站系统压力2测点（20HAG12CP102）;3A阀油站液压缸接线箱更换空间充足的接线箱及质量更可靠的端子排。

三、取得成果及经验

通过这次3A阀油站的DCS改造至今已近2年，改造后运行情况良好，未出现任何异常情况，改造后油站控制系统有以下特点：1、全面实现DCS远方操作。2、热控信号误发得到有效控制，自改造后，热控缺陷为零。3、减少了维护费用，原控制柜内继电器实现零维护费用;原PLC及其卡件可用到其他小型技改中;原来使用的进口一次元件由常用备件替换。4、故障原因检查方便，实用性强，也便于设备的状态性检修。

参考文献

[1]翁献进，赵德虎.火电厂中速磨润滑油站控制纳入DCS系统的改造

[2]王俊.微油点火控制系统改造—PLC控制改DCS控制