工作原理及系統(tǒng)概述
(1) DEH工作原理
DEH指汽輪機(jī)數(shù)字式電液控制系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)控制部分和EH液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。采用DEH控制可以提高高、中壓調(diào)門的控制精度，為實(shí)現(xiàn)CCS協(xié)調(diào)控制及提高整個(gè)機(jī)組的控制水平提供了基本保障，更有利于汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。
DEH由三大部分組成：
電子硬件(DEH I/O站，操作員站，工程師)：
MACS系統(tǒng)；
軟件：
系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件；
液壓伺服系統(tǒng)：電液轉(zhuǎn)換器、OPC電磁閥、LVDT閥位反饋、測(cè)速裝置。
DEH系統(tǒng)具備以下一些功能：
◎功能
機(jī)組轉(zhuǎn)速控制：機(jī)組起動(dòng)和升降轉(zhuǎn)速控制
機(jī)組功率控制：機(jī)組升降負(fù)荷和穩(wěn)定負(fù)荷控制
可調(diào)抽汽壓力控制：電、熱牽連調(diào)節(jié)，已熱定電運(yùn)行控制，以電定熱運(yùn)行控制
◎基本功能
自動(dòng)同期控制
初始負(fù)荷控制
一次調(diào)頻功能
協(xié)調(diào)控制：功率控制，主汽壓力控制，閥位控制
電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)：自動(dòng)調(diào)度控制或自動(dòng)發(fā)電控制
輔機(jī)故障減負(fù)荷
機(jī)組甩負(fù)荷快速保持
◎可選功能
汽輪機(jī)起動(dòng)控制（新建機(jī)組一般均有，改造機(jī)組視情況定）
自動(dòng)掛閘
◎超速保護(hù)（OPC）控制：機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，抑制轉(zhuǎn)速飛升避免汽機(jī)跳閘；在機(jī)組甩負(fù)荷的同時(shí)轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)設(shè)值，自動(dòng)關(guān)閉調(diào)門，維持機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速。
◎主蒸汽壓力降低限制：主蒸汽壓力下降到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)小汽輪機(jī)調(diào)門開度，使蒸汽壓力維持在允許的值
◎汽輪機(jī)真空降低負(fù)荷限制（汽機(jī)廠決定，需真空與負(fù)荷曲線及真空度檢測(cè)儀表）
◎功率、主蒸汽流量和可調(diào)整抽汽流量限制
(2)硬件開發(fā)
針對(duì)DEH應(yīng)用主要涉及兩種特殊卡件，轉(zhuǎn)速控制卡和閥位控制卡。轉(zhuǎn)速控制卡主要實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)超速控制及超速保護(hù)功能，保證發(fā)電機(jī)組安全。閥位控制卡主要用于汽輪機(jī)閥門伺服驅(qū)動(dòng)控制。該模件與功率放大模件相配合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓抗燃油或低壓透平油系統(tǒng)電液轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)。
轉(zhuǎn)速控制卡可分別檢測(cè)3路過(guò)零（AC/DC ≥500mV電壓峰值）轉(zhuǎn)速信號(hào)，相應(yīng)送出轉(zhuǎn)速大于103%和110%控制信號(hào)。隨后由超速控制及超速保護(hù)邏輯對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行三選二處理，送出超速控制及超速保護(hù)輸出信號(hào)，最終控制對(duì)應(yīng)的超速控制及超速保護(hù)開關(guān)動(dòng)作。
閥位控制卡為智能型閥門伺服控制卡，該卡和伺服閥、閥門位移反饋等構(gòu)成電液伺服回路，控制閥門的開度。閥位控制卡可檢測(cè)LVDT閥門位置反饋輸入信號(hào)，手/自動(dòng)、OPC、ASL、聯(lián)鎖、RUNBACK等開關(guān)量輸入信號(hào)，可輸出-40mA~+40mA電流信號(hào)以驅(qū)動(dòng)閥門動(dòng)作。
DEH專用模塊（OPC,小網(wǎng)運(yùn)行等）的開發(fā)可以使SUPMAX800系統(tǒng)擴(kuò)展到DEH的控制中。
(3)系統(tǒng)構(gòu)成及功能
下圖為DEH控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
在圖中上層是工作站部分，包括工程師室、控制室。工程師室里有工程師站，歷史站。OPC小網(wǎng)運(yùn)行等各類邏輯組態(tài)和數(shù)據(jù)監(jiān)控就是在工作站完成的。工程師站可以用來(lái)組態(tài)DEH的控制邏輯并且下裝到控制器中運(yùn)行。歷史站用于保存歷史數(shù)據(jù)，可以查看任何時(shí)間的各類DEH數(shù)據(jù)。控制室里有操作員站，操作員站上安裝有監(jiān)控軟件，可以用來(lái)監(jiān)控DEH數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行DEH的各類實(shí)驗(yàn)。
中間是系統(tǒng)的冗余通信網(wǎng)絡(luò)SUPMAX800NET。網(wǎng)絡(luò)用于連接遠(yuǎn)程處理單元和上位機(jī)控制站。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸功能。
下面是遠(yuǎn)程處理單元。遠(yuǎn)程處理單元包括我們的處理器DPU和各類I/O處理模塊，包括新開發(fā)的兩塊專用卡件。處理器DPU具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。實(shí)現(xiàn)了各類邏輯算法，數(shù)據(jù)傳輸，還具有DEH的仿真功能等。I/O處理模塊實(shí)現(xiàn)采集和輸出控制的功能，用于連接DEH系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
根據(jù)DEH的要求，系統(tǒng)遠(yuǎn)程處理單元配置了兩對(duì)互為冗余的控制器DPU，各類卡件若干，還有其他一些輔助設(shè)備。配置清單如下所示：
1、機(jī)柜2個(gè)
2、24V電源4個(gè)（CP SNT 500W 24V 20A）
3、冗余切換模塊2個(gè)（CP DM 20）
4、直流配電端子2組
5、DO預(yù)制電纜4根
6、IO總線連接線6根
7、交流配電端子4組
8、繼電器64個(gè)
9、交換機(jī)4個(gè)
10、網(wǎng)絡(luò)預(yù)制電纜2套
11、DPU4塊
12、DI6塊
13、DO4塊
14、DO接線板4塊
15、AI14塊
16、AO4塊
17、RTD4塊
18、TC4塊
19、SPD6塊
這些配置組成了新一代DEH控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)各類DEH的采集和控制功能。
(4)軟件組成及功能
系統(tǒng)軟件包括控制器應(yīng)用軟件的改造、I/O模件應(yīng)用軟件、組態(tài)邏輯軟件三大部分。
a．控制器應(yīng)用軟件的改造
在控制器的應(yīng)用軟件的改造中，我們將系統(tǒng)的多樣性掃描周期進(jìn)行了性能方面的改進(jìn)，從原來(lái)的的控制進(jìn)程20ms進(jìn)一步將速度提高到10ms掃描進(jìn)程，這樣就可以使控制器處理運(yùn)算和掃描I/O的時(shí)間更加快速。同時(shí)保留了原來(lái)的其他幾個(gè)進(jìn)程50ms，100ms，250ms，500ms，其中250ms為普通進(jìn)程。
另外，控制器的I/O掃描方式也做了突破性的改進(jìn)。采用了一種輸入輸出模塊的分時(shí)掃描方法，這種方法的應(yīng)用，可以消除輸入輸出掃描在控制器處理的時(shí)候會(huì)有一個(gè)周期的延時(shí)的缺點(diǎn)，大大提高了I/O掃描的速度。
b．I/O應(yīng)用軟件的開發(fā)
對(duì)于新開發(fā)的兩塊卡，我們對(duì)其開發(fā)了相應(yīng)的應(yīng)用軟件。針對(duì)轉(zhuǎn)速輸入配合硬件做了一定的處理，保證了轉(zhuǎn)速采集的精度。閥門驅(qū)動(dòng)卡使用了A/D轉(zhuǎn)換芯片，應(yīng)用軟件做了相應(yīng)的處理，將原來(lái)PWM輸出的方式修改為現(xiàn)在直接和A/D轉(zhuǎn)換芯片通訊的方式。
c．組態(tài)邏輯軟件
根據(jù)DEH的功能，在工程師站組態(tài)了大量的控制邏輯，用于實(shí)現(xiàn)DEH功能。并且做了監(jiān)控畫面用于監(jiān)控相應(yīng)的DEH數(shù)據(jù)。
