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PLC在汽轮机ETS中的应用

1 引言

汽轮机危急跳闸系统(ETS)是汽轮机保护最重要的一环，它是汽轮机电跳闸的出口，其运行安全与否直接影响到汽轮机的安全运行。ETS监测汽轮机的一些重要参数，如:润滑油压力、凝汽器真空、汽机转速、转子振动、轴向位移等，当这些参数越限时，输出跳闸信号到跳闸电磁阀，跳闸电磁阀卸掉保安系统的保安油，使汽轮机的主汽阀和调节阀迅速关闭，完成汽轮机跳闸的功能，使汽轮机紧急停机，处于安全状态，以避免发生严重的后果。
过去的汽轮机危急跳闸系统是由继电器、触发器等独立电气元件组成简单的逻辑回路，由分离电子元件组成电子线路板接收模拟量输入(转速)等来实现系统控制功能，其特点是:线路复杂、体积庞大，功能有限;可靠性低，常出现“拒动”或“误动”;稳定性和灵活性差，极不利于系统维护工作。因此，必须对其进行改造。
以耒阳电厂为例, 在2号机组(200 MW)DCS改造过程中，对的汽轮机危急跳闸系统也进行了改造，淘汰了以往的危急跳闸联锁保护柜, 采用了以可编程逻辑控制器(PLC)为核心的ETS。此次ETS改造是由笔者负责安装、编程、调试的, 现在介绍PLC在汽轮机ETS中的应用情况。

2 系统组成

耒阳电厂的2号机组(200 MW)的ETS系统是以可编程逻辑控制器PLC为核心的控制柜、执行机构、声光报警和一次、二次外围元件组成，系统装置如图1所示。ETS控制柜里主要有双PLC、报警继电器、跳闸继电器、保护投切盘等。每一路输入、输出通道都有与之相对应的指示灯，可以检查某一通道的动作情况。且系统具有在线试验功能。

图1 ETS系统装置图

借助DCS系统的强大功能，使ETS系统的人机界面成为DCS系统的一个子系统。可以方便地对整个ETS系统进行直观的状态监视分析，对系统状态和众多过程量设置声光报警。并且把汽轮机跳闸的首出原因送进了事故追忆系统(SOE)，可以方便的查找汽轮机跳闸原因。这样丰富和完善了对ETS系统的检修、维护手段，提高了自动化水平。
ETS选用了西门子公司的S7系列PLC，选用了电源模块、CPU模块、DI模块和DO模块。由PLC的中央处理单元CPU完成所有输入信号的逻辑处理和输出信号的逻辑控制。由于系统对该装置的可靠性要求特别高，即保证在任何可能发生的紧急情况下，都能准确无误地使汽轮机组停机，所以该套装置设置为双PLC运行方式。由于双PLC是并列运行，互不干扰，并具有“或”的关系，不需要在线热切换，所以不存在切换扰动的问题。若其中任意一套发生故障，另一套可编程控制器还是正常运行，此时，汽机运行的保护功能仍是完整的。这种双PLC控制方案比通常所讲的双冗余控制方案的可靠性更高一些。

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