關(guān)鍵詞：機(jī)組自啟停,、順序控制系統(tǒng)、APS,、660MW機(jī)組,、NT6000集散控制系統(tǒng)、邏輯結(jié)構(gòu)

 

1.概述

 

大唐南京電廠2×660MW機(jī)組于2010年12月順利通過168小時性能驗(yàn)收,，其中輔助車間集中控制和煙氣脫硫控制系統(tǒng)全部采用南京科遠(yuǎn)自動化集團(tuán)股份有限公司的NT6000集散控制系統(tǒng),，控制總點(diǎn)數(shù)達(dá)到13000多點(diǎn)。如此大型的機(jī)組在運(yùn)行期間,，特別是在啟,、停系統(tǒng)的操作過程中，如果全靠操作人員手動進(jìn)行,，則需要大量準(zhǔn)確地操作才能保證機(jī)組順利啟停,。而在煙氣脫硫系統(tǒng)采用的APS，即機(jī)組自啟停系統(tǒng)這一控制理念既提高了機(jī)組啟停的正確性,、規(guī)范性,，又大大減輕了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，從整體上提高機(jī)組的自動化水平,。本文將就APS系統(tǒng)在煙氣脫硫控制系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用做詳細(xì)地闡述,。

 

2. APS邏輯設(shè)計

 

2.1基本結(jié)構(gòu)設(shè)計

 

APS系統(tǒng)使用斷點(diǎn)方式實(shí)現(xiàn)機(jī)組自啟停控制，可實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)準(zhǔn)備到出口煙氣完成脫硫以及解列煙氣脫硫的自動控制,。APS分啟動模式和停止模式,，分別包含6個斷點(diǎn)程序，啟動過程分為:系統(tǒng)準(zhǔn)備斷點(diǎn),、啟動循環(huán)泵斷點(diǎn),、啟動除霧器斷點(diǎn)、啟動石膏排出泵斷點(diǎn),、啟動石灰石漿液泵斷點(diǎn),、啟動氧化風(fēng)機(jī)斷點(diǎn)；停止過程分為：停止氧化風(fēng)機(jī)斷點(diǎn),、停止灰石漿液泵斷點(diǎn),、停止石膏排出泵斷點(diǎn)、停止除霧器斷點(diǎn),、停止循環(huán)泵斷點(diǎn)、停止真空皮帶機(jī)斷點(diǎn),。

 

2.2軟件邏輯設(shè)計

 

從上分析,，機(jī)組自啟停系統(tǒng)可分為三層。

2.2.1 操作管理邏輯

 

其中操作管理邏輯是APS的第一層,，其作用為：

 

（1）選擇啟動模式還是停止模式,；

 

（2）選擇和判斷APS是否投入；當(dāng)非APS投入模式時,，可以任意選擇一個或若干個斷點(diǎn),，在進(jìn)行下一個斷點(diǎn)程序之前，其產(chǎn)生的指令會判斷之前的斷點(diǎn)是否已完成,，當(dāng)選擇APS投入模式時,，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的整機(jī)啟動或停止。

 

（3）選擇操作提示模式（手動模式）,、自動操作模式,；考慮到APS 控制涉及到大量的現(xiàn)場設(shè)備,常常出現(xiàn)由于設(shè)備本體的原因無法保證所有設(shè)備均能接受遠(yuǎn)方自動控制,因此受控設(shè)備(回路) 均設(shè)計有“操作提示”和“自動操作”兩種模式。運(yùn)行人員可根據(jù)需要,將相應(yīng)的設(shè)備切到“操作指導(dǎo)”模式,APS邏輯對此設(shè)備將只作閃光提示而不直接啟動,調(diào)節(jié)回路輸出將跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置反饋,。由運(yùn)行人員手動完成相關(guān)操作,操作完成后,反饋信號將觸發(fā)邏輯進(jìn)入下一步序的控制,。在自動操作模式時，將根據(jù)選擇的斷點(diǎn)自動完成設(shè)備的啟停操作,。因此在APS投入模式時,，一定是自動操作模式。

 

（4）選擇設(shè)備的備用關(guān)系,；互為備用的設(shè)備,，在APS啟動過程中，選擇主工作設(shè)備和備用設(shè)備。

 

下圖為APS投入及斷點(diǎn)選擇的邏輯框圖,，從圖中可知,，APS投入時，每個斷點(diǎn)都將被執(zhí)行,，若APS沒有投入,，則選擇到的斷點(diǎn)將會被執(zhí)行，此功能可用于在系統(tǒng)投運(yùn)前,，對每個分?jǐn)帱c(diǎn)（子系統(tǒng)）進(jìn)行分別調(diào)試或有選擇性的組合聯(lián)調(diào),。

 

2.2.2 步進(jìn)程序

 

APS系統(tǒng)軟件邏輯的第二層為步進(jìn)程序。它是APS構(gòu)成的核心內(nèi)容,，每個斷點(diǎn)都具有邏輯結(jié)構(gòu)大致相同的步進(jìn)程序(SFC),。其作用為：

 

(1) 判斷每個斷點(diǎn)啟動和停止的允許條件；

 

(2) 給每個斷點(diǎn)提供人工干預(yù)的手段,，比如跳步,、暫停、復(fù)位等,；

 

(3) 顯示斷點(diǎn)中每一步的步序號,、執(zhí)行時間、設(shè)定時間,、剩余時間等,；當(dāng)前步序號必須保證每個子步都不一樣，當(dāng)步序號變化時給當(dāng)前步運(yùn)行時間清零后開始計時,、而當(dāng)子步序處于暫停時,，剩余時間是不計時的。

 

2.2.3 設(shè)備邏輯程序

 

第三層為各斷點(diǎn)子步進(jìn)行時產(chǎn)生的指令,，即產(chǎn)生送至各個設(shè)備的功能組命令,。其作用為：

 

（1）選擇設(shè)備的手動或自動模式；

 

（2）根據(jù)每個斷點(diǎn)子步序的觸發(fā)條件去動作設(shè)備,；

 

（3）互為備用的設(shè)備啟動組,，若選擇的設(shè)備組啟動失敗時，需自動切換至啟動備用設(shè)備組有提示運(yùn)行人員,。

 

在具體的邏輯設(shè)計時,采用了模塊化,結(jié)構(gòu)化的組態(tài)方式,，每個步序邏輯均采用了相同的邏輯結(jié)構(gòu),以保證程序的可讀性和準(zhǔn)確性。這樣做一方面更為清晰有效地實(shí)現(xiàn)了控制策略;另一方面也便于調(diào)試和修改,不至于出現(xiàn)一處邏輯修改而引起多處連鎖反應(yīng)的情況,提高了系統(tǒng)安全性,。

 

3. APS報警設(shè)計

 

在系統(tǒng)運(yùn)行期間,，DCS 系統(tǒng)通過操作畫面與操作員進(jìn)行信息互動，但為了對系統(tǒng)進(jìn)行更有效地監(jiān)控,，就需要對出現(xiàn)事故報警的被控對象進(jìn)行快速檢索,、判別和確認(rèn)事故類別,，因此我們在進(jìn)行APS報警設(shè)計時需要考慮如下方面：

 

（1）系統(tǒng)設(shè)備的故障狀態(tài)，例如設(shè)備跳閘,、閥門故障,、指令拒絕等信息必須在操作畫面實(shí)時反映,以便給操作員進(jìn)行監(jiān)控。

 

（2）對報警進(jìn)行分系統(tǒng)顯示,，一旦出現(xiàn)報警,，可以準(zhǔn)確地對報警進(jìn)行定位。

 

（3）系統(tǒng)運(yùn)行過程中,，特別是機(jī)組發(fā)生故障的時候,過程報警是海量信息,。為幫助操作員正確把握主要故障原因，報警應(yīng)分等級分別報出,。

 

（4）各種過程報警信息通過適當(dāng)?shù)耐緩酵暾w現(xiàn),，使操作員掌握全面的信息，例如可以采用報警光子牌的形式,。

 

（5）系統(tǒng)運(yùn)行過程中,報警形式可根據(jù)需要采用聲音,、彩色燈光、顏色等多種手段,。

 

4. 界面設(shè)計

 

我們在進(jìn)行APS界面設(shè)計的原則是：主操作界面需要簡潔,，表現(xiàn)出系統(tǒng)的運(yùn)行情況即可，子界面需給出系統(tǒng)中各個斷點(diǎn)及斷點(diǎn)包含的功能組,、設(shè)備的運(yùn)行情況。APS的操作界面如下圖所示,。

 

下面分別介紹每個按鈕及顯示框的詳細(xì)意思：

 

1） 條件滿足：當(dāng)執(zhí)行到某個斷點(diǎn)時,，若條件滿足，綠色顯示,；若條件不滿足,，紅色顯示。點(diǎn)擊按鈕可查看當(dāng)前斷點(diǎn)的每個條件允許與否,。

 

2） 操作提示：點(diǎn)擊按鈕通過彈出畫面可對系統(tǒng)投運(yùn)斷點(diǎn),、設(shè)備主備關(guān)系進(jìn)行選擇。

 

3） APS投入：當(dāng)APS投入時,，所有斷點(diǎn)都將被選擇,。

 

4） 自動模式：分自動和手動模式，當(dāng)APS投入時,，系統(tǒng)進(jìn)入自動模式,。APS解除時，可以選擇手動和自動模式,，并且可以通過右鍵進(jìn)入子圖,，選擇哪些斷點(diǎn)投入,。

 

5） 系統(tǒng)流程：點(diǎn)擊進(jìn)入詳細(xì)子圖，如下圖所示,。

 

左側(cè)為整個系統(tǒng)所需執(zhí)行的步驟,，黃色閃爍框表示當(dāng)前正在執(zhí)行的斷點(diǎn)程序?？牲c(diǎn)擊流程框,，例如“調(diào)用#1A吸收塔啟動功能組”，在右邊彈出啟動功能組的詳細(xì)狀況,，其中顯示此功能組所涉及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),、運(yùn)行時間等。

 

6） 報警光子牌：當(dāng)系統(tǒng)中有未確認(rèn)報警時,，紅色/黃色閃爍,；有報警但已確認(rèn)時平光紅色；無報警時為灰色,。點(diǎn)擊可進(jìn)入詳細(xì)報警信息畫面,。

 

7） 當(dāng)前主步序：這里顯示APS執(zhí)行情況的進(jìn)度顯示，以及當(dāng)前執(zhí)行中的斷點(diǎn)描述,。

 

8） 當(dāng)前子步序：執(zhí)行斷點(diǎn)中子功能組的步序描述以及當(dāng)前步的執(zhí)行時間,。

 

9） 當(dāng)前步剩余時間：根據(jù)當(dāng)前步執(zhí)行所需的設(shè)定時間計算出當(dāng)前步的剩余時間。

 

10）操作按鈕：系統(tǒng)啟動,、停止,、確認(rèn)、暫停,、復(fù)位按鈕,，通過這些按鈕完成APS的所有操作。當(dāng)完成一個斷點(diǎn)時,，操作按鈕將被下圖所替換,。點(diǎn)“繼續(xù)”按鈕，程序?qū)⒆约哼M(jìn)入下一個斷點(diǎn),；點(diǎn)“暫停”按鈕,，程序?qū)⑼Ａ粼诋?dāng)前斷點(diǎn)且下方的剩余時間不再累計，當(dāng)“暫停”取消時,，再繼續(xù)計時,，當(dāng)剩余時間小于或等于0秒時，自動進(jìn)入下一斷點(diǎn),；點(diǎn)“復(fù)位”按鈕,，APS程序?qū)⒅兄埂?/div>