華能邯峰電廠TTS系統(tǒng)軟件優(yōu)化

 1 華能邯峰電廠TTS系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.1 TTS的概述
華能邯峰電廠目前采用的TTS是SIEMENS公司90年代的產(chǎn)品。它采用冗余配置，由兩套完全一樣、各自獨(dú)立的AG-F裝置（故障-安全型自動(dòng)控制裝置S5-95F）組成，其關(guān)系是二取二，每套AG-F對(duì)應(yīng)所有跳閘電磁閥的一個(gè)線圈；每個(gè)跳閘電磁閥上有兩個(gè)獨(dú)立的電磁線圈，只有兩個(gè)線圈都失電時(shí)，才會(huì)使跳閘電磁閥失磁跳閘，因此一套TTS故障不會(huì)引發(fā)跳閘。它作為連接汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（EPS）和跳閘電磁閥的紐帶，接受來(lái)自EPS、發(fā)電機(jī)保護(hù)電路以及手動(dòng)跳閘按鈕來(lái)的所有跳閘指令，進(jìn)行選通、存儲(chǔ)，并傳遞給跳閘電磁閥。跳閘電磁閥為斷電跳閘，每個(gè)門上有兩個(gè)跳閘電磁閥，為二取一，即一個(gè)跳閘電磁閥失電動(dòng)作，該門跳閘關(guān)閉。
1.2 TTS的測(cè)試功能
1.2.1 EPS來(lái)的跳閘信號(hào)通過(guò)硬接線連接到跳閘系統(tǒng)TTS
EPS的開關(guān)量輸出有三個(gè)通道，由硬接線送到每個(gè)S5-95F的中央處理單元A、B上，EPS發(fā)出的跳閘信號(hào)在TTS中要經(jīng)過(guò)三取二選擇。為檢測(cè)二者連接情況，TTS系統(tǒng)每60分鐘，需要對(duì)跳閘通道一次進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，如果任一通道檢測(cè)未通過(guò)，則中斷檢測(cè)，發(fā)出報(bào)警。
1.2.2 對(duì)超速保護(hù)也進(jìn)行檢測(cè)，每60分鐘對(duì)各個(gè)通道進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)
檢測(cè)程序也可通過(guò)子機(jī)架上的按鈕手動(dòng)啟動(dòng)。測(cè)試程序?yàn)椋涸谌齻€(gè)通道均沒(méi)有故障且未保護(hù)動(dòng)作時(shí)，每隔60分鐘循環(huán)檢測(cè)程序開始啟動(dòng)。
a、在通道1（CH1）上加一個(gè)測(cè)試頻率信號(hào)3303rpm/min作為轉(zhuǎn)速通道1的轉(zhuǎn)速值。
b、檢查1通道動(dòng)作情況，如果通道1未動(dòng)作，則發(fā)出“ch1Fault”信號(hào)，中斷測(cè)試程序；如果動(dòng)作，說(shuō)明CH1正常，則繼續(xù)以下步序。
c、檢查通道1狀態(tài)是否OK，如正常則以同樣方法試驗(yàn)第二、第三通道。
d、在通道1上加一個(gè)測(cè)試頻率信號(hào)3295rpm/min作為轉(zhuǎn)速通道1的轉(zhuǎn)速值。
e、檢查1通道動(dòng)作情況，如果通道1動(dòng)作，則發(fā)出“ch1Fault”信號(hào)，中斷測(cè)試程序；如果未動(dòng)作，說(shuō)明CH1正常，則繼續(xù)以下步序。
f、檢查通道1狀態(tài)是否OK，如正常則以同樣方法試驗(yàn)第二、第三通道。
1.3 TTS的軟件介紹
TTS軟件部分主要分為系統(tǒng)一和系統(tǒng)二兩部分。每個(gè)系統(tǒng)軟件又冗余的存放在兩個(gè)PLC中。兩個(gè)系統(tǒng)程序分別控制跳閘電磁閥的一個(gè)線圈，程序部分略有差別。其主要差別在超速測(cè)試部分。系統(tǒng)一在超速測(cè)試部分主要是對(duì)CS011/CS012/CS013三個(gè)帶硬接線的探頭進(jìn)行測(cè)試。系統(tǒng)二在超速測(cè)試部分主要是對(duì)CS014/CS015/CS016三個(gè)直接接入軟件的探頭進(jìn)行測(cè)試。此外，系統(tǒng)一和系統(tǒng)二都由53個(gè)程序塊組成。其中PB13是汽機(jī)保護(hù)跳閘系統(tǒng)，PB20是超速保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)，PB21是汽機(jī)保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)，PB31是#1高截門跳閘，PB32是#1高調(diào)門跳閘，PB33是#2高截門跳閘，PB34是#2高截門跳閘，PB35、36、37、38是中截門、中調(diào)門跳閘邏輯等。53個(gè)程序塊分別有各自的用途，在這里不再一一介紹。
2 對(duì)TTS軟件改造的必要性
①SIEMENS公司的S5-95F型設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)不再生產(chǎn)，存在備件價(jià)格較高且定貨困難等問(wèn)題，我們一直考慮設(shè)備換型，但都沒(méi)有合適的方案，由于是早期產(chǎn)品，系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)的不太合理。
②近兩年內(nèi)，我廠TTS已出現(xiàn)兩次故障，最終觸發(fā)跳機(jī)。并且，經(jīng)常在出現(xiàn)故障后，機(jī)柜內(nèi)沒(méi)有任何報(bào)警，事故追憶也沒(méi)有其他報(bào)警信息。根據(jù)S5-95F存在軟件語(yǔ)句不透明，跳機(jī)時(shí)故障原因不易查清等缺陷，我們應(yīng)對(duì)這部分進(jìn)行優(yōu)化，減少故障分析的難度。
③通過(guò)對(duì)其軟件部分進(jìn)行分析和研讀，結(jié)合我廠兩次故障跳機(jī)的事例，發(fā)現(xiàn)其存在一些不太合理的地方，這些不合理的地方都增加了誤動(dòng)的幾率。
首先，S5-95F中把測(cè)試故障作為跳閘條件之一，這樣會(huì)造成其在自動(dòng)測(cè)試中發(fā)生故障就置跳閘位，而此時(shí)汽輪機(jī)運(yùn)行良好，并未發(fā)生異常，所以增加了誤動(dòng)可能性。
其次，若在實(shí)際運(yùn)行中一個(gè)通道發(fā)生故障時(shí)，又正好趕上系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試，就會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)通道都故障而跳機(jī)。而一般情況下，當(dāng)一個(gè)通道發(fā)生故障時(shí)，觸發(fā)SPEEDLOW報(bào)警，檢修人員會(huì)馬上進(jìn)行處理。可是若在檢修人員還沒(méi)處理完時(shí)，正好趕上自動(dòng)測(cè)試，那么就會(huì)造成誤動(dòng)停機(jī)。
再次，自動(dòng)測(cè)試固然是好的，但是測(cè)試間隔時(shí)間過(guò)短，造成自動(dòng)測(cè)試頻繁，同樣增加了誤動(dòng)的幾率。
3 軟件優(yōu)化方法
3.1 追加報(bào)警
針對(duì)S5-95F機(jī)柜報(bào)警不全，事故追憶報(bào)警信息缺乏的現(xiàn)象，增加相應(yīng)的重要報(bào)警。S5-95F與DCS通訊用的是L1總線，一端為CP530，一端為BT777。在S5-95F的軟件設(shè)計(jì)中預(yù)留了相應(yīng)的通訊接口，可以直接傳送至DCS。查找空閑的軟件接口，我們?cè)诿刻紫到y(tǒng)中增加了五個(gè)報(bào)警。它們分別是電池故障報(bào)警、開始測(cè)試提示以及三個(gè)通道故障報(bào)警。這樣將大大加強(qiáng)檢修人員查找解決問(wèn)題的速度。
3.2 對(duì)測(cè)試故障信號(hào)所參與邏輯進(jìn)行規(guī)范
將I64.3（超速保護(hù)測(cè)試通道2.1），I64.4（超速保護(hù)測(cè)試通道2.2），I64.5（超速保護(hù)測(cè)試通道2.3），Q65.3（超速保護(hù)測(cè)試通道1.1），Q65.4（超速保護(hù)測(cè)試通道1.2），Q65.5（超速保護(hù)測(cè)試通道1.3）的測(cè)試故障信號(hào)進(jìn)行規(guī)范，刪除其去參加汽機(jī)跳閘的邏輯。
3.3 修改自動(dòng)測(cè)試時(shí)間
將自動(dòng)測(cè)試時(shí)間增加至24小時(shí)一次。在S5-95F中，其程序邏輯只允許最大時(shí)間設(shè)為9990s，即2.75h。自動(dòng)測(cè)試頻繁會(huì)造成很多不必要的麻煩。因此，我們?cè)诔绦蛑性黾恿艘粋€(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)器C1。在C1中，我們把一次時(shí)間設(shè)為1小時(shí)，C1計(jì)數(shù)24次后再進(jìn)行下一次的自動(dòng)測(cè)試程序。
3.4 完善停自動(dòng)測(cè)試步序條件 針對(duì)上面所說(shuō)的一個(gè)通道發(fā)生故障時(shí)，又正好趕上系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試，就會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)通道都故障而跳機(jī)的危險(xiǎn)，我們?cè)谶壿嫵绦蛑性黾覨9.0，F(xiàn)9.1，F(xiàn)9.2作為停止自動(dòng)測(cè)試步序的增加條件。其邏輯關(guān)系表達(dá)見圖1，即當(dāng)發(fā)生一個(gè)通道故障時(shí)，停止自動(dòng)測(cè)試邏輯。
4 效果測(cè)試
針對(duì)系統(tǒng)邏輯修改的位置，我們進(jìn)行了一系列的測(cè)試工作。
通過(guò)表1，我們可以看出修改后的TTS軟件系統(tǒng)保證了機(jī)組的安全動(dòng)作。在手動(dòng)跳閘按鈕發(fā)出信號(hào)、發(fā)電機(jī)保護(hù)跳閘信號(hào)、MFT信號(hào)、DCS來(lái)的跳閘信號(hào)和兩組探頭分別三取二故障時(shí)能夠準(zhǔn)備無(wú)誤可靠跳機(jī)。而在超速測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的一系列問(wèn)題采取了保留態(tài)度，避免了自動(dòng)測(cè)試所帶來(lái)的誤動(dòng)可能性。通過(guò)整體效果測(cè)試，充分證明了軟件系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)是成功的。
5 結(jié)論
該優(yōu)化方案克服了S5-95F軟件的晦澀性，打破了其封閉性，成功的修改添加了程序邏輯，完善了汽機(jī)跳閘系統(tǒng)，使我廠的汽機(jī)跳閘系統(tǒng)不僅避免了拒動(dòng)，保證了機(jī)組的可靠動(dòng)作，還降低了機(jī)組誤動(dòng)，為廠里節(jié)省了由于誤動(dòng)而帶來(lái)的啟停機(jī)費(fèi)用，為安全運(yùn)行提供了進(jìn)一步的保障。