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DEH-NK汽轮机数字电液调节系统

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商品信息

1、DEH-NK系统概述

 

1.1    前言

早期的汽轮机调节大多采用液压调速方式,这种调节方式仅提供比例调节,存在自整性不够,调节精度低,超调量大,运行时的工作特性固定,调节品质差等缺陷,但由于液压调速方式的工作可靠性高,而且能够满足运行调节的基本要求,因此,至今仍有一定的实用价值。

        随着机组容量及机组运行形式的多样化,仅依靠原有的液压调节技术已不能适应当前机组运行的需要,于是电液调节方式应运而生。早期的电液调节系统为模拟电液调节系统,它以模拟电路组成的模拟计算机为基础,引入了功率,频率两个调节信号,使汽轮机的调节品质得到了很大的改善。近年来随着计算机技术的发展及其在热工自动化领域中的广泛应用,数字电液调节系统DEH(Digital Electric-Hydraulic Control)取得快速发展。数字电液调节系统以数字计算机技术为基础,采用比例积分及微分(PID)调节器,具有调节精确度高、超调量低、稳定性强、调整时间短等优点,从而使系统静态和动态特性得到很大的改善。数字电液调节系统逐渐取代液压调节系统和模拟电液调节系统成为汽轮机调节的主流方式。

 

1.2    DEH-NK产品的发展

科远股份DEH-NK产品的发展历程:

★ 1998年开始开发DEH专用模件,为505/505E配套的伺服控制器

★ 1999年开始参与DEH项目的开发与实施-南热、苏龙135MW等级机组等项目

★ 2001年完善DEH-NK系统的开发,并取得了大量成功应用业绩

★ 2003年DEH-NK系统在全国范围内广泛应用,与国内多家汽轮机厂建立战略合作关系,得到汽轮机厂和用户的一致好评

★ 2006年完成孤网控制系统的开发,并取得了成功应用业绩

        ★ 2008年DEH-NK进一步规范和完善操作界面,优化控制逻辑,标准系统硬件,保证机组的经济运行

 

1.3    DEH-NK系统适用机型

客户的需求就是科远股份的动力,科远股份在多年工程经验的基础上,针对不同的机组类型进行标准化设计和开发工作,设计、开发出适合各种机组类型的DEH供用户选择。

 


 


 

1. 4    DEH-NK系统技术参数

1) 转速控制范围:盘车转速~3500转/分,精度(±1转/分)

2) 负荷控制范围:0~115%,精度0.5%

3) 转速不等率:3~6%连续可调

4) 升速率控制精度:(1r/min)

5) 甩额定负荷时转速超调量:(7%额定转速)

6) 调节系统的迟缓率 ≯0.2%

7) 抽汽压力不等率:0~10%

8) 模拟量控制回路控制周期:50ms(包括I/O模件与CPU通讯时间)

9) 数字量控制回路控制周期:20ms(包括I/O模件与CPU通讯时间)

10) 键盘(鼠标)发出操作指令到返回信号在LCD上显示的总时间<1s

11) 系统平均无故障时间:MTBF>25000小时

12) 系统可用率:99.9%

13) 共模抑制比应≥90dB,差模抑制比应≥60dB

14) DEH-NK系统无需设置专用接地网,接受与全厂电气接地网连接的方式,接地电阻要求小于5欧姆

15) DEH-NK系统运行环境:温度-20~65℃、相对湿度5~95%RH(不结露)


1. 5    DEH-NK系统优势

DEH的质量取决于控制系统的质量和控制策略的适应性,只有汽轮机生产厂能够最充分地了解自己汽轮机的特性,能够提供液压系统的各项最优设计要求。因此,科远股份特别注重与汽轮机生产厂家的配合设计和开发,努力把汽轮机厂的设计理念转化为最佳的控制策略。科远股份凭借与汽轮机厂长期良好的合作关系充分掌握了各种类型汽轮机的特性,通过采用可靠、易用、先进的DEH控制系统,凭借科远股份多年的控制技术、经验积累,与汽轮机厂共同提高DEH系统对汽轮机的适应性,达到最优的调节品质。

        科远股份提供的汽轮机数字电液调节系统(DEH-NK)采用以LCD为中心的操作和控制方式,拥有高速、可靠、开放的通讯网络;功能强大、易于升级、使用灵活方便的控制器和先进可靠、灵活多样的用户接口。科远股份通过多年的控制经验,能够使机组调节品质达到最优,保证汽轮机组的安全、经济运行。
 

主要优势:

1) 与多家汽轮机生产制造厂家长期合作、共同设计开发的DEH-NK系统,对机组的适应性强,使机组调节品质最优。

2) 引进进口技术,性价比高,让您花最合适的钱买到最好的产品。

3) 冗余配置(DPU、电源、网络等),性能优良,安全可靠,运行维护成本低。

4) 系统不仅支持离线组态和在线下载,同时支持在线组态功能,降低事故发生的概率,提高系统的安全性。

5) 系统功能完善,采用模块化的组态方式,组态软件简单易掌握。

6) 人机界面完全汉化,采用人性化设计,操作简便。

7) 具有1:1虚拟仿真功能,调试不受时间、空间的限制,所有程序、功能、逻辑在出厂前已经进行了完整的调试,现场只需进行动态调试,缩短了现场调试时间,提高了系统调试的安全性。仿真系统还可以对运行、维护人员进行有效的培训。

8) 拥有大量的现场DEH-NK投运业绩,得到了用户和汽轮机厂的高度评价,是国内多家汽机厂的长期合作伙伴。

9) 严格的ISO质量管理体系和强大的工程技术实力作为产品的坚强后盾。

10) 规范的现场服务体系和快速响应的售后服务团队。
 

 
 
 

2  DEH-NK系统介绍

DEH-NK汽轮机控制系统吸取了国内外众多同类系统的优点,系统以高速网络和功能强大的DPU为基础,软、硬件都采用了国际标准或主流工业产品,构成开放的工业控制系统,系统充分体现了“可靠”、“易用”、“先进”的特点。

 

2. 1    DEH-NK系统主要特点

(1)系统全面采用冗余技术和可靠的隔离技术,控制器采用工业级、低功耗RISC双核POWERPC处理器、无风扇运行。

(2)所有组件的外部采用金属全密封封装,可在线插拔、快速更换组件并自启动,无需人工干预。

(3)I/O模件智能化设计,采用多层印刷电路板和SMT技术制造。

(4)系统软件包括菜单全部汉化,软件快速识别模件类型、无地址跳线或手操盘。

(5)图形化组态方式,采用鼠标拖放自动连线技术及相邻模块管脚捕捉连接技术,组态结果直接以SAMA图形式输出,不需要重复绘制逻辑图、SAMA图。

(6)所有的组件全部是标准的,插入式的结构,消除了柜内接线和电源接线,安装不需任何专用工具。

(7)系统标准组件、标准机柜和标准工程设计,满足系统随意扩展的需要。

(8)丰富、实用、友好、完全汉化的实时监控界面。

(9)历史记录,事故分析、快速查询功能。

(10)具有仿真调试功能。

        (11)多功能的协议转换接口,方便实现与异构系统的集成。

 

2. 2    DEH-NK系统网络

DEH-NK系统网络按eNET协议,完成从DPU获取数据信息,进行网络诊断、数据处理、报警解析、事件记录,同时对外提供数据服务,是系统软件、硬件连接的桥梁。

DEH-NK系统采用适用于实时过程控制的通讯网络,具有最快的速度和最大的容量。采用全冗余容错技术的eNET网络,严格遵循IEEE的标准。

DEH-NK系统的高速网络不同于其它系统,它是一个完全确定的实时数据传输网络,即使在工况扰动的情况下也决不丢失、衰减或延迟信号。

网络主要特点:

(1)      采用两个完全独立的网络,所有的主控制器、后备控制器和操作站同时连接A网和B网,主、备控制器不依赖于同一个单路网络。提供包括网络、设备、端口的全面冗余,使得信息传输安全、高速。

(2)      采用组播技术,数据传输采用主动发送机制,无论多少台操作员站,控制器只需要发送一次数据;DPU(分散处理单元)负荷恒定。

(3)      具有强大的可伸缩性,可运用冗余环形、星形等网络技术连接各个站,通过基于快速交换机的互连,具有快速响应网络和各站通讯的能力。

(4)      eNET网络体系可监视控制网络的状态,并管理系统内的所有设备。

        (5)      底层采用标准的工业以太网以及TCP/UDP/IP协议,传输速率达到100Mbps,可以满足工业控制的高带宽和实时性要求。

 

2. 3    DEH-NK系统人机接口

        汽轮机数字电液调节系统DEH-NK采用以LCD为中心的操作和控制方式,操作员通过LCD控制汽轮机冲转、升速、并网、带负荷、抽汽等动作。

 

2.3.1工程师站

工程师站特点

(1)多个窗口,可以同时完成对控制策略、数据库和图形的组态;

(2)可以在线或离线的方式完成对控制策略、数据库和图形的组态;

(3)标准的Windows安装使安装工作简单、方便;

(4)每台工程师站都包含操作员站软件,当需要时可以兼作操作员站使用。

工程师站的具体功能

(1)提供用所见即所得方式在线生成和显示流程图、报表、棒图、成组图、相关图;

(2)数据库和控制策略组态;

(3)设备图形和操作面板的组态;

(4)报表和历史数据的组态和检索;

(5)与其他网络相连的数据组态;

(6)组态文件的上装和下载;

(7)组态文件的拷贝和备份;

(8)操作员站的所有功能。

控制策略组态

DEH-NK系统为用户提供直观、友好的控制组态软件包,用于创建和修改控制策略。提供离线和在线两种组态方式。在离线方式下,可产生和修改过程控制算法、顺序控制策略,完成后再下载至控制器内运行。在线状态下,支持控制策略的组态和修改,直接连接控制器,可增、减组态模块、连线、设置参数,确认后所修改的内容直接下装到控制器,立即运行,不需整个控制器策略编译下装、也不需中断控制器运行,并不会影响该控制器内其他正常运行的控制策略,方便了系统的调试和投运。图形化组态方式,非常直观,易于使用,系统提供300多种常用的标准功能块,包括常规的逻辑运算块,数学运算、时间功能块、各种自适应PID功能块等,用户还可以自定义功能块,实现专门的控制算法。

历史数据

历史数据软件包提供对过程数据、记录、报警、事件顺序和操作等大量数据的存储和检索功能。具有快速存取、大容量、高性能的特点,为操作员、工程师和维护人员提供各类历史信息。

历史数据软件连续采集和存储过程测点数据,最大容量为100000点,采集时间由用户自行定义,最小采样周期为0.1秒。

历史趋势显示采用的信息来自历史数据库。一个趋势显示画面最多可有8个测点。可以用各种方式进行数据处理,如:平均数值、最大值、最小值、采样值等。缩放功能可用于聚焦特殊的时间周期。用不同的颜色可以区分不同的趋势点,以及显示出测点状态。在屏幕上用十字准线选择趋势的区域以获得额外的信息。一旦区域被选定,将显示与所选时间有关的测点数据,如测点名、数值、状态和实际时间(以小时、分钟和秒表示)。

 

2.3.2 操作员站

操作员站特点

(1)每一个操作员站都是冗余通讯总线上的一个站,且每个操作员站都有独立的冗余通讯处理模件,分别与冗余的通讯总线相连;

(2)LCD画面均能在1秒(或更少)的时间内完全显示出来,所有显示的数据每秒更新一次,调用任一画面的击键次数,不多于三次;

(3)运行人员通过键盘或鼠标等发出的任何操作指令均能在0.5秒或更短的时间内被执行。从运行人员发出操作指令到被执行完毕的确认信息在LCD上反映出来的时间小于1秒。对运行人员操作指令的执行和确认,不会由于系统负载的改变而被延缓;

(4)运行人员监视的流程图内容采用汉字显示;

(5)满足全面的多任务操作,支持单台或多台监视器;

(6)支持多种语言、符合设置和文化习惯。

操作员站功能

(1)过程流程图显示           

(2)监视系统内每一个模拟量和开关量

(3)显示并确认报警

(4)显示操作指导

(5)建立趋势画面并获得趋势信息

(6)打印报表

(7)自动和手动控制方式的选择

(8)调整过程设定值和偏置等

(9)运行方式的选择

流程显示

DEH-NK系统以静态或动态图形的方式,逼真显示现场工业流程,分辨率高达1680×1050,画面可显示系统内任意的过程点,包括所有类型输入输出I/O参数和中间变量计算值等。

系统的画面数量、每幅画面能容纳多少图素以及每幅画面能容纳多少实时更新和被控的过程点不受限制。所有画面均能在1秒(或更少)的时间内完全显示出来。所有显示的数据每秒更新一次。运行人员监视的流程图全汉化。运行人员可以在画面上对所显示的可控设备进行监视和操作。

操作显示适合用户生产过程的要求,所有参数均可显示测点的正常与故障,参数上下越限等状态,测点故障是参数变为红色底色,高限报警时为红色闪烁,低限报警时为黄色闪烁。

记录

DEH-NK系统操作员站记录功能包括操作记录、报警记录,这两项任务系统自动启动,无须人工干预,仅工程师有权对记录进行维护,另外操作员站也可以启动历史记录任务。

趋势显示

系统能提供所有测点的实时数据趋势显示,趋势显示可用整个画面显示,也可在任何其他画面的某一部位用任一尺寸显示,任何模拟量信号或计算值都可作趋势显示。

在一幅趋势显示画面中,运行人员可重新设置趋势变量、趋势显示数目、时间标度、时间基准及趋势显示的颜色。

每个实时数据趋势曲线时间标度可由运行人员任意设置。

趋势显示画面还可同时用数字显示出变量的数值。

趋势显示还可按要求组态趋势并保存在外部存储器中,以便今后调用。

报警管理和显示

DEH-NK系统通过测点状态的变化,或者参照预先存储的参考值,对模拟量输出、计算点、平均值、变化速率、其他变换值进行扫描比较,分辨出状态的异常、正常或状态变化。若确认某一点越过预先设定的限值,则LCD屏幕显示报警。

对所有输入信号和计算变量均可提供可变的报警限值。所有带报警限值的模拟量输入信号和计算变量,都分别设置"报警死区"以减少参数在接近报警限值时产生的频繁报警。

        报警显示按时间顺序排列,最新发生的报警显示在报警画面的顶部,采用闪光、颜色变化等手段,区分出未经确认的报警和已经确认的报警。

 

2.4    分散处理单元(DPU)

 

分散处理单元采用高性能、低功耗、双核POWERPC处理器,提供可靠、易用、先进的控制功能,支持复杂的连续控制和顺序控制。运算周期可设置为5ms~30s,最快控制周期达到20ms,是目前运行可靠、速度最快得DCS控制器之一。

分散处理单元(DPU)向上以冗余的方式连接到100M的工业以太网中,构成控制网络中的1对冗余节点,向下以冗余的高速I/O总线和卡件相连,通过I/O总线与I/O进行数据交换。相对于传统DCS,具有更快的实时响应性能和更高的可靠性。另外分散处理单元(DPU)还能够通过多种现场总线与第三方装置,如PLC、专用保护装置、数据采集终端等进行数据交换,实现一体化控制。

分散处理单元特点:

1)基于RISC高性能CPU,低功耗、无风扇运行

2)采用双机、双网、双电源。单个DPU均配置两个独立的100M高速网络接口

3)完整的连续控制及顺序控制能力

4)冗余处理器选择

5)支持在线组态和在线下载

6)支持多任务分配,合理使用CPU资源

7)适应现场环境,可安装在现场设备附近

8)采用模块化设计,由DPU单元和底板组成,DPU单元带有标准欧式插座,主副站可独立插拔,安装、维护安全、方便

9)全金属密封封装,优异的抗干扰能力

10)全隔离、高抗干扰设计,内部全部采用DC/DC,与电源以及I/O通讯网络进行隔离,硬件和软件都具有多重抗干扰和容错纠错能力

11)离线仿真测试与调试

12) 支持冗余处理器自动无扰切换

13) 支持处理器及I/O模件的带电更换

14) 支持包括硬件看门狗在内的广泛的故障监视和诊断

15) 开放式网络-同时支持高速现场总线Profibus DPV1 和Modbus/Modbus TCP通讯

16) 运行速度最快的DCS控制器,控制周期最快20ms

        17) IEC 61131-3 标准组态方式:功能图(FB)、顺序功能块(SFC)、结构化文本(ST)、梯形图(LD)
 

控制器硬件规格

控制器I/O能力




2.5     IO模件

 



        IO 模件均为低功耗、金属全密封设计,所有卡件可以任意插在I/O基架上,自动识别I/O地址,卡件采用高性能单片机,完成现场数据的采集、滤波、线性变换等前置处理功能,通过冗余I/O总线(E-BUS)和控制器通讯,通讯速率500K~12M

I/O模件特点:

1) 采用表面贴装先进技术,全密封的模块化结构性能稳定,抗干扰能力强

2) “智能化”设计,减轻控制系统的处理负荷

3) DIN制标准导轨固定安装方式,可快速、方便的安装

4) 利用电子ID,识别模块类型、系列号和版本号

5) 本地和远程采用相同的I/O类型,减少模件种类和库存成本

6) 高密度组合元件减少系统占的空间

7) 提供冗余电源、冗余I/O接口,保证系统的可靠性

8) 模拟量模件的点数不超过8点,数字量不超过16点,确保I/O有足够的分散度

9) 安装基架内提供热插入电源,所有模件均可带电插拔

10) 每个模件都有标准化的状态指示灯和诊断信息,故障诊断可到通道级

11) 按照FCS标准设计、制造,可直接安装在现场,节省大量信号电缆

12) 转速测量有三重冗余的转速测量组件,超速保护执行时间不大于20ms,超速保护和转速控制测量元件相互独立

        13) 针对火力发电厂应用而开发的非标专用测量模块:测速卡、伺服阀控制模块、LVDT模块等

 

2.6    专用组件

(1) 双通道LVDT输入模件KM521S

KM521S模件为LVDT输入模件,用于测量现场的主汽门行程、热膨胀、油箱油位的行程LVDT信号,卡件转换为行程信号的读数,KM521S模件通道间隔离,每通道还有0~100mv输出功能。可通过配置软件设置、校验各通道的零位、满位。

特点和技术指标

★ 2通道LVDT输入模件

★ 模件直接输入现场的LVDT信号,无须前置模块转换

★ 可在现场标定LVDT零位、满位

★ LVDT断线检测

★ 模件具有0~100mv行程输出,用于外接其他仪表显示

★ 模件通道间隔离电压>500V

★ 模件A/D转换分辨率为16位,精度:±0.5%

★ 电磁兼容性--CE-EMC认证

★ 功耗<5瓦

★ 环境指标:

             运行环境温度:-20℃~+65℃

             存储温度:-40℃~+85℃

             相对湿度:10~95%RH(不结露)

模件端子接线

模件对应I/O基架两排接线端子,如下表,对应2路LVDT信号输入的接线端子、2路毫伏信号输出接线端子,其中LA1、C1、LB1对应于第1通道的输入,V1+、V1-对应于第1通道的毫伏输出,LA2、C2、LB2对应于第2通道的输入,V2+、V2-对应于第2通道的毫伏输出。

 

 

(2)伺服阀控制器模件KM522S

KM522S为伺服控制模件,与电液伺服阀、阀门位移反馈装置等构成电液伺服回路,通过阀位指令与阀位反馈值比较、PI运算,输出驱动电流完成闭环阀位控制,和DEH系统配合,完成对汽轮机组的转速和功率控制。

特点和技术指标

★ 伺服驱动可选颤振,幅值可调

★ 可接入两路LVDT,高选输出,LVDT断线检测。可在现场标定LVDT零位、满位

★ 接收OPC动作信号快关调门

★ 手/自动切换,具备手操功能

★ 一次调频可选

★ 伺服电流输出:(可选)-10mA~+10mA,-40mA~+40mA,-80mA~+80mA,-150mA~+150mA

★ 模件通道间隔离电压>500V

★ 控制调节周期为15ms

★ 电磁兼容性--CE-EMC认证

★ 功耗<10瓦

★ 环境指标:

             运行环境温度:-20℃~+65℃

             存储温度:-40℃~+85℃

             相对湿度:10~95%RH(不结露)

模件端子接线

 模件对应I/O基架两排接线端子,如下表:对应阀控制卡的接线表。

“LA1、C1、LB1”为第1通道LVDT信号的输入,“LA2、C2、LB2”为第2通道LVDT信号的输入,“OPCA、OPCB”为超速保护信号输入,“MAINA、MAINB”为自动状态输入,“INCA、INCB”为手动增信号,“DECA、DECB”为手动减信号,“AO+、AO-”为正负极性的伺服电流输出信号,“AO1+、AO1-”为阀位指令的4mA~20mA输出,“VLV+、VLV-”为阀位开度信号输出,“AI+、AI-”为频差信号输入。

(3) OPC 超速保护模件KM523S

KM523S模件为超速保护模件,对汽轮机进行转速测量及超速保护,具有在线进行电超速试验、机械超速试验功能。

特点和技术指标

★ 单通道转速频率信号输入模件

★ 模件直接接收磁电式转速传感器输入,输出共OPC、ETS使用的超速报警触点

★ 模件具备在线进行OPC 、机械超速试验的功能

★ 具备孤网运行判断的功能,进入孤网状态,高限报警值自动抬高到孤网报警设定值

★ 升速率超限信号输出

★ 可输出频差信号

★ 超速保护动作时间小于20ms

★ 测速精度±1rpm

★ 电磁兼容性--CE-EMC认证

★ 功耗<5瓦

★ 环境指标:

             运行环境温度:-20℃~+65℃

             存储温度:-40℃~+85℃

             相对湿度:5~95%RH(不结露)

模件端子接线

模件对应I/O基架两排接线端子,如下表:为OPC卡的接线端子

“V、C”为现场转速信号接线端子

“L1、L2”电超速实验短接片

“H1、H2”机械超速实验短接片

“LC1、LNO1、LNC1”、“LC2、LNO2、LNC2”为高限动作两常开两常闭输出触点

“HC1、HNO1、HNC1”、“HC2、HNO2、HNC2”为高限动作两常开两常闭输出触点

“AO+、AO-”为频差信号输出

“G1、G2”为孤网状态输入

“AC、ANO”为升速率超限信号输出

 

(4)电涡流监视模件KM524S

KM524S为电涡流传感器监视模件,用于在线监测蒸汽轮机的轴向位移、轴振、差胀,偏心等参数。

特点和技术指标

★ 4通道电涡流传感器输入模件,为前置器提供-24V电源

★ 模件可在线标定

★ 旁路指示功能

★ 具有高限和高高限两级报警

★ CPU与采样电路隔离,隔离电压>1500V

★ 精度:±0.5%

★ A/D转换分辨率为16位

★ 电磁兼容性--CE-EMC认证

★ 功耗<5瓦

★ 环境指标:

             运行环境温度:-20℃~+65℃

             存储温度:-40℃~+85℃

             相对湿度:5~95%RH(不结露)

模件端子接线

模件对应I/O基架两排接线端子,“Pn”为提供给电涡流传感器前置器的-24V电源,“Vn”为前置器的信号输出,“Cn”为前置器的地线。

 

(5) 磁电式监视模件KM525S

KM525S为磁电式速度传感器监视模件,用于在线监测蒸汽轮机,燃汽轮机,发电机和电动机等各种旋转机械的振幅(轴承的绝对振动)。

特点和技术指标

★ 4通道磁电式速度传感器输入模件

★ 适应不同的传感器,灵敏度可选

★ 对速度信号进行积分,检测振动位移的峰峰值

★ 具有高限和高高限两级报警

★ CPU与采样电路隔离,隔离电压>1500V

★ 速度传感器灵敏度:30mV/mm/S或20mV/mm/S

★ 精度:±0.5%

★ A/D转换分辨率为16位

★ 电磁兼容性--CE-EMC认证

★ 功耗<5瓦

★ 环境指标:

             运行环境温度:-10℃~+65℃

             存储温度:-20℃~+75℃

             相对湿度:5~95%RH(不结露)

模件端子接线

模件对应I/O基架两排接线端子,“Vn”为磁电式速度传感器的信号输出,“Cn”为磁电式速度传感器的地线。

 

  

2.7    DEH-NK系统机柜

DEH-NK系统配置一只控制机柜,机柜中所有的组件和连接件均采用标准的,模块式的结构,消除了柜内接线和电源接线工作,机柜设计和组装仅是各组件间的组装和连接,大大缩短了机柜组装和设备交货时间。

        控制机柜,前后开门,安装有DIN导轨的隔板,主要安装控制器(主机柜)、两个I/O转接板,四个I/O分支、每个分支8块I/O模件,冗余电源及电源分配模块和网络接口设备。控制机柜(主机柜和扩展柜)标准尺寸2200×800×600mm,颜色为威图色系RAL7035色,安装在电子设备间,防护等级为IP52。设置排气风扇,并设置温度检测元件,温度过高时自动报警。
 
 
 
 
  

3    DEH-NK系统配置及实现的功能

3.1    DEH-NK系统配置

DEH-NK主要由控制系统、人机接口、液压伺服及后备操作盘四个部分组成。

1) 控制部分包含:冗余电源、冗余网络、冗余控制器DPU、I/O卡件(AI卡件,FI卡件,AO卡件,DI卡件,DO卡件)、DEH专用组件(超速保护OPC、继电器端子板),先进的工业级通讯网络、控制机柜。主要用于给定,接受反馈信号,逻辑运算,发出指令等。

2) 人机接口部分包含:操作员/工程师站(键盘、LCD、打印机),操作站主要用于操作人员监控画面;工程师站主要用于维护人员对程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库和画面的编辑等。

3) 液压伺服部分包含:电液转换器、OPC电磁阀、LVDT阀位反馈、测速装置等,用于接受来自DPU的指令驱动调节汽阀。

4) 后备手操盘部分:用于在电子控制部分失效情况下,提供后备操作。

 

3.2    DEH-NK系统实现的功能

DEH-NK汽轮机控制系统涵盖了与汽轮机相关的三个子系统:数字电液调节系统(DEH),紧急跳闸保护系统(ETS),安全监视仪表系统(TSI)。用户可以选择三个子系统之间的任意组合。

 

 

 

3.2.1 DEH功能

(1)汽轮机冲转前远方自动挂闸(远方复位)

通过控制挂闸电机或挂闸电磁阀,来实现汽机远方挂闸。

(2)手动/自动升速/汽轮机曲线启动(经验曲线自启动)

汽轮机设计三种启动方式:手动方式、自动升速方式、经验曲线启动方式,这三种方式之间互锁。

a、手动启动方式:在现场手动升速时,在汽机转速小于2800RPM时,主蒸汽调门处于全开状态,此时,汽机转速通过主蒸汽电动门旁通阀控制,当转速大于2800RPM时,主蒸汽电动门全开,通过主蒸汽调节汽门控制汽机转速,转速定值可以设定为时间的函数,汽机并网后,根据需要通过主蒸汽调节汽门控制汽机功率或蒸汽压力。

b、自动启动方式:由操作员设定目标转速和变速率、保持/进行等,实现机组的冲转、暖机、自动过临界、3000r/min定速、同期等功能。并网时自动带初负荷,并网后由操作员选定目标负荷、变负荷率等,进行升降负荷控制。机组转速在临界转速带范围内不能停留,人工干预只能改变转速升降方向。

c、经验曲线启动方式:由操作员选定机组处于冷态、温态、热态、极热态等启动状态,DEH系统按汽轮机厂提供的经验启动曲线,自动完成冲转、低速暖机、过二阶临界、二阶中速暖机、3000r/min定速、自动同期,等待机组并网。并网后,自动进入操作员自动方式,并自动带初负荷。升速过程中的暖机时间也可根据现场情况,由运行人员进行干预。

(3)摩擦检查功能

机组挂闸且转速低于500rpm,选择高调门手动启动后,点击“摩检投入”按钮,再点击“进行”按钮,汽机目标转速自动定为505rpm,此时可以更改升速率调整速度变化率。当转速大于500rpm时,摩擦检查自动取消,所有调门全部关闭,随后抽汽调门全开,同时退出启动方式。如果继续启动,需要重新选择启动方式。

(4)主汽门、调门严密性试验功能

DEH-NK提供了主汽门严密性试验和调门严密性试验功能,通过试验保证主汽门和各调门的密封性良好。

(5)主汽门、调门在线活动试验功能

为保证发生事故时阀门能可靠动作,DEH系统具备对阀门进行在线试验的功能,包括主汽门在线活动试验和调门在线活动试验。在进行阀门在线试验时, 汽轮机的正常运行不会受到任何影响。

(6)阀位标定和阀位限制功能

DEH-NK系统具有阀位标定和阀位限制功能,在机组启动前DEH阀位标定功能对阀门伺           护汽轮机的安全运行。

(7)电超速保护试验、机械超速保护试验功能

做超速保护试验时,投入改变OPC组件的动作定值(103%和110%可以在线修改定值)以满足超速试验的要求。OPC组件103%闭锁后,硬件超速保护组件的动作定值为3302rpm,OPC组件110%闭锁后,硬件超速保护保护组件的动作定值为3362rpm,正常情况下3090rpm时OPC动作。DEH-NK系统可以通过超速试验来检查机组的OPC电磁阀回路、103%超速保护、110%超速保护以及机械超速保护工作是否正常。

(8)自动同期功能

DEH系统提供自动同期接口,机组转速稳定在3000rpm后,在条件允许时由DEH系统接收同期装置增减信号控制转速实现自动同期。

(9)机组并网后,自动带初负荷;

机组并网后可自行带初负荷以防止逆功率运行,初负荷值可在线修改(在转速负荷参数设置画面),负荷限制值也可在线修改。

(10)阀位控制功能

机组并网后的默认控制方式为阀位控制,操作员可在参数设定面板(点击“阀位设定”按钮弹出)中设定阀位目标值、速率、阀位高低限。DEH将根据该设定值直接控制高调门的开度。

(11)功率控制功能

当机组功率闭环回路投入后,功率PID按照功率设定值和实际功率反馈(两个功率信号进行大选)的偏差进行调整。此时操作员可在参数设定面板(点击“负荷设定”按钮弹出)中设定功率目标值、升负荷速率、负荷高低限。功率PID将根据该设定值进行运算,从而控制高调门的开度。设定值与实际功率偏差大时,退出功率闭环。当功率反馈信号故障或不可靠、人为切除功率回路、功率回路投入条件不满足时,机组退出功率回路控制,进入阀位控制模式。

(12)主汽压力控制功能

当主汽压回路投入条件满足时,机组主汽压回路投入,主汽压PID按照主汽压设定值和主汽压反馈(两个信号进行大选)的偏差进行调整。此时操作员可在参数设定面板(点击“主汽压设定”按钮弹出)中设定主汽压目标值、调整速率。主汽压PID将根据该设定值进行运算,从而控制高调门的开度,维持主汽压力的稳定。当主汽压反馈信号故障或不可靠、人为切除主汽压回路、主汽压回路投入条件不满足时,机组退出主汽压回路控制,进入阀位控制模式。

(13)抽汽控制功能(抽汽机组)

在机组满足投入抽汽运行条件时,运行人员可投入抽汽压力控制(通过操作员站),通过抽汽压力反馈,控制抽汽阀的开度。同时通过解耦控制,在抽汽量变化时满足机组电负荷基本保持不变,在发电量变化时满足抽汽量基本保持不变。

 

(14)排汽控制和背压保护功能(背压机组)

排汽压力控制功能:通过开关高调门开度使排气压力维持正常值。当满足排汽压力控制回路投入条件的情况下投入本功能;当背压反馈信号故障或不可靠,或人为切除背压回路等条件满足时,机组退出背压回路控制,进入阀位控制模式。背压保护功能:当条件成立时,背压保护动作,DEH系统将自动按一定的速率开大或关闭调门直至排汽压力恢复正常。背压压力低保护动作后,高调门自动开大;背压压力高保护动作时,高调门自动关小,当实际功率小于额定值的10%背压仍然不能恢复时,自动退出背压压力高保护动作。

(15)一次调频功能

当机组并网后,一次调频功能自动投入。负荷给定值=一次调频值+负荷目标值。一次调频投入后,DEH系统将自动根据频差调节负荷设定值,以适应电网频率的变化。调频死区、上下限和灵敏度(转速不等率)可在线设置。

(16)主汽压保护

DEH设有主汽压保护功能,当投入条件成立时,可由操作人员根据需要决定是否投入主汽压保护。(保护投入前先设定好保护定值)。

如主汽压力低保护动作,DEH系统将自动按一定的速率关闭调门直至机前主汽压恢复至大于保护定值。如果功率小于10%额定负荷时主汽压仍然不能恢复,主汽压保护功能将自动退出。

主汽压力高保护动作时,在功率不超限值条件下开大调门,维持机组正常运行。

(17)Runback功能

DEH设有Runback保护功能,可由操作人员根据需要决定是否投入Runback功能。当DEH接收到DCS来的Runback信号,保护动作,DEH系统将自动按一定的速率关闭调门直至负荷低于目标负荷。动作恢复时,负荷目标值保持动作值。

(18)低真空保护

对于凝汽机组,设计有低真空保护功能。

(19)协调控制接口,接收CCS指令

在协调控制条件满足后,按下“遥控投入”键,遥控模式灯亮,表示DEH已投入负荷遥控方式,同时送出“遥控投入”信号至CCS控制装置,表示DEH已可接收CCS来的负荷增、减脉冲,此时在DEH退出功率回路,主汽压回路,和阀位控制方式,按预先设定好的增减幅度改变调门开度来满足遥控需要。

当遥控条件不满足或人为切除遥控时,DEH将退出遥控模式,进入阀位控制方式。

(20)OPC超速保护、甩负荷保护

DEH系统并网信号消失后,立即发出OPC动作指令,快关高压调门和低压抽汽调门,并将转速目标值自动设为3000rpm。当转速降至小于3050rpm后,OPC动作指令撤除,高、低调门重新开启,并维持汽轮机在3000rpm转速下空转,保证汽机故障消除后能迅速重新并网。

(21)故障诊断报警

DEH系统可在线进行故障自诊断并给出报警,诊断可至通道级,并能判断故障原因。当诊断到模板故障后,可在线进行更换,重要I/O故障时,自动切换手动运行并以声光形式报警。功率信号失效后,DEH报警并切入手动。转速信号失效后,DEH关闭调门并输出停机指令。

(22)仿真功能

DEH-NK系统提供仿真功能,提高系统的可靠性和方便性,主要有以下三个方面的作用:

a、提供一个相对真实的环境,不仅能对运行人员,还可以对维护人员进行有效培训,提高员工在紧急状态的处理问题能力。

b、通过仿真系统对DEH进行静态调试,保证系统的出厂质量,从而保证现场调试的时间和质量。

c、通过大量的历史数据进行事故回放,有利于事故分析和人员培训。

(23)与外系统的接口DEH-NK可以提供与DCS和PLC的各种通讯接口,支持多种标准通讯协议和通讯方式。

 

3.2.2 ETS功能

汽轮机紧急跳闸保护系统(ETS),用来监视对机组安全有重大影响的某些参数,以便在这些参数超过安全限值时,通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门,实现紧急停机,保护汽轮机的安全。

ETS具有各种保护投切,自动跳闸保护,首出原因记忆等功能。

为了方便用户的使用和维护,科远股份可以采用ETS与DEH一体化设计,通过相同的软硬件设备,使ETS和DEH形成一个完整的整体。

当下列任一条件出现时(根据机组类型有所区别,主要根据汽轮机厂的参数确定),ETS发出汽机跳闸信号, AST电磁阀动作,实现紧急停机:

(1)汽机超速110%(三取二)

(2)轴向位移大II值

(3)差胀超过II值

(4)振动高II值

(5)径向轴承温度高

(6)径向轴承回油温度高

(7)正负推力瓦温度高

(8)正负推力瓦回油温度高

(9)润滑油压低(三取二)

(10)凝汽器真空低II值(三取二)

(11)排汽压力保护(背压机组)

(12)发电机主保护动作

(13)DEH停机保护动作

(14)双按钮手动停机

(15)软手动停机

 

3.2.3 TSI功能

        监测仪表系统,在汽机盘车、启动、运行和超速试验以及停机过程中,连续显示和记录汽轮机转子和汽缸机械状态参数,在超出预置的运行限值时发出警报,当超出预置的危险值时自动停机。

 

 

4    DEH-NK售后服务

科远提供完善和成熟的售后服务,完全解决客户购买我司DEH产品的后顾之犹。

科远股份的售后服务体系主要包括三个方面的内容:快速应急服务、预防服务、增值服务。

 

4.1    快速应急服务

对于服务而言,关键就是要讲究快速,对于现场出现的各种异常情况,都必须在第一时间内给予处理,做到快速响应,否则,小问题可能导致大事故的发生。科远股份的快速响应从以下三方面入手:

1) 当接到用户信息后,我们会快速通过电话与现场维护人员进行交流,了解故障现象,交流分析原因,并正确指导现场维护人员进行操作,同时会根据需要在最短的时间内赶赴现场,实施现场应急支持,为用户排除系统故障,并查找、分析故障原因,以杜绝类似故障出现;

2) 对于路途比较远的情况下,用户可以通过互联网,及时访问并连接到科远股份的“DCS系统远程诊断服务中心”,我们服务中心将及时开展系统远程故障诊断,并在最短的时间内对故障进行诊断和分析,并将故障信息准确反馈给用户,及时指导用户消除故障。由于科远股份的远程诊断系统采用特殊的接口装置,绝对保证用户的系统安全,用户无须对安全问题而担心。

3) 快速响应是我们服务的基础。通过快速响应,可以有效的解决系统突发性的故障。但是,无法从本质上根除故障的发生。由于采取快速响应方式时,往往是在系统发生故障之后,主要是针对出现的问题而解决问题,虽然能够解决已经出现的故障,但是由于机组在运行状态,无法对系统潜在的隐患进行消除,对于机组的运行仍然是存在着影响。为此,科远股份推出“预防服务”。

4.2    预防服务

由于工业现场环境恶劣,如灰尘、潮湿、震动、有腐蚀性气体等情况,很容易造成元器件的老化、松动及损坏,从而导致系统不稳定、卡件精度下降等故障;还有就是由于系统应用软件长期运行,缺乏专业的系统维护,容易导致出现系统平台整体性能下降。

预防服务的实施时间主要是结合机组设备检修进行,在机组大小修期间完成。售后服务部门根据现场的实际检修计划,及时安排专业维护人员,主动对DEH设备(如控制器、控制模件、控制站点、系统网络等)进行逐一检查、清理等一系列综合点检工作,使DEH设备处于优良运行状态;对系统功能进行检查确认,保证系统的安全运行;对DEH软、硬件提供全面测试和相关的升级服务,提高系统运行稳定性,为机组长期稳定运行提供软硬件上的保障;通过以上的预防工作,可以确保系统功能正常和再次开机的安全可靠运行。通过主动预防服务,可以有效处理系统的隐性故障,起到防范于未然的作用,但是,对于延长控制系统的使用寿命,提升投资收益的最大化方面的作用还是有限,为此科远股份推出了“增值服务”。
 

4.3     增值服务

“增值”服务是一套长远性的维护方案,目的是在电子技术快速发展和控制理念不断更新的今天,尽量延长控制系统的寿命,使目前使用的系统与最新技术同步,以达到用户投资收益最大化。
增值服务主要包括以下内容:
1) 备品备件补充;
2) 系统部件升级;
3) 系统功能优化;
4) 系统保驾服务;
5) 用户专业人员培养;
具体如下:
(1) 备品备件补充
        由于目前电子产品高度集成,出现故障或损坏后,只有采取更换的方式,由于设备采购都存在固定周期,如没有备件的及时补充,是会直接影响到生产运行。
利用科远股份的备品备件库的资源,为用户集中储备相应的系统设备,进行统一管理,统一调配,及时进行更换和补充,确保系统设备的需要,还可以减少用户因盲目储备备品备件而带来的成本压力。
(2) 系统部件升级
        为用户提供全方位的技术支持下,根据DEH-NK系统的最新发展,为用户提供完善的系统部件和软件升级服务,使的我们的用户花费最小的代价,最大化的享受技术进步带来的成果,保持现有系统与最新技术同步,延长系统的使用寿命,提升系统的整体效能。
(3) 系统功能优化
        由于控制理论的快速发展,科远股份将根据用户的实际情况,不断优化DEH系统功能,此外,由于长时间运行或大小修设备更换,导致对象特性发生变化,故需要对自动调节回路进行整定和优化,提高自动化品质。
(4) 系统保驾服务
        科远股份将安排系统专家定期对系统进行检测,为用户提供各项维护服务,同时在响应时间上、服务人员的综合素质上等方面都提供全方位的服务支持,确保生产稳定运行。
(5) 用户专业人员培养
        DEH专业技术人员对于电厂的生产运行是至关重要的,科远股份可以定期地为用户举办个性化的专业技术培训,为用户提供专业培训师、标准培训课程和技术资料,为用户培养DEH专业的技术骨干。对于热控维护人员,可获得“科远虚拟仿真系统”培训机会,解决维护人员的培训问题。通过对相关人员的培训工作,加强对控制系统的维护技能,从而能更好的为企业服务。提升自身维护队伍的综合素质。
科远股份作为专业的服务型公司,在产品售后服务上推出了“快速响应”、“预防服务”和“增值服务”服务模式,目的是能够通过我们科远股份的努力,解决用户在系统维护工作中后顾之忧,更好的为用户服务。
 

 

汽轮机数字电液调节系统(DEH-NK)常见问题回复:

 

你们公司汽轮机自动化产品包括哪些,业绩如何?

主要包括汽轮机数字电液调节系统(DEH-NK)、汽轮机专用调节器(SY8000)、汽轮机安全监视仪表(TSI)、紧急跳闸保护系统(ETS)、汽轮机液压系统(EH)等。目前我公司汽轮机自动化产品已经在国内外投入运行千余套。

 

科远DEH产品具有哪些优势?

科远可为用户提供汽轮机岛完整解决方案(DEH、ETS、TSI、EH):与各汽轮机厂密切合作,共同开发、改进,提供针对各厂各机型适用性更强的解决方案;业绩众多,DEH-NK已投入运行近千套,广泛应用于各行业的各类型机组;冗余配置,性能优良,安全可靠,运行维护成本低;支持在线组态功能,使用维护方便;系统功能完善,采用模块化的组态方式,组态软件简单易用;具有1:1虚拟仿真功能;严格的ISO质量管理体系和强大的工程技术实力作为产品的坚强后盾;专业队伍,分工明确,国内服务24小时到达,国外48小时到达。

 

科远TSI产品具有哪些优势,业绩如何?

监视器种类少,降低备件成本;电源、通讯控制模块采用冗余设计,各监视器独立监测工作;所有模块、监视器均采用军用级芯片;可实现传感器线性校正,通道自诊断功能;智能化继电器管理,可实现通道各种逻辑报警输出;与DCS、DEH控制系统集成可在工程师站进行配置、组态、监视,无需硬接线;科远TSI产品已经与各旋转机械制造厂家建立了长期合作关系,累计投入运行达400余套。

 

贵公司DEH等产品的咨询服务电话是多少?节假日能联系到人吗?

目前我公司已开通24小时服务电话:400-881-8758。节假日期间,我们都会有专人值守,确保用户的需求第一时间得到响应。

 

我们厂已经使用贵公司的DEH产品,请问如何采购备件?

科远的备品备件库存充足,用户可以拨打我们24小时服务电话:400-881-8758。

 

我们是自备电厂,可能无法并入国家电网,你们公司的DEH产品能保证机组运行品质吗?

科远DEH产品在孤立运行方面拥有多项国家专利,完全可以满足自备电厂对孤立运行的各种需求。科远DEH系统拥有大量的运行业绩,欢迎垂询参观。
 
(敬请持续关注:科远股份002380,NT6000分散控制系统DCS、SY系列智能一体化电动执行机构、SyncPlant管控一体化信息系统等,详情请登录www.sciyon.com,关注新浪微博@科远股份002380)

供应商档案

南京科远自动化集团股份有限公司
联系人: 温慧娟
企业认证: 企业已认证已认证
主营产品:

NT6000分散控制系统(DCS)、装备自动化-PNT2000系列PLC、SyncBASE企业实时数据系统、智能一体化电动执行机构、其他仪器仪表,传感技术和测控装置, 虚拟DCS仿真系统,伺服系统,人机界面。SyncBASE实时数据库,MES制造执行系统,EAM资产管理系统,OA办公自动化物资管理系统,生产运行管理系统,安全管理系统,经营管理系统,科远智慧云,NT6000分散控制系统,DEH-NTK汽轮机数字电液调节系统,SY8000透平机数字电液调节器,虚拟DCS仿真系统,SyncView人机界面,SC200一体化可编程控制器,SC300中大型可编程控制器,SyncDrive I系列大功率伺服驱动器,SyncDrive B系列高性能伺服驱动器,SyncDrive I260 注塑机专用伺服驱动器,KD200通用型变频器,KD300高性能变频器,S系列智能型电动执行机构,W系列智慧型电动执行机构,D系列精巧型电动执行机构 ,SY3000旋转机械在线检测保护系统,SYZ系列旋转机械监控仪表,SY系列传感器分布式能源计量监控系统。

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