1、SUPCON JX-300X DCS 系统在小型汽轮机系统上的应用李 波 路亚云 张 永 王传山 孙全江（山东华聚能源公司南屯分公司，273515，邹城）The technology of SUPCON JX-300X DCS system，which is used on the small steamship unitLibo Luyayun Zhangyong Wangchuanshan Sunquanjiang（Nantun Subsidiary company of Shandong Huaju energy Co.ltd, 273515 ,zoucheng city ）摘 要：本文
2、简述了将浙大中控 SUPCON JX-300X DCS 技术应用在小型汽轮机组上，实现对汽轮机组重要参数及其附属系统进行监控，及用联锁控制确保系统正常安全运行的方法。关键字：JX-300X DCS 小型汽轮机 浙大中控Abstract: This article summarized the method of SUPCON JX-300X DCS technology which is used on the small steamship unit .This technology can realized the monitoring to the important parameter
3、 and the attached system of the steamship unit, and guaranteed the system normal safe operation with the interconnection control.Keywords: JX-300X DCS the small steamship unit SUPCON一、引言华聚能源南屯分公司（原南屯煤矸石热电厂）是原煤炭部 1985 年批准的煤矸石发电、供热、综合利用节能项目，为全国首批煤矸石电厂。其中 3 台汽轮机为青岛汽轮机厂生产的 C63.43/0.49 型抽汽式汽轮机，总装机容量 36MW
4、。近几年，由于电子技术和计算机技术的飞速发展，以计算机为核心的新一代控制系统，其准确性、稳定性和可靠性是常规机械仪表装置所无法比拟的。华聚能源公司南屯分公司对汽轮机监控系统进行技术改造，采用浙江浙大中控技术有限公司推出的全数字化的新一代 SUPCON JX-300X DCS 集散控制系统，实现了对汽机及其附属系统全数字化监控，使生产一线工人和公司生产调度及管理部分可获得大量汽机系统运行各个阶段的详实的数据，对机组的运行情况进行分析，保证机组安全经济运行。二、系统介绍JX-300X DCS 系统充分应用了最新信号处理技术，高速网络通信技术，可靠的软件平台和软件设计及现场总线技术，采用了高性能的微
5、处理器和成熟的先进的控制算法，使其兼具了高速可靠的数据输入输出、运算、过程控制功能和逻辑连锁控制功能，能适应广泛复杂的应用要求，是一个全数字化、结构灵活、功能完善的新型开放式集散控制系统。2.1 JX-300X DCS 系统的网络结构JX-300X DCS 系统采用两层网络通信结构，系统结构如图 1 所示。第一层为过程控制网（SCnet） ，采用双高速冗余工业以太网，通讯速率为10Mbps，通讯控制符合 TCP/IP 标准协议。SCnet 网络直接连接系统控制站、操作站、工程师站、通讯接口单元等，是传递过程中控制实时信息的通道。第二层为控制站内部网络（SBUS） ，采用现场总线技术（Profi
6、bus-DP） ，主要完成控制站内各块I/O 卡件与数据转发卡间的信息交换。2.2 JX-300X DCS 系统的硬件特点系统的工程师站和操作员站采用DELL 工业控制计算机、21”扫描彩色显示器、配以 SC8004B 触摸式键盘和光电鼠，操作方便。系统的模拟量输入（AI）卡件采用了智能调理和先进的信号前端处理技术，由卡件上的微处理器控制，将信号调理和 A/D 转换合二为一，使每块模拟量输入卡信号具有智能调理和处理的能力，可靠性高，独立性强，同时也有助于功能开发扩展。I/O 信号全部采用磁隔离或光电隔离技术，实现了信号的对地隔离，对交流电源隔离和相互之间隔离，将干扰拒之于系统之外，有效地消除了
7、信号之间的共模干扰和串模干扰的影响。JX-300X DCS 网络采用双重化冗余结构，在其中任一条通讯线发生故障的情况下，通讯网络仍保持正常的数据传输。图 1：JX-300X DCS 系统的网络结构控制站的电源、主控制卡、网络控制器、数据转发卡、驱动接口等均应用冗余配置。在冗余配置的情况下，当某一条信息通道出现故障，另一条信息通道将负责整个系统通讯任务，使通讯仍然畅通。2.3 JX-300X DCS 系统的软件特点JX-300X 系统软件基于中文 Windows NT 开发，用户界面友好，系统软件由三个子系统组成，主要包括：监控软件、组态软件、维护软件。1）实时监控软件操作画面由系统简介、报警一
8、览、调整画面、实时及历史趋势图、流程图、数据一览、故障诊断等组成。2）系统组态软件包括基本组态软件SCKey、流程图制作软件 SCDraw、报表制作软件 SCFrom。基本组态软件指完成对系统硬件构成的软件设置。流程图制作软件是基于 Windows NT Workstation 4.0（中文版）操作系统设计开发的全中文界面的绘图工具软件，该软件绘图功能齐全、支持多种编辑功能并提供标准图形库。报表制作软件采用窗口式交互界面，所见即所得数据显示方式。3）维护软件可以观察卡件记录的事件，诊断通讯网络内的节点故障和网络连接故障，还可以用于工程师站对现场的数据和操作记录进行离线分析。三、JX-300X
9、DCS 在小型汽轮机系统的应用整个系统由 3 个操作员站，1 个工程师站，1 台 I/O 机柜，1 台外配柜组成。 I/O机柜配置了SP316、SP314、SP313、SP363、SP362、SP322 模块。系统合理的配置满足了设计要求。3.1 系统控制检测点本系统热电偶测点 11 个，热电阻测点76 个，420mA 模入点 108 个，420mA模出点 4 个，控制回路 15 个，开关量输出点 61 个，开关量输入点 66 个。它通过操作员站实现过程参数的集中监视、管理。DCS 应具有各种方式的显示、记录、历史数据存贮检索、在线性能计算、操作指导等功能。功能十分丰富、完善，汉字显示功能，使
10、运行人员能直观、简捷地处理各种运行工况。3.2 控制设备：控制设备包括电动阀门：3 台汽机主蒸汽电动阀门、6 台凝结水泵、5 台热网循环水泵、4 台锅炉给水泵、3 台电动齿轮油泵、3 台抽汽电动阀门等。3.3 程控联锁控制系统：包括 4 台给水泵启停顺序控制；给水泵互为备用联锁保护；凝结水泵互为备用联锁保护；齿轮油泵联锁保护；除氧器紧急放水联锁；除氧器压力保护联锁。a、给水泵启动顺序控制：b、给水泵停止顺序控制：c、水泵互为联锁保护：3.4 汽轮机主要安全保护主要包括：凝结汽真空高保护；汽轮机转速高保护；汽轮机轴向位移油压低保护；润滑油压低保护。DCS 连续监视汽机的运行参数及状态，并且进行逻
11、辑运算和判断，在事故发生前停机，以保证汽轮机的安全。它在防止运行人员操作事故及系统故障情况下引起的安全事故方面起着非常重要的作用。具体功能如下所述:(1)控制保护功能当实时监视数据超过额定值低限或高限，DCS 声光报警提示参数超限，提醒操作人员进行检查原因;当参数低低限或高高限时，DCS 自动跳开主汽门停机。 (2)记忆功能在自动主汽门跳闸后，由操作面板显示出导致首次动作原因，以便于进行事故分析。(3)保护投退功能在操作盘上设置保护投退开关，以便运行人员和检修人员试验和维修，防止在试验或维修过程中，以及汽轮机启动过程中，由于某个条件不满足而引起的系统误动作。3.5 PID 控制：除氧器液位控制
12、除氧器液位的控制是汽机安全运行的一个重要的环节，它直接影响蒸汽品质的好坏。依据设计要求和实际工况，补水泵采用变频调速，控制系统采用单冲量调节系统。即：通过除氧器液位调节补水泵频率而改变补水流量达到稳定除氧器水位的目的。四、安装调试一套 DCS 系统的使用和控制效果很大程度上决定于安装质量，博达公司在安装时吸取了其它厂家的经验教训，严格按照有关技术要求施工。网卡采用标准的以太网卡方法安装。选用双线作为引出电缆，暴露在地面及电气干扰较严重的场所得双线全部使用金属保护套管。汽机集控室配置落地式空调，保证室温变化小于 5/h。增设 DCS 专用接地系统，接地电阻在 1 以下，电源部分使用单独 UPS
13、供电，并具有过电流保护、低电压报警功能、冗余双电源供电。经过以上这些准备工作，系统上电调试相当顺利，没有损坏一块模块，所有信号均准确无误，系统温度、压力、液位、电流、电压等数值都十分稳定，没有发现任何干扰现象，经过仔细调整控制参数都满足了工艺要求。五、结束语该系统在改造后投入运行以来，性能稳定，运行情况良好，达到了设计要求，也为 SUPCON JX-300X DCS 系统应用于小型汽轮机组积累了经验。作者简介：李 波 山东省邹城市北宿镇南屯 山东华聚能源公司南屯分公司检修车间技术主管 助理工程师 273515王传山 山东省邹城市北宿镇南屯 山东华聚能源公司南屯分公司总工程师启动顺控 先开再循环门启动给水泵再开出口门再关再循环门出口门启动完毕停止顺控 先关出口门再开再循环门停给水泵再关再循环门出口门停止完毕压力低其它泵跳闸投入联锁该泵联锁投入 该泵启动
