OVATION控制系统中典型逻辑控制图例的分析

OVATION控制系统中典型逻辑控制图例的分析

An Analysis on Legends of Typical Logic Control Drawing in OVATION Control

System

赵志军，庞剑玲，王斌，于朝晖，包建东

(河北省电力研究院，河北石家庄050021)

随着现代科技的进步，社会的发展，单机容量不断提高，机组所需控制的设备和监测参数越来越多，自动化程度越来越高，手动控制已不能满足现代机组的控制要求，分散控制系统(DCS)已开始得到广泛应用。

DCS控制系统工程软件基本是由一些标准结构的软件模块即功能块组成，如与非门、函数块、PID调节块等，各基本单元简单而标准化，复杂功能的实现通过用标准基本单元的复杂连接而完成，这使得DCS环境下的控制系统具有可任意组态的特点。但因现代火电机组单机容量大，控制参数多，由功能块搭接的控制回路较为复杂，给电厂热控维护人员及时进行事故分析带来不便，或容易造成故障。为此，如何既能满足电厂设备的复杂性控制要求，又能保证维护人员对控制逻辑一目了然，是各个DCS厂家发展和提高的目标。

1典型逻辑控制图例的必要性

在单元机组控制设备中，电机、阀门等设备一般较多，且逻辑控制模式基本相同，所不同的是联锁保护、启动条件等外在因素，因此，这些设备的逻辑控制可采用典型逻辑图例的控制方法，即固化一个逻辑图，将外在限制条件分别添加后即可形成不同的设备控制，可极大地节省工程人员的重复劳动。

OVATION控制系统为美国西屋公司产品，其前身为WDPF控制系统，在河北省

南部电网的电厂有应用，但因其逻辑控制界面为梯形图，在设计和检查方面都有诸多不便且容易出错。新推出的OVATION控制系统则采用了功能块的搭接模式，不仅简化了设计，减少了工程人员的工作量，更为电厂维护人员的事故分析、逻辑检查提供了便利条件。

2 典型逻辑控制图例的分析

OVATION控制系统中对典型逻辑图例的设计可分为手操键盘、启停允许、启停请求、启停命令和故障报警5部分，下面逐项进行分析。

2.1手操键盘

现代电厂自动化程度均较高，但手动操作必不可少。OVATION系统典型逻辑控制中，均配备有手操键盘，该手操键盘包括8个手操键PK1～PK8。其中PK1、PK2分别用于设备的启、停，但选中该键后必须经PK8确认才有效，这样有利于防止操作员的误操作；PK7为当设备启、停出现故障时，画面设备颜色变黄，设备不允许启动，待设备故障消除后，用此键确认恢复原态，以便重新操作；PK6为设备跳闸后的确认，便于再次启动；PK5作用比较特殊，因有些设备的停止具有条件限制，当出现紧急情况需停止设备时，正常停止PK2键可能不起作用，此时可采用PK5键跨过限制条件强制执行，保护机组或设备不受大的损坏；PK3、PK4键为请求备用和解除备用请求键，一般用于2台或3台相同的电机设备，便于运行电机出力不够或故障停后，备用电机联启，保证机组稳定运行。在阀门设备中一般不使用PK3、PK4键。

2.2 启停允许

启允许包括以下4项条件。

a.设备本身启动所需条件限制一般设备的启动都具有条件限制，尤其电机等大的动力设备，如轴承温度、水位、压力、电气保护等，这些条件不满足，不允许设备启动。

b.联锁停命令限制当所需启动设备有联锁停命令时，如果强制启动，很可能

造成关联设备损坏或受影响，因此，停命令存在，亦不允许设备的启动。

c.设备检修状态限制机组设备运行过程中，设备出现故障需要检修时，为保证设备及检修人员的安全，绝对禁止对该设备进行操作，因此，将检修状态作为操作设备的一个前提条件是必不可少的，也是非常重要的。

d.设备就地/遥控选择限制很多设备都有2种启动方式，就地启动和遥控启动，设备本身带有就地/遥控选择按扭。在就地方式，遥控不能操作；在遥控位，就地不允许启动，否则将造成设备管理混乱。这2种启动方式各有利弊。当设备在调试或检修状态时，就地操作比较方便，有利于试运及问题的进一步查找；正常状态时，选用遥控方式，不但利于操作人员的安全，更节省时间。

由上可知，欲启动一台设备，不仅需要本身启动条件满足，无联锁停命令，亦需设备不在检修状态，且选择遥控方式，这样才能充分保证设备的安全性。

停允许也由4项限制条件组成，与启允许表述意义相同。

2.3 启停请求

当用手操键盘进行启/停时，操作员欲确认启/停键是否被激活，可由此功能实现。即在操作员画面上做启/停请求指示灯，选中启/停键，指示灯亮，再选确认键灯灭，指令执行。如未选中或程序未执行，灯不亮，提醒操作员及时进行检查。该功能实际意义不大，可根据用户要求进行增减。

2.4启停命令

设备的启动命令包括3种方式：操作员使用手操键盘单独启动、联锁启动、功能组步序启动。

操作员使用键盘单独启动方式主要用于设备的单启，试运初期及调试阶段多采用此种方式。联锁启动为当另一台相同的设备运行过程中出现故障或出力不够，不需操作员干预，设备自行启动，其前提条件是该设备必须选为备用。功能组步序启动为机组运行较成熟后，操作员启动功能组，DCS系统按预设功能分步骤自动执行一系列相关设备的启、停，当上一步设备动作完成后，才执行下一步命令，否则系统将在预设时间内等待。这样不但减少了操作人员的工作量，更有

效防止操作员对设备启动的无序性，从而保证设备的安全。

设备的停止命令有4种方式：手动正常启动、联锁启动、步序启动、手动强制启动。前3种方式与设备的启动意义相同，不同的是增加了紧急停命令，该功能为机组运行出现危险工况来不及采用前3种方式时，不需要满足设备的停止条件，由操作员强制停止设备的运行，以保护整台机组的安全。但由于该功能将会牺牲设备的安全性，因此很少采用。

2.5 故障报警

该典型逻辑控制图例对电机故障的报警分为2类：电机故障和线路故障。电机故障又分为启动故障和跳闸故障2部分。其中启动故障为电机启动指令发出后，在规定时间内设备未启动引发故障报警，这主要由指令未执行、线路问题、就地设备问题等引起。跳闸故障主要由电机自身故障和外部联锁条件引发电机停止运行，同时触发电机故障信号发出，以提示操作员采取必要的补救措施。

线路故障为接线回路或电机本身触点出现问题从而引起电机线路故障报警。对于大的动力设备，如给水泵、送/引风机等，电气送到DCS的触点包括设备状态、设备停位、设备运行位3对，线路及电气触点正常时，设备启动后，设备状态及运行位的反馈信号为1，停位信号为0；设备停止后，设备状态及运行位的反馈信号为0，停位信号为1。电机线路故障由这3对信号分别组合而成：当设备状态及停位均为0时，触发一路线路故障报警；设备状态为1，运行位为0时，触发另一路线路故障报警；当停位、运行位均为0时，触发第3路线路故障报警。

上述3种线路故障，全面概括了由线路引起设备故障的不同方式。

无论是电机故障的引入，还是线路故障的引入均是为了提醒操作员对设备运行异常工况及时发现、判断、处理，降低对机组稳定运行带来的负面影响。在操作员站对电机和线路故障配以不同颜色的报警，可使操作员一目了然，为故障的原因分析和解决提供了便利条件。