MarK_V控制系统的介绍

MarK-V控制系统介绍

目录

一.MarK-V系统简介

二.MARK-V系统特点及安全性

三.MarK-V控制系统通信网络

四.控制器简介

五.控制软件简介

1.大机控制软件容

2.小机控制软件容

六.控制功能介绍

1.汽轮机速度控制—速度偏差

2. 汽轮机负荷控制—负荷命令DWR

3. 蒸汽流量控制— CVR

4 高压调阀阀位控制—CV阀位命令

5. MSV2控制—MSV2阀位命令

6. 数字式调节器

七. MarK-V的保护功能

1.跳闸信号与逻辑

2.前机架保护机构

3.截止阀调阀结构及控制接口

4.特殊保护逻辑

八.保护试验

1.保护试验总述

2.保护试验项目

3.特殊保护试验项目

九.汽轮机的运行

1.转子/腔室预暖

2.冲转准备

3.加速至额定转速

4.反流运行方式的几点说明

十.阀门试验

1.阀门试验总述

2.试验项目

十一.辅助阀门介绍

一.MARK-V系统简介

MARK-V是美国GE公司第三代数字式电液调节系统，MarK-V可以配置成单工或三冗余（TMR）方式。我厂为TMR配置，2×350MW汽轮机及4台给水泵汽轮机全部采用MARK-V控制系统。

在MARK-V控制系统中，所有用于保护的关键信号都输入到主控制器，用于监视控制的信号都输入到控制器，微处理器周期采样所有的数字及模拟输入信号。对输入信号进行I/O的组态及处理，然后根据控制程序逻辑，对信号进行处理计算，再将计算结果输出到汽轮机的阀门控制设备，从而完成对汽轮机的各项控制、保护等重要功能和其它辅助功能。其中大量的控制逻辑、运算和保护逻辑在各主控制器的微处理器中执行，而最关键的逻辑和保护功能（如电子超速保护、PLU、EVA等）由硬件逻辑直接完成。无论逻辑是由软件还是由硬件完成，最终都由继电器或放大器输出来完成各自的功能。我厂MARK-V 控制电源由分配器供给各控制器及I/O板电源，总电源由电气直接供给，部分就地设备电源由汽机UPS柜供给。由于采用数字技术、控制顺序程序（CSP）软件技术、软件容错技术（SIFT）以及三冗于（TMR）配置，MARK-V（TMR）控制系统具有灵活、精确、稳定、可靠等特点。操作员接口能与DCS方便通讯（我厂未使用），具有在线维修等特点，进一步提高了系统的可靠性。

我厂MARK-V控制系统具体配置如下：

（一）2×350MW汽轮机控制柜和其它设备的布置如图1所示

控制柜有两个：一个是电源柜，也叫辅助柜，柜安装有电源转换器、电源选择器、控制器、控制器、旁路电源及端子板；另一个是主控柜，柜安装有主控制器简称控制器、保护控制器

、通用控制器、电源分配器、电源过滤器、I/O信号控制器以及I/O信号端子板，控制器简称控制器。

能够完成对汽轮机系统的监视、速度控制、汽轮机负荷控制、蒸汽流量控制、高压调阀阀位控制、中压调阀控制、#2主汽门—MSV2控制、数字式调节器、跳闸逻辑、中压调阀快动—IV、早期阀门动作—EVA、功率负荷不平衡—PLU、甩负荷功能、汽机保护、保护试验、转子/腔室预暖、冲转准备、加速至额定转速、反流运行、截止阀（MSVs）试验、高压调阀（CVs）试验、中联门（CRV）试验、阀门严密性试验、旁路系统调节控制、与TSI的接口、转子应力计算和寿命管理、MarK-V与EX2000通讯、实时趋势图、实时数据采集、系统自诊断、事故记录及追忆、BOI运行、MARK-V与CCS、SCS、SOE、DCS报警系统等的接口等。

（二）4台给水泵汽轮机控制柜和其它设备的布置如图所示

控制柜有一个：包括主控制器、保护控制器、通信控制器、电源分配器、电源转换器、I/O信号控制器以及I/O信号端子板。

(三)硬件配置

1.操作员站：每台机组2台，大机小机各一台，486电脑，具有触屏功

能，安装在主控室。

2.工程师站：每台机组1台，安装在工程师站室。

3.控制柜：安装在电子设备间，大机主、辅控制柜配有中间端子排，

小机只有一个控制柜。

4.IKB键盘、跟踪球：配套配置。

二.MARK-V系统特点及安全性

（一） MARK-V（TMR）系统特点

1．基于PC的操作员接口，配有彩显、打印机，具有报警、事故记录、跳闸记忆等功能，显示画面可灵活修改。

2．分辨率的时间标签、高速数据采集能力（如数字信号采样周期为1ms）3．每个控制器作为一个分散式、多微理器控制器，具有最大的数据处理能力。

4．可与DCS的通讯以以太网连接，我厂MarK-V同DCS 采用硬线接口。

5．有较强的诊断功能，能诊断到卡件级能将故障的控制模件隔离，保证系统正常可靠运行。

6．在发生故障时，整个控制系统和各控制器可以在线维修，具有最大的可靠度。

7．数字式调阀控制回路，具有极佳的线性响应特性。

8．有和机组其它设备直接接口的模件，如汽轮机监视系统（TSI）、电流互感器（CT）、电压互感器（PT）等。

9．整个控制系统布置紧凑、结构合理，工作可靠，维护方便。

10．有完备的保护功能。在MarK-V控制系统中突出的采用了三冗余技术，即硬件三冗余及软件三冗余。硬件三冗余表现在配置上如控制器、跳闸继电器、测量元件、控制线圈等。软件三冗余表现在对数字量的三取二表决及模拟量的三取中运算。三取二表决即一旦数字信号在DENET上，每个控制器检索所有三个值并完成三取二表决，每个芯板各自完成LCCB插件上的表决任务，表决值存在每个控制器DCCA插件，以用于监控机组的运行。对于模拟量信号在控制器的工作方式采用三取中值运算，中值存入DCCA插件并可用来进行指导汽轮机的计算，此结构保证三个控制器使用相同的值进行实时数据的部计算。DENET 上来自的预表决数据也送往芯板的DCCA插件。任意芯板的表决失配值都能由的DCCA插件收到，其结果是发出诊断报警。任何芯板的表决失配值都能由芯板检测到。

（二）MARK-V（TMR）系统安全性：MARK-V控制系统的安全性能具体表现在系统的可靠性。

1.采用三冗于控制器（TMR-TRIPLE MODULE REDUNDANT）< R >< S >及< Y >< Z >：冗于控制器对于数字信号采用三取二表决，对于模拟信号采用三取中表决。

2.采用SIFT（SOFTWARE IMPLEMENTED FAULT TOLERANCE）容错技术：当三个控制器分别接到不同的跳闸信号，如

（1）润滑油压低，（2）轴向位移大（3）高压缸胀差大三个信号。不会导致汽轮机跳闸。

3.保护信号（测点）三冗于：如轴向位移、转速等。

4.跳闸继电器、伺服阀线圈三冗于：跳闸继电器PTR1、PTR2、ETR1、ETR2继电器采用三取二硬件表决。伺服阀线圈三冗于，两个以上线圈既可完成控制功能。