东方汽轮机厂小机讲义

版本号：A 密级：工厂秘密

东方汽轮机厂

微机电液控制系统说明书

编号D3.6A-000401ISM

第全册

2006年8月

编号D3.6A-000401ISM

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目录

序号章节名称页数备注

1 1 概述 1

2 1－1 控制系统原理 3

3 1－2 控制系统功能 3

4 1－3 技术指标 1

5 2 安装调试 1

6 2－1 到货开箱 1

7 2－2 设备安装 1

8 2－3 系统接地 1

9 2－4 电源连接 1

10 2－5 外部信号连接 1

11 2－6 检测与调试 2

12 3 故障诊断及分析 1

13 3－1 在线自诊断 1

14 3－2 故障分析及维护 1

15 4 供货范围 1

16 5 MEH测点清单 4

1 概述

随着电站控制系统自动化水平的日益提高，原来的液压机械调节系统已不能适应锅炉给水量的自动调节要求，因此，微机电液控制系统便得到广泛的发展和应用。东方汽轮机厂在给水泵小机上配置了高压抗燃油微机电液控制系统，简称MEH。

这是新一代控制系统，它是由我厂进行系统设计，采用西屋OV ATION硬件，并且依照用户的要求装载应用软件，该系统可靠性好，操作简单灵活方便。

该MEH以高压抗燃油为工作介质，以电液伺服阀为液压接口设备，以高、低压调节阀油动机为执行机构，构成一套完整的MEH控制系统，控制给水泵汽轮机的转速，满足用户的要求。

1－1 控制系统原理

锅炉给水泵汽轮机用于驱动大型电站锅炉给水泵，满足锅炉给水的要求。

由我厂设计用于驱动锅炉给水泵汽轮机的蒸汽来自运行时使用的蒸汽，是主汽轮机的中排抽汽（即抽汽汽源）。中排抽汽经低压主汽阀和低压调节阀进入汽轮机，当汽轮机正常运行时，中排汽压升高，能够满足给水泵正常运行的需要，此时依靠低压调节阀来调节汽轮机进汽。机组在启动和正常运行过程中，通过测速板采集机组的转速，开关量通过开入板送到控制回路上，DPU将这些信号进行判断、分析、计算，再综合LVDT返回的信号，输出控制信号到伺服阀，通过伺服阀来改变调节阀的开度，控制进入给水泵汽轮机的蒸汽流量，改变汽轮机的转速，当汽机转速变化时，它所控制的给水泵转速也随着变化，给水泵的出口流量变化，从而达到对锅炉给水流量的要求。

1 MEH控制系统有三种运行控制方式：

a）手动方式，通过设定阀位开度直接控制阀门的开度，此为开环控制。

b）转速自动控制，通过在操作员站上设定目标转速来控制汽机转速。

c）锅炉自动方式，即CCS方式，当转速在3100r/min～5900r/min范围内时，MEH接受到请求信号，经过逻辑判断后，即可投入锅炉自动控制，汽轮机转速由CCS来的4～20mADC 信号控制。

三种运行方式的转速控制范围为：

手动：0~5900r/min

转速自动控制：0~5900r/min

锅炉自动控制：3100r/min~5900r/min

1．1手动控制方式，手动控制方式为开环控制方式。在任何时候通过操作员站选择手动控制，都将切到手动方式。在手动控制方式时，操作员通过操作员站上的增减按钮来控制阀门开度，这种方式直接控制阀位，通过和现场来的阀位信号进行比较，得到阀位的偏差，然后进行计算，得到一个控制信号到伺服阀，控制油动机的开度，达到控制转速的目的。

1．2转速自动控制方式，它实现了转速的自动控制。

转速自动控制方式是通过MEH进行逻辑判断选择的。当满足下列条件时可以在转速自动方式下进行：

汽轮机转速显示正确，没有转速全故障；

汽轮机已挂闸；

操作员站上没有手动控制信号。

当上述条件任意一个不满足时，将自动切到手动方式。

转速控制方式是自动调节常用的方式之一，通过操作员站改变目标转速，然后对实际转速和给定转速的差值进行PID计算，达到控制阀位的目的，并最终控制转速。

为了保证信号的可靠性，系统将对从现场转速传感器测到的转速信号进行三取二处理，得到一个可靠的实际转速信号，若三路转速中有两路转速信号故障，将判定系统故障，切到手动运行。转速信号送到测速板后，在测速板内进行处理，转变为数字量信号送到控制回路，控制回路将输出的信号作为实际转速输入信号，实际转速和给定转速比较后得到一个差值，经过PID计算后，油动机的LVDT信号返回到伺服板，它和控制信号比较后，输出控制电流到电液伺服阀，控制伺服阀动作，改变调阀油动机的位置，控制进入汽轮机的蒸汽流量，使汽轮机的转速发生变化，当实际转速和目标转速一致，油动机的LVDT反馈信号和控制信号

一致时，电液伺服阀自动回到中间，切断油动机的进油，油动机将保持原位，一个自动调节过程结束。

转速自动控制回路的PID参数能通过工程师站在线进行修改，这有利于操作人员根据实际情况对控制过程进行有效的干预，大大的提高了控制的可靠性和灵活性，更加适应现代自动控制的要求。

1．3 锅炉自动控制方式

要投入锅炉自动控制方式，必须满足下列条件：

MEH处于转速自动控制方式；

锅炉控制系统来的信号在3100r/min~5900r/min之间；

目标转速和锅炉控制系统相差在25r/min内；

锅炉自动控制允许；

当上述条件满足，操作操作员站上“CCS回路”按钮，即可投入锅炉自动控制方式。

在锅炉自动控制方式下，MEH接受来自锅炉控制系统的4~20mADC控制信号，并转换为MEH中的转速信号，4mA对应3100r/min，20mA对应5900r/min，它们是线性的。控制回路对上面提到的条件进行逻辑判断后，就可以通过操作员站投入锅炉自动控制方式，但是，若锅炉自动控制允许信号消失或锅炉控制系统来的信号出现故障时，将切到转速自动控制。

在锅炉自动控制方式下，MEH向锅炉控制系统输出一个4~20mA信号作为反馈信号，而锅炉控制系统向MEH输出的4~20mA信号将作为一个控制信号，此时，MEH仅仅作为一个执行机构，MEH接受到锅炉自动控制系统的信号后，直接送到控制回路，作为控制的目标值，当达到这个目标值时，转速保持稳定，转速随着锅炉控制系统信号变化而变化。

考虑到CCS指令这个模入信号有可能断线等情况，在出现模入信号故障时，MEH将接收DCS系统通讯来的CCS指令作为MEH的转速控制指令。

锅炉自动控制方式是一种更加完善的控制方式，它同时考虑了汽轮机和锅炉的控制，它将整个电厂作为一个系统来控制，可以使控制过程更加的趋于合理化。

由于在锅炉自动控制过程中，锅炉控制系统来的信号是经过控制回路进行过转换的，所以，转速自动控制系统能够很好的跟踪锅炉自动控制系统，当从锅炉自动控制系统切换到转速自动控制系统时，不会产生任何扰动，能够维持原来的状态和运行控制参数；从转速自动控制方式切换到锅炉自动控制时，锅炉控制系统来的4~20mA信号将被作为目标值，给定转速和实际转速的偏差值经过PID计算后，输出控制信号到伺服阀，控制油动机的开度。在锅炉自动控制方式下，如果通过操作员站投入手动方式时，将切除锅炉自动控制方式。

2 汽轮机的脱扣和挂闸

汽轮机的挂闸，就是一个油压的建立过程，小机挂闸的条件为：

汽轮机已脱扣；

所有阀关。

当上述的两个条件满足时，通过操作操作员站上的挂闸按钮，“挂闸”信号到MEH机柜，MEH经过逻辑处理后，继电器硬逻辑通过输出控制信号到挂闸电磁阀，使保安油压建立，并返回“已挂闸”信号到MEH，操作员站上的“挂闸”按钮显示为红色，挂闸过程结束。

汽轮机有三种脱扣方式：第一种是操作员站上的“停机”按钮。第二种是当转速超过一定值时，MEH控制回路经过逻辑判断，通过继电器输出汽机脱扣信号，完成脱扣动作。第三种是当MEH接受到ETS来的脱扣汽机的信号后，经过逻辑处理，输出脱扣信号到继电器，完成脱扣动作。

当汽机在运行过程中发生异常状况时，需要紧急停机，可以通过操作员站上的打闸按钮实现紧急停机，保护汽机的安全。