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APS功能简介.doc

APS功能简介

brueedai
2013-12-03 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《APS功能简介doc》,可适用于工程科技领域

APS功能简介引言DCS控制系统的发展及其在火电机组中应用的成熟为热工自动化技术的发展提供了广阔的空间。而如何改进火电机组的自动控制系统在保证机组运行安全性的基础上提高机组运行的经济性增强电力企业的市场竞争能力始终是热工自动化发展的方向。APS作为提高自动化水平行之有效的方法受到越来越多的关注和重视。APS是实现机组启动和停止过程自动化的系统其优势在于可以提高机组启停的正确性规范性大大减轻运行人员的工作强度缩短机组启停时间从整体上提高机组的自动化水平。因而如何设计和完善APS机组自启停控制系统使其强大的功能得到充分发挥是值得深入研究的问题。APS系统的构成APS系统硬件分配众所周知APS系统涉及到大量设备启停和自动控制为APS特别设置一个控制器以实现其功能在电厂控制系统改造工程中实用性不大综合考虑各方面情况最终决定将APS控制功能分散在SCS(顺序控制系统)中实施既可以减少系统通讯负荷压力也能保障APS安全运行不致于出现一个控制器故障造成APS所有功能不能使用。APS系统软件结构在实际功能设计中APS系统采用分级控制结构将热力系统工艺流程分解成若干局部的独立过程由设备级控制设备实现相对独立的启停阶段再由功能组级联系设备级完成单系统启停和自动控制最终由机组级协调功能组级、相对独立的设备和控制系统等来共同实现机组的全程启停控制。分级控制使系统结构清晰严谨有利于提高设计、组态及调试的工作效率同时分级控制在同级之间相互独立具有很大的灵活性有利于投运后的运行管理和热工维护运行人员可以根据具体情况选择各种控制方式。如在凝结水流程图上运行人员可以单操某台凝泵及其相应阀门完成设备级控制实现单设备操作也可启动凝结水泵子组完成从开启动放气阀到凝泵再循环阀投自动的一系列功能组控制。电厂APS结构如图所示。由图可知设备级实现设备的启停、联锁保护以及状态显示是整个APS系统的基础。功能组级实现某一工艺流程涉及的相关设备启停和控制是整个APS系统的中间环节也是实现机组级控制的前提。它根据工艺流程的需要和特点按照预定的顺序、时序和逻辑条件的要求进行判断和运算发送指令控制设备依次进行一系列的动作。在实际使用上功能组一定程度上也变成了“电子版”运规。运行人员不必担心机组启动过程中遗漏或误操作设备,同时又由于设备的启停通过APS实现,减少了运行人员的劳动强度。在此基础上运行人员自然会把注意力更多集中于系统协调,从而有利于全厂级别的功能组快速、协调、稳定地运行。当然由于APS出现原先手动操作变成自动操作势必影响运行人员的操作习惯。以启动第一台前置泵功能组为例该功能组要求前置泵启动后确认前置泵再循环阀自动。按以前运行习惯运行人员首先要切换再循环强开电磁阀在自动状态并按现场实际情况将再循环阀投入自动。现改为自动取消启动时强开再循环阀的要求并判断其强开电磁阀是否处于自动状态同时向CCS(协调控制系统)发出投再循环阀自动的指令。既实现了正常自动操作又为运行提供了手动干预手段得到了运行人员的认可。由于功能组是实施APS的关键所在其设计将在下文中详细介绍。机组级属于系统最高层控制它对机组的运行工况进行全面监视根据机组启停过程中不同阶段的需要向各功能组或设备级、及相关其他系统如DEH(汽机电液调节系统)、NCS(电气控制系统)等发出控制指令并根据各控制系统的工作情况协调机炉电各系统的控制以保证在少量人工干预甚至完全不用人工干预的情况下自动地完成整台机组的启停。图APS系统分级结构图实际设计的APS机组级结构(部分)APS系统总体设计系统划分方案APS包括机组自动启动和自动停止两部分自动启动过程又分为热态和冷态两种方式其划分就根据运行人员经验将差别主要体现在功能组工况要求不同。如锅炉升温升压功能组CCS就根据APS的指令按照不同的升温升压曲线实现相应操作。系统启动时运行人员在总画面中选择热态或冷态启动启动过程中选中方式以红色显示便于运行人员辨识。通用顺控功能设计组级控制需要实现的基本功能是步序控制。如何保障步序指令的发送及反馈信号的接受准确、及时是设计时重点考虑的问题同时还需要兼顾控制器的工作负荷在完成同样功能前提下功能块所占控制器资源最少。构筑完基本功能块后开始设计人机接口让运行人员迅速掌握全新的系统并熟练地使用对改造机组而言至关重要。实现下列控制功能:·功能组实行步序控制即按照预定的操作顺序逐一实现设备的启停和控制。每步控制指令可以发送给一个或多个设备该步操作全部完成后若相应状态反馈满足该步完成要求则转到下一步执行若该步完成要求在上步完成时就已满足则不发送该步指令而直接跳到下一步。步序的自动执行过程可以由运行人员暂停。执行过程中功能组显示操作顺序、设备状态、当前步号、执行时间、功能组控制方式等信息便于运行人员监视执行情况。·功能组启动方式分上一级自动触发或运行人员手动执行两种。这两种方式配有切换按钮当设置功能组为指导模式(自动切换手动方式)时功能组的输出指令被闭锁相当于操作指导运行人员按照显示的操作要求完成相应的操作。指导模式采用由大到小原则自动切换即机组级指导模式触发功能组级功能组级触发设备级。当然无论采用何种方式启动都必须满足功能组允许条件。·功能组能对故障进行监视和处理。若当前执行步中有设备出现故障功能组会自动中断步序执行避免继续执行造成无效操作导致联锁和保护动作。当设备故障解决后功能组会自动执行下一步故障无法解决则运行人员可以通过复置退出功能组执行也可以用跳步选项让功能组从下一步接着往下执行。为灵活起见我们还设置中断按钮便于运行人员在功能组执行过程中人为干预暂停程序。·功能组还具备一些方便机组级控制的操作。如旁路功能可以直接将功能组置为顺控完成状态断点功能为运行人员提供重要操作执行前确认的手段后备预选功能使运行人员能设定互备设备的启动顺序等。APS实施简介鉴于篇幅关系,我们只攫取风烟系统作为APS功能投运的一个简介。以一斑窥全豹希望能通过典型的功能组分析来了解整个APS的构成、联系和功能实现。风烟系统功能组构成风烟系统使用多重功能组来实现启停。其功能组内容包括:风烟系统主组、送风机子组、引风机子组、同CCS相应控制回路的闭环接口等。具体构成如下:风烟系统主组)启动某侧引风机子组启动引风机润滑油系统设备级控制启动引风机顶轴油系统设备级控制开启引风机隔离挡板设备级控制启动引风机设备级控制(原DCS设计的顺控功能包含与CCS系统动叶控制的接口)停止引风机顶轴油系统设备级控制)确认第二台引风机进口调节挡板、出口隔离挡板关)选择是否采用交叉运行方式)启动相应方式下的送风机子组启动送风机润滑油系统设备级控制启动送风机设备级控制(原DCS设计的顺控功能包含与CCS系统动叶控制的接口))确认第二台送风机出口隔离挡板关)自动设置炉膛压力定值投引风机控制自动)确认炉膛负压正常)自动设置炉膛总风量投送风机控制自动)投入暖风器设备级控制图风烟系统功能组操作实例功能组联系及功能实现T:切换功能块RATE:速率限制功能块SUM:加法器HL:高低限制功能块图引风机投自动方案原理图处理好功能组内相关系统间的接口是实现功能组正常投运的关键。在风烟系统功能组中步)的自动设置炉膛压力定值投引风机控制自动涉及SCS与CCS间信号交换。具体过程是:CCS收到自动设置定值指令后将当前值自动以一定速率变化到给定值此时判断实际炉膛压力是否随之变化当实际值接近设定值时CCS再自动触发引风机控制自动。方案原理图见图。总结火电机组要做到一键启动几乎是不可能的其一是火电机组的工艺复杂而且安全性要求很高有许多情况需要运行人员的判断和确诊另外有些手动阀门等设置需要运行人员到现场去操作和检查尤其是老机组。所以切实的APS实施方法应该是以操作指导为基础的机组自动启停如图第一步“机组启动前检查”是运规要求机组启动前检查和确认内容通过APS功能把机组运行规程主要操作、检查、确认的内容在APS画面上人性化显示对大部分进入DCS的对象实现了自动控制对哪些DCS不能控制的对象及要求运行人员确认的内容以操作指导的方式显示在APS画面上这样运行人员完成能按照APS画面上的显示内容完成机组的启动。通过APS功能使机组启动和运行的程序化、规范化保证了机组启停过程严格遵守运行规程从而减少启停阶段误操作提高机组运行的安全性。同时合理的APS系统还可充分缩短电厂启停时间提高生产效率。目前国内APS系统的投用成功率还不高除了设备自身的可控性和可用率不能满足自动化要求外还存在一些工艺和技术上的问题。这些问题需要通过长期、深入地分析研究才能得到解决。设备级控制设备级控制设备级控制子组级控制设备级控制子组级控制主组级控制机组级控制引风机控制切自动(自动状态信号回APS表示步完成)HLSUM实际炉膛压力炉膛压力设定值内部设定值FALSETRUERATE自动设定值T修改定值并投自动(来自APS步)指令信号)

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