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　　一、 概述
　　如今DCS技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛運(yùn)用，所以對于現(xiàn)場測量信號的要求也進(jìn)一步提高。以我們常熟公司一臺(tái)300MW機(jī)組DCS系統(tǒng)改造以后為例，從汽水系統(tǒng)到各主輔機(jī)本體的溫度狀態(tài)，所要監(jiān)視的溫度測點(diǎn)將近800個(gè)，占整個(gè)DCS系統(tǒng)模擬量點(diǎn)的65%左右。而其中保護(hù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)中又占有50%左右。
　　利用DCS技術(shù)，廣泛運(yùn)用其動(dòng)態(tài)通訊技術(shù)，熱工測點(diǎn)(流量、壓力、溫度等)參數(shù)已不僅僅只用于監(jiān)視，已被運(yùn)用進(jìn)入保護(hù)回路及自動(dòng)控制系統(tǒng)中。如：給煤機(jī)控制使用了爐頂溫度修正回路，引入爐頂出口集箱溫及前饋信號：爐頂進(jìn)口溫度和鍋爐主控信號共同來設(shè)定給煤量；在Ⅱ級減溫水控制中要控制高過出口汽溫，還引入了導(dǎo)前汽溫、二級減溫水后溫度來共同控制減溫水閥門的開度等等。在保護(hù)系統(tǒng)中，主機(jī)及其他的重要輔機(jī)的保護(hù)、聯(lián)鎖回路等，溫度測點(diǎn)的使用同樣廣泛，所以，現(xiàn)場的測量尤為重要。但是，測量總會(huì)有故障，有誤差，雖然原則上誤動(dòng)比拒動(dòng)危害小，但是，設(shè)備頻繁的誤動(dòng)，對機(jī)組的安全穩(wěn)定，對企業(yè)的穩(wěn)定、效益，都不是好的情況。通過DCS強(qiáng)大的通訊、計(jì)算、組合功能，就可以對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
　　二、原有方案
　　給水泵、送、吸風(fēng)機(jī)等設(shè)備是各火力發(fā)電公司發(fā)電機(jī)組的重要輔機(jī)，當(dāng)其中任意一臺(tái)發(fā)生故障，就會(huì)對機(jī)組的正常安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，輕則甩負(fù)荷，如處理不當(dāng)還有停機(jī)的危險(xiǎn)。對設(shè)備也有很大的影響。為了保障給水泵、 送、吸風(fēng)機(jī)等重要輔機(jī)的安全運(yùn)行，對其設(shè)立了多套保護(hù)系統(tǒng)，其中一個(gè)重要保護(hù)就是軸承溫度高高保護(hù)。軸承溫度是給水泵、送、吸風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的一個(gè)重要參數(shù)，運(yùn)行中，如果軸承溫度發(fā)生異常升高，則說明潤滑系統(tǒng)或者機(jī)械部分產(chǎn)生了故障。當(dāng)軸承溫度升高到高值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號，提醒運(yùn)行人員注意并采取相應(yīng)措施處理。如果處理后軸承溫度還是沒有得到控制，當(dāng)溫度升高到高高值時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出停機(jī)信號，停止設(shè)備運(yùn)行，從而保護(hù)設(shè)備。我公司在DCS改造前，采用的是集控?cái)?shù)顯表計(jì)通過采樣現(xiàn)場信號，經(jīng)處理后輸出顯示，如果越限，輸出繼電器將觸發(fā)信號送給保護(hù)系統(tǒng)，由保護(hù)系統(tǒng)聯(lián)鎖動(dòng)作。同時(shí)，為了防止誤動(dòng)作，表計(jì)有3秒的延時(shí)輸出。但是，由于現(xiàn)場一次元件斷線而造成的誤動(dòng)屢有發(fā)生，有時(shí)無法檢修的情況下，只能將保護(hù)推出運(yùn)行。嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。
　　三、優(yōu)化方案
　　我公司三臺(tái)給水泵的軸承溫度的測量一次元件采用的是熱電阻。系統(tǒng)DCS采樣熱電阻信號，轉(zhuǎn)換為溫度信號，設(shè)定值高值、高高值在測量功能塊AIN塊中設(shè)定。當(dāng)測量值高于高高值時(shí)發(fā)出高高值停機(jī)信號。熱電阻測量時(shí)斷線，是較為常見的一個(gè)故障。由于熱電阻斷線后其輸出電阻是無窮大的，從而造成測量輸出值高于高高值，就有保護(hù)誤動(dòng)的可能。DCS改造后，為了排除這種由于測量回路故障而造成的保護(hù)誤動(dòng)的可能，我們對原有的保護(hù)回路進(jìn)行了優(yōu)化：在AIN塊引入了“測量值BAD”這一參數(shù)，該參數(shù)初始狀態(tài)為“0” ，設(shè)定當(dāng)測量值高量程超限時(shí)該參數(shù)置為“1” ，封鎖回路輸出。但在實(shí)際試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于“高高值”大部分情況先于“BAD”發(fā)出，說明回路的缺陷很明顯。于是，我們增加了一個(gè)速率塊，該功能塊用于監(jiān)視測量值的變化速率，當(dāng)測量值的變化速率超出設(shè)定的變化速率時(shí)發(fā)出“速率大”信號。由于測量值斷線后的上升速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溫度正常變化的速率，把設(shè)定的變化速率放在一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢茫涂梢澡b別測量值的上升是否真實(shí)。優(yōu)化后的邏輯如下：

　　溫度速率判斷信號ROCIND來源：

　　根據(jù)邏輯可見，當(dāng)一次元件斷線或其他原因造成測量值上升時(shí)，先是由“速率大”信號去閉鎖高高值停機(jī)信號，當(dāng)測量值上升至超過設(shè)定量程后，則由“BAD” 信號去閉鎖高高值停機(jī)信號，從而有效地避免了保護(hù)誤動(dòng)。當(dāng)測量值由于被測點(diǎn)溫度上升而達(dá)到高高值時(shí)，由于沒有“速率大”“BAD”信號，保護(hù)正常動(dòng)作。由此可見，采用優(yōu)化后的邏輯能有效避免由于一次元件斷線而造成的保護(hù)誤動(dòng)。經(jīng)過現(xiàn)場模擬試驗(yàn)，達(dá)到預(yù)期效果，由此可見，我公司的軸溫高高停機(jī)保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化后還是很可靠的，那么是不是就不需要繼續(xù)改進(jìn)優(yōu)化了嗎?
　　四、改進(jìn)優(yōu)化
　　由于我公司投產(chǎn)至今已經(jīng)十多年了，很多熱電阻元件又采用的是航空插頭與電纜連接，有時(shí)侯由于現(xiàn)場震動(dòng)、時(shí)間長接觸點(diǎn)老化等原因，會(huì)造成接觸不良現(xiàn)象，從而產(chǎn)生接觸電阻，造成測量值的偏差。機(jī)組改造后，#4 機(jī)組就發(fā)生了一次這樣的異常。根據(jù)測點(diǎn)曲線圖分析就是由于以上原因造成的。那些由于接觸不良后引起的測量值偏差現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在某一時(shí)間段內(nèi)主要有以下兩種故障現(xiàn)象，一種現(xiàn)象是測量值開始時(shí)候比較穩(wěn)定，當(dāng)接觸不好而產(chǎn)生接觸電阻的一剎那，測量值快速地變動(dòng)，變動(dòng)幅度與接觸電阻成正比，然后測量值在偏差值附近又恢復(fù)穩(wěn)定，并且維持。另一種現(xiàn)象是測量值開始時(shí)比較穩(wěn)定，當(dāng)接觸不好產(chǎn)生接觸電阻后，測量值不停快速地來回變動(dòng)，甚至有時(shí)候會(huì)超量程設(shè)定。根據(jù)原給水泵軸承溫度高高停機(jī)保護(hù)系統(tǒng)邏輯分析可見，種現(xiàn)象發(fā)生后，如果是測量值高偏差后穩(wěn)定在高高值和上限之間，保護(hù)會(huì)誤動(dòng);第二種現(xiàn)象發(fā)生后，由于測量值是不停快速來回變動(dòng)，所以還是可以通過“速率大”信號來避免保護(hù)誤動(dòng)。所以，要針對種現(xiàn)象對原有方案做進(jìn)一步優(yōu)化。進(jìn)一步優(yōu)化后的邏輯如下：

　　根據(jù)邏輯可見，當(dāng)測量值由于斷線或接觸不良等原因非正常上升達(dá)到高高值后，“測量值變化速率大”信號發(fā)出并保持，閉鎖了“軸承溫度高高停機(jī)”信號，避免了保護(hù)誤動(dòng)。當(dāng)檢修人員處理好元件故障后，測量值恢復(fù)到正常(高高值以下) ，則通過RS觸發(fā)器的R端復(fù)歸掉“測量值變化速率大”信號，從而保障保護(hù)的正確動(dòng)作。通過現(xiàn)場模擬試驗(yàn)及一段時(shí)間的運(yùn)行，#4機(jī)組給水泵軸承溫度高高保護(hù)未誤動(dòng)。此后，又將此邏輯改進(jìn)推廣到送、吸風(fēng)機(jī)等重要輔機(jī)的“軸承溫度高高停機(jī)”保護(hù)回路中，至今投用情況良好。達(dá)到了預(yù)期效果。
　　五、總結(jié)
　　通過對給水泵軸承溫度高高停機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的兩次優(yōu)化，提高了我公司的輔機(jī)的軸承溫度高高停機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，保障了機(jī)組的安全運(yùn)行。同時(shí)通過兩次優(yōu)化改進(jìn)時(shí)對DCS系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、操作，對于DCS系統(tǒng)的強(qiáng)大功能有了進(jìn)一步的領(lǐng)會(huì)，對于DCS的應(yīng)用也進(jìn)一步得到提高。