PLC在发电厂热工保护中的应用

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随着我国电力工业的迅速发展，火电厂的装机容量和单机容量都日益增大，热工保护系统的规模也大幅度上升，对热工保护系统的控制方式、运行水平的要求也越来越高。由于微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，plc已发展成为新一代工业控制机。它具有编程组态方便、硬件配置灵活、高可靠性和适应工业恶劣环境等优点，已经越来越多的被应用于各个工业控制领域。

PLC 热工保护 应用

0引言热工保护系统设计的出发点是提供可靠、高效的产品，有效地提高火力发电厂热工保护系统的控制水平，给发电机组的安全、经济运行提供保障，同时实现减员增效的目的。新系统采用“上位机+PLC”方式，应用计算机通讯技术和PLC控制技术，对多个输入输出信号实现动态实时监控，具有输入输出信号状态显示、保护动作记录、报表打印、保护联锁试验等功能。

1采用PLC改造热工保护系统的优点系统构成简单，可靠性大大提高；具有灵活的扩充能力，动作逻辑完善；系统可维护性提高；具有强大的事故分析能力。

2总体设计2.1热工保护系统原理热工保护系统通常由四个部分组成，即运行人员控制盘、逻辑控制系统、执行机构和检测元件。（1）操作控制盘：包括指令器件和信息反馈器件，如操作按钮和信号灯等。控制盘逐渐由crt代替。（2）逻辑控制盘：热工保护系统的核心。它根据操作命令和检测信号进行综合判断和逻辑运算，其结果用于驱动执行机构或送运行人员控制盘。（3）执行机构：机组的驱动机构。包括：各种电磁阀、控制阀、变频器、接触器等。（4）检测元件：热工保护系统的基础。其主要作用是将反映机组状态的各种参数变为系统可接受的开关量信号。检测元件包括：反映执行机构位置的限位开关；反映诸如压力、温度、流量、水位是否正常的传感器，如压力开关、温度开关、流量开关等等。2.2检测信号处理为减少中间环节，充分利用plc资源，将所有汽轮机跳闸、联锁回路，包括汽轮机后备超速保护、真空低保护、油压低保护、轴向位移保护、高压缸胀差保护、低压缸胀差保护、发电机断水保护、发电机差动保护、汽轮机振动保护、电超速保护、油压低联动、高加水位高保护、抽汽联锁、后汽缸喷水、给水泵联锁等信号直接接入plc。对于重要参数，如汽包和高压加热器水位、汽轮机位移和差胀、真空等采用三选二逻辑。对于变化频繁的参数，加延时处理。因现场信号均为无源节点，不经过隔离直接输入到plc摸件。2.3输出信号处理执行机构包括：主汽门，电超速保护，发电机断水保护，1-5段抽汽门保护和信号，甲、乙给水泵，后汽缸喷水保护和信号，#5、#6高加水位高值信号，高加事故放水门动作，#5、#6高加水位高值信号，切除高加（1）、（2）、（3）磁力断路油门，中压调速汽门，油开关，#5、#6高加出水电动门，#5、#6高加进汽电动门，高加旁路门等等，共52点。综合考虑执行部分设备容量和系统可靠性，plc输出全部采用中间继电器隔离。2.4plc配置在老机组热工保护的plc改造中，相对于检测元件和执行机构而言，plc的可靠性是最高的，故本课题未采用plc整体冗余结构。仅对于极其重要的i/o点，采用plc的模件冗余方式解决。对于plc的输出模件的选择，考虑到现场的共摸干扰达200-300v，采用继电器方式的模件。根据上述原则，选择modicon tsx premium plc。2.5系统电源系统电源是plc可靠运行的基本保证。系统供电的两路ups电源分别来自不同的回路，减少了事故状态下ups失电的可能，两路ups互为备用，先投入者为工作电源，另一路为备用电源。

3控制逻辑在热工保护plc改造中，其逻辑功能如下：（1）基本功能，完善并实现原继电器所有逻辑；（2）保护系统投入、退出时间记录，用于保护系统投入情况考核；（3）首发原因记录。当热工保护动作后，要指出引起动作的第一原因，以便处理和分析事故原因，首次跳闸记忆逻辑就是根据这一条原则制定的。对于保护动作时间记录，由于一些保护动作时互为因果的关系，其动作的先后次序的记录对运行事故分析有相当的参考价值，因此要求记录的最小分辨率达到10ms，每套保护记录系统复位后最先动作的那一次时间，当动作条件出现，保护动作；在保护动作瞬间将首发原因写入状态字，同时记录动作时间。

4结束语采用plc改造火电机组的热工保护系统，具有可靠性高、功能较完善、投资少等特点，而且易于扩展。该系统投入运行后，未发生过误动和拒动情况，动作准确可靠。

参考文献：

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[D].大连海事大学，2004.

[2]聂晶晶.基于PLC的圆环链链轮链窝加工专用数控系统研究

[D].太原理工大学，2009.