MEH-ⅢA控制系统应用与升级

摘要 ：本文论述了菏泽电厂MEH-ⅢA控制系统组成和调试过程，对存在的高调门实际阀位出现跃变现象、运行过程中 LC控制输出卡件处于“保持”状态等问题进行了详细分析研究，以及逻辑修改和升级改造。
关键词： MEH-ⅢA，控制系统，升级，改造
中图分类号：TP273、TK39        文献标识码：B
   
1  MEH-ⅢA控制系统
   
MEH-ⅢA控制系统用来控制汽动给水泵转速，根据汽包水位改变给水流量，从而保证汽包水位稳定在合适位置，其系统包括挂闸回路，转速自动控制回路，锅炉自动控制回路，手动控制回路，超速保护，主汽门试验，联动试验，小机连锁保护等。




MEH控制柜

    在手动时按下“阀位增”或“阀位减”按钮，LP、HP指示阀位开大或关小，转速及转速定值增加或减少；转速大于600rpm/min时，按“转速自动”按钮，转速按操作员指令改变；转速在3100～5900rpm/min之间，当转速或转速定值与CCS信号差值小于100rpm/min时，按“锅炉自动”按钮，投入锅炉自动, 转速及转速定值的大小由CCS信号控制。

2调门特性试验

由于#3机组小机在进行速关阀活动试验和机组满负荷运行转速升到5400rpm时，原逻辑设计在此工况下“锅炉自动”解除，由运行人员手动（或在转速自动方式下）调整汽动给水转速，以维持正常的汽包水位。

根据运行部要求，在以上两种工况下不应解除“锅炉自动”，“锅炉自动”应维持正常的水位调节功能，根据运行部提出的修改申请，对#3机组小机MEH系统逻辑修改如下：

（1）速关阀试验时，由原来的下关20%（关到80%），修改为下关10%（关到90%）。（2）速关阀行程由原来的90%切除转速自动，修改为85%切除转速自动。（3）转速目标值高限由原来的5400rpm修改为5600rpm。（4）转速给定值高限由原来的5400rpm修改为5600rpm。（5）实际转速值高限由原来的5400rpm修改为5600rpm。6.速关阀试验控制回路增加延时功能块，延时时间为20s。



图1 给定值生成逻辑

修改逻辑后，已经进行了试验，并通过了运行人员确认。   
表1



注：#3机MEH高调门检查情况：1、小机挂闸之前，低压二次油为0MPa，低调门反馈信号为0%，低调门实际开度为0mm；速关油压为0MPa，速关阀反馈信号为0%，速关阀实际开度为0mm。

2、小机挂闸之后，低压二次油为0.155MPa，低调门指令为0%，低调门反馈信号为0%，低调门实际开度为0mm；速关油压为0.871MPa，速关阀反馈信号为100%，速关阀实际全开。
                                                         表2



注：1、小机挂闸之前，高压二次油为0MPa，高调门反馈信号为0%，高调门实际开度为0mm；

2、小机挂闸之后，高压二次油为0.171 MPa，高调门指令为0%，高调门反馈信号为0%，高调门实际开度为0mm；3、在第二次挂闸试验时，高调门指令为0%，高压二次油为0.168 MPa，高调门反馈信号为4%，高调门实际开度≈1mm。在后来的高调门增减的过程中，发现高调门实际变化出现跃变现象。4、高调门指令为10%，高压二次油为0.187MPa，高调门反馈信号为0%，高调门实际开度为0mm。高调门指令维持在10%约3分钟，高压二次油仍为0.187MPa，高调门反馈信号突然变为87%，高调门实际开度为17mm（注：高调门全行程0-20 mm）。

目前，#3、4机小机速关阀关闭信号送至小机ETS的脉冲时间不一致，现申请将#3、4机速关阀关闭信号修改为短信号，保持30s后消失，小机跳闸信号仍然保持长信号。

高调门逻辑修改如下：
24功能块f(x)=0，2功能块f(x)=0，13功能块f(x)由200改为100，16功能块YH由
7600改为400，32功能块f(x)由原来0，0，90，90，110，100，200，190改为0，0，90，90，100，100，200，100。




图2 指令形成逻辑

3 改造背景

2005年01月27日18:40:00，#4负荷300MW，主蒸汽温度538℃，主蒸汽压力16.5MPa，运行人员发现#4炉汽包水位缓慢下降，DCS内小机汽包水位控制指令上升，小机转速不上升，经检查发现MEH系统的LC控制输出卡件处于“保持”状态，后经降低负荷倒电泵运行，对LC卡件采取“复位”处理后恢复正常。

鉴于04年上半年＃3机组MEH系统也出现过类似情况，以及DEH系统曾出现VCC卡件故障、DPU因冷却风扇故障而工作异常，热工队传真联系了上海新华公司，2月2日技术人员到达现场，由于机组在运行中，不便于大范围进行故障查找，经与厂家专业人员共同研究，认为：

（1）利用机组调停的机会，用厂家寄来的新LC卡更换原来的LC卡，把换下来的LC卡发回厂家，用专用设备检测该LC卡件及模块的工作情况，确定存在的问题，如果是属于LC卡件本身的问题，厂家负责免费更换。（2）如果LC卡本身没问题，在#4机小修时，厂家将派技术人员到厂协助查找现场存在的问题，如电缆、屏蔽、干扰等。（3）如果仍然不能找出问题的确切原因，组织专业人员到其它电厂收资，考虑对MEH系统进行软件升级。（4）如果因卡件质量或软件通讯问题仍然出现系统失控的情况，建议对整个系统进行改造。

4 搜资情况

2005年2月17日到聊城电厂进行收资，交流了影响我厂安全运行的DEH、MEH控制系统，聊城电厂发现问题时间较早，2003年发现控制卡件不可靠时，管理处还没有撤消，聊城电厂便与管理处一起联系上海新华控制公司，要求给予更换可靠性高的新型卡件，更换一套可靠性高的新型卡件需要人民币32万元，经过三方磋商，达成一致意见。聊城电厂出资10万元，管理处出资10万元，上海新华控制公司出资12万元，2004年机组大修时进行了更换改造，至今运行正常。 聊城电厂大机、小机的DPU主板（聊城8个，菏泽6个）进行了更换升级，增加一个补丁文件。

5 升级要求


5.1升级原则

新华公司提供的升级设备应在小修期间投运时，保证所有功能正常投入，保证电厂按时安全发电，并保证系统长期安全稳定运行，控制系统具有的各种功能应是成熟的，能保证投入运行，满足机组的各种运行方式。

5.2升级设备可靠性

最小使用时间≥25000小时，系统可用率≥99.9%。

5.3硬件结构与要求

主机（DPU）采用双机容错结构，低功耗，系统具有抗干扰措施，以便适应现场运行条件的需要；升级改造设备可靠性能保证大于原来设备，进口硬件卡老化由新华公司保证，CPU、TTL芯片等元器件，按IEC标准进行老化处理，升级设备与原系统保持兼容。

6 MEH系统DPU主控板更换安全措施

6.1更换目的：

由于#3机组MEH系统DPU原主控板故障率较高，频繁出现DPU主控板离线现象，给MEH系统带来设备隐患，为保证MEH系统正常工作，确保设备的长周期安全运行，对MEH系统DPU原主控板进行更换，更换为低功耗主控板。

6.2更换过程：

更换安装前，需要检查原先系统运行状况，通过画面自检和柜内查看；更换安装前，需要将原来DPU的组态进行上装备份到ENG站，逐个将DPU停电，解除DPU连接电缆后将DPU卸下，拆除原先DPU中的主机板，将新的主机板安装进入DPU机盒，正确连接所有电缆线。待安装完成后，对DPU系统进行送电。DPU送电运行完成后，需要将备份的组态下装到DPU，如新DPU的配置I/O站数量与原先不同，需要修改成与现场一致，并需复位DPU，以使修改生效。完成送电和组态下装后，需要进行一下DPU切换与所属I/O站通讯情况检查。

更换工作完成，要进行设备的静态试验，保证更换前后系统原功能正常。

6.3安全注意事项：

在更换系统DPU主控板期间，工作人员要带防静电手环，解除DPU连接电缆时，要作好标记，恢复时确保正确连接，工作人员正确操作上装和下装DPU组态的步骤。





7 升级过程

7.1 DEH、MEH系统的DPU主机板更换情况：目前采用新型的6751型主机板更换原有的671型主机板，更换工作较为顺利，但发现14#主机板在用螺丝紧固后有与ISA总线接触不佳现象，拆除螺丝后运行良好。目前已通知公司EMS两根DPU机箱横梁来固定DPU机箱内的卡件。
对所有DPU的组态进行重新下装，并将版本由原来的R04SP3升级为R04SP3+（VFUNC.DLL文件有更新），静态试验合格。其具体步骤如下：

    （1）连接DPU11、DPU12、DPU14，进入ENG环境，先上装DPU11、DPU12、DPU14组态，点击DPU14，组态文件DPU11.ZK2 txt保存到ENG。
（2）DPU更换主板上电，正常后，由SENG级别连接到DPU13，点击0P，上装文件，执行。
连VDPU.cfg，打开，NODE=13改为14，MAX10NUM=2改为1。
STAR-PORT=0X443
STAR-CMD=NO
STAR-DATD=0
REFRESH-CMD=OUT
REFRESH-PORT=0X443
    REFRESH-DATD=10
END-CMD=IN
END-PORT=0X43
END-DATA=0
保存，DPU34电源灯、组态灯亮，停灯停闪。
写组态到电子磁盘，执行；拷贝到副控，并写盘，执行。
（3）查看资源浏览器中Xbin下，VFUNC.DLL文件版本号是2004年5月17日修改，重新下装DPU13、DPU43 VFUNC.DLL文件（所有组态功能块的库文件），并复位DPU，以更新DPU中的VFUNC.DLL文件（所有组态功能块的库文件）。

7.2  #4机MEH系统的给定值不跟踪CCS要求转速的问题，现通过在公司总部仿真试验后认为，目前MEH给定值5400rpm的高限值不满足现在的实际运行工况，需要进行修改，具体修改值由电厂决定，但要遵守CCS要求转速始终小于等于MEH给定值的高限值。经生技部批准，在CCS处设定限制值，增加5600rpm的高限块，MEH到CCS的跟踪信号量程范围由原来的（2800～5500）rpm，现改为（2800～5600）rpm。这样，在MEH收到的CCS指令处重新设定限制值，在MEH的给定值处抬高限制值。

8 故障处理

8.1电液转换器的故障处理方法

（1）在停机的情况下，拉出“锁定环”，手动旋转手动螺母，来回几次，使滑阀来回滑动几次,在正常运行时，手动螺母应在退出位（旋出为退出位）。
（2）拆下顶部端盖，拿出滑阀，用压缩空气或汽油进行清洗。

8.2小机升速慢（从小机就地来分析）

首先做一个试验，在就地串一只电流表，送给电液转换器一个电流信号，使电流信号从4mA.DC突增到20mA.DC，看油动机是否在2秒钟完成动作，如不正常，检查以下方面。

a.检查二次油压阻尼阀的位置，如阻尼太大，可造成油动机动作慢，引起升速慢。
b.检查电液转换器是否有死区。
c.检查错油门是否塞，如卡塞时，错油门就不再转动，应拆开错油门，用烟吹一吹防卡油路。
d.小机用汽蒸汽压力低。
8.3小机转速晃动

（1）首先判断是信号晃动还是设备原因，使MEH输出为手动，保持输出不变，检查油动机是否晃动。（2）蒸汽压力晃动。（3）电液转换器回油阀开度大。

9 接地系统
9.1 MEH接地系统要求

MEH系统接地分信号地（SG）、机柜及电源地（CG）。每个DPU柜均有SG和CG，分别接在机柜下面的铜排，每个端子柜只有CG。整个系统内的SG、CG分别汇总到＃1DPU柜，由安装公司将SG接到信号地接地网（专用地或大地网）、CG接到建筑地。根据情况也可将CG接到热工地，主要看现场哪种干扰小。信号地接地电阻必须小于2Ω。

接地前的检查:每个机柜的接地线已经在公司内连接完毕，机柜铜排之间的汇总线，在发货时拆除，须现场恢复。用普通万用表测量，该连接部分的电阻应＜0.5Ω。检查SG、CG之间的绝缘，电阻应＞2MΩ。

系统接地与检测:用＞30mm2 的接地线，将＃1DPU柜的SG铜排接到信号地接地网，将02柜的CG铜排接地建筑地。接地线应牢固连接，检测接地前SG与接地网绝缘，接地线电阻＜0.2Ω，接地电阻＜ 2Ω。

9.2 新华公司与电厂热工人员一起进行检查了#3机组系统接地检查情况，认为目前DEH、MEH系统的接地线偏细一些，系统的CG是接在电缆槽架上，在一般情况下电缆槽架是不能做CG的接地点的，该点并不能代表真正的接地点。处理方案：考虑重新放两根更粗的接地电缆，以改善现在的接地情况，对于CG接地点建议重新找一个类似于SG的接地点，并遵循单点接地原则。

在新华公司的电源系统配置中，24V电源是与5V、15V电源分开的，24V电源的GND与5V、15V电源的GND是分开的，也即与系统地SG和安全地CG是分开的。

经查阅图纸（37-F1902S-D1301）， 接地方式是山东电力咨询院根据ABB公司的DCS系统的接地要求而设计，并特别说明DCS系统不设独立的接地网。DCS的接地系统由ABB设计，并提供一个“主清洁接地棒”，机柜内的所有接地汇总到主清洁接地棒上，主清洁接地棒经150mm2接地线接在集控室下10米电缆夹层暗敷于地面的均压带及二次接地线的连接点上，均压带及二次接地线又与“接地极及接地干线”连接而接地，符合设计图纸的要求。#4（#3）机组DEH、MEH的系统接地（逻辑地）由30 mm2的接地线接在DCS系统的主清洁接地棒上，信号屏蔽与安全接地（安全地）由30 mm2的接地线接在电缆桥架上，电缆桥架每隔20米有一点与“接地极及接地干线”连接，我们认为，二期的接地系统每个接地点的接地电阻应经过了严格的测量，并经各级人员验收合格，系统接地与安全接地是没有问题的。

9.3 关于设计DEH/MEH系统的单独接地网问题

根据新华公司说明书关于接地的描述，可以看出：DEH/MEH系统并没有要求单独的接地网，并且信号地（SG）、机柜及电源地（CG）两个接地是分开连接的，目前的接地方式也是这种情况，符合设计要求。

新华公司的设备，用在汽轮机控制上叫做DEH或MEH，用在主控制系统上，也叫DCS，也能达到DCS系统所要求的一般指标，并且在电力系统也有不少的业绩，它的接地与其它DCS系统没有多少特殊和区别。

关于设计DEH/MEH系统的单独接地网问题：我们认为，如果热控主控制系统仅仅由某一种DCS设备，即包括DEH/MEH、ETS、各种程控PLC系统都由一套系统设备完成，并且整个系统内没有不同接地要求的系统设备，设计DEH/MEH系统的单独接地网是可行的。但目前的情况是：DEH/MEH系统不是独立的，它与ETS系统有“硬接线”连接，与DCS系统有软通讯的“电”的连接，如果DEH/MEH设置单独接地网，以后运行中或维护时稍有不慎，就有可能造成真正的“两点接地”的情况，这违背了前面热控专业有关规程、标准 “一点接地” 的要求，我们不能确定这种方式是否能保证整个热控系统的安全运行。



参考文献
［1］新华控制工程有限公司.MEH-ШA系统说明［Z］.上海：新华控制工程有限公司，2000.
［2］新华控制工程有限公司.XDPS-400工程师用户手册［M］.上海：新华控制工程有限公司，2000.
［3］新华控制工程有限公司.MEH-ⅢA安装调试手册［M］.上海：新华控制工程有限公司，2000.
作者简介：侯典来(1963-)，男，山东梁山人，汉族，1985年毕业于山东工业大学，工学学士学位，高级工程师，中国仪器仪表学会、山东电机工程学会会员，主要从事火电厂基建安装调试和生产检修工作。E-mail:hdlacc@163.com ,Website: http://www.acc.1a.cn

MEH- ⅢA Control System is Application and Upgraded to Transform
HOU Dian Lai
(Department of I＆C, China Guodian Corporation Heze Power Plant, Shandong  274032, China)

Summary : This text has described the Heze power plant MEH-ⅢA control system makes up and debugs the course, jump the phenomenon of changing to the HP valve real position that exists, LC controls and outputs the card one and is in " keeps " the questions , such as state ,etc. have been analysed and researched and upgraded to transform in detail in the operation course.
Keyword: MEH- ⅢA, Control system, Upgraded.