dss-1型電站分散測試仿真器的研制

dc控制系統(tǒng)在機組測試中的問題近年來，分散控制裝置（cs）在火電工程中得到廣泛應(yīng)用，尤其是大型機組。但是,在DCS系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試、檢測、維護等過程中,對DCS系統(tǒng)的測試,尤其是適合現(xiàn)場應(yīng)用的測試裝置還是空白。為此,我們結(jié)合本院研制的GKS-8801C分散控制系統(tǒng),研制成功了性能價格比較高的DSTS-1型電站DCS實時測試仿真器,它以微型計算機為主機,實現(xiàn)了DCS測試裝置的小型化,為電廠DCS測試和維護向?qū)嵱没l(fā)展邁出了重要的一步。1在線能源cs實時測試模擬器1.1前置機c/o端DSTS-1型電站DCS實時測試仿真器以PC-486為主機,以基于STD總線的STD5000系列產(chǎn)品(北京康拓公司產(chǎn)品)為前置機,前置機中有1塊8088CPU板,3塊D/A轉(zhuǎn)換板(每塊16路),4塊A/D轉(zhuǎn)換板(每塊16路),1塊異步通訊板(帶有2個串行口主機上的個串行口分別與前置機上的2個串行口相連,一個串行口用于主機向前置機RAM中寫應(yīng)用程序,另一個串行口用于主機與前置機之間傳送數(shù)據(jù)。前置機的I/O端口與被測的真實DCS系統(tǒng)的I/O端子板相連。系統(tǒng)硬件配置如圖1所示。1.2軟件的軟件設(shè)計DSTS-1型仿真器主機上的程序有電站仿真程序、主控程序以及兩者之間的接口程序。電站仿真程序是利用美國EPRI和B&W公司聯(lián)合研制的模塊化建模軟件包MMS開發(fā)的,生成的是FORTRAN語言的源程序。主控程序運行在Windows環(huán)境下,它是調(diào)試人員進行測試操作的接口界面,通過主程序上的模擬圖、列表以及曲線窗口,調(diào)試人員可以觀察被調(diào)量的變化,并向仿真程序輸入各種擾動。另外,主控程序還負(fù)責(zé)主機與前置機之間的串行數(shù)據(jù)通訊。前景機上有一個用匯編語言編的應(yīng)用程序,主要完成主機和DCS裝置之間的數(shù)據(jù)耦合及I/O處理,并定時向主機發(fā)送數(shù)據(jù)及從DCS中采集數(shù)據(jù)。2給水設(shè)備的模擬調(diào)試2.1以接口板和黨員犯GKS-8801C系統(tǒng)由過程控制(PCU)站、運行員站(OS)及工程師站(ES)組成,它們都通過接口板連到以太網(wǎng)上。為了真實模擬生產(chǎn)現(xiàn)場通過手操器對被控過程進行操作的過程,在PCU站的模出通道前加上了DFQ-6100模擬操作器(圖1)。2.2控制方案設(shè)計我們以125MW火電機組的給水控制系統(tǒng)為例作了比較完整的仿真試驗。給水控制系統(tǒng)采用2臺互為備用的調(diào)速泵作為調(diào)節(jié)手段,并采用串級三沖量控制方案(汽包水位、給水流量和汽機調(diào)節(jié)級后壓力),利用ES站上的控制系統(tǒng)組態(tài)軟件來設(shè)計控制方案的組態(tài)圖。2.3調(diào)試步驟2.3.1模入通道的模擬操作器和模出通道的信號按圖1所示的連接方案,前置機D/A板的輸出電纜與PCU站的模入通道相連,前置機A/D板的輸入電纜與DFQ-6100模擬操作器的輸出信號端相連,模擬操作器的輸入信號端則與PCU站的模出通道相連。2.3.2給藥程序的控制首先通過主機向前置機下載用于數(shù)據(jù)采集和I/O處理的應(yīng)用程序,然后在Windows環(huán)境下啟動主機上的主控程序,通過主控程序上的菜單選項,依次啟動給水回路仿真程序以及用于主控程序和仿真程序之間DDE通信應(yīng)用程序,使它們在后臺運行。同時,在GKS-8801C分散控制系統(tǒng)一側(cè),生成、下載并啟動給水控制回路的控制程序。手操器置為手動。此時整個測試系統(tǒng)處于待測狀態(tài)。2.3.3基于主機主程序的大流量設(shè)計模型中讓一臺泵處于使用狀態(tài),另一臺泵處于跳閘狀態(tài)。因為此時手操器置為手動,設(shè)定手操器的輸出,并以此信號模擬給水泵的勺管位置(表示給水流量)。通過主機主控程序,可以看到模型在此設(shè)定值下的有關(guān)物理量如汽包水位、給水流量等的變化情況。在ES站上,根據(jù)模型輸出的上述物理量的大小,初步調(diào)整主調(diào)節(jié)器(水位調(diào)節(jié)器)和副調(diào)節(jié)器(給水流量調(diào)節(jié)器)的參數(shù),使得控制系統(tǒng)輸出的給水泵勺管位置的信號等于手操器上的設(shè)定值。通過手操器上的增、減和加速按鈕對勺管位置(給水流量)進行增減操作,改變模型的運行工況,調(diào)整控制參數(shù),為投自動作準(zhǔn)備。2.3.4仿真程序測試選擇了合適的控制參數(shù)后,整個測試系統(tǒng)運行穩(wěn)定,滿足投自動的條件,便可按下手操器上的自動按鈕。此時,控制系統(tǒng)根據(jù)前置機D/A輸出的被調(diào)物理量,輸出給水泵勺管位置的信號,送入主機模型;仿真程序根據(jù)輸入的給水泵勺管位置進行計算,計算出的被調(diào)物理量的數(shù)值經(jīng)過仿真測試器前置機D/A轉(zhuǎn)換以后,輸出到GKS-8801C的PCU模入端,整個系統(tǒng)運行于閉環(huán)狀態(tài)。在自動狀態(tài)下,可以根據(jù)調(diào)節(jié)效果細(xì)調(diào)主副回路的調(diào)節(jié)參數(shù)。2.3.5系統(tǒng)操作外擾在控制參數(shù)基本確定以后,就可以進行控制系統(tǒng)抗干擾的能力測下轉(zhuǎn)第頁試。通過仿真測試器的主控程序的菜單選項,向給水系統(tǒng)仿真程序施加了各種外擾,包括汽包水位定值階躍+10%,給水泵入口壓力階躍+20%/-10%,主汽調(diào)門階躍±10%等。測試結(jié)果表明,GKS-8801C給水回路控制系統(tǒng)組態(tài)合理,控制參數(shù)正確,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,抗干擾能力強,能夠滿足實際現(xiàn)場的要求。