目錄

第一章概述...................................................................1

1.1前言......................................................................1

1.2MEH-IIIA控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介...................................................1

第二章鍋爐給水泵汽輪機(jī)MEH-IIIA控制系統(tǒng)....................................2

2.1MEH控制系統(tǒng)的原理說(shuō)明....................................................2

2.2MEHT1IA控制系統(tǒng)的功能說(shuō)明.............................................3

2.2.1功能...................................................................3

2.2.2控制方式及切換.........................................................3

2.2.3汽機(jī)脫扣和復(fù)位.........................................................4

2.2.4超速保護(hù)和試驗(yàn).......................................................4

2.2.5操作盤功能和接II................................................................................................5

2.2.6仿真器.................................................................5

2.2.7傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu).......................................................5

2.2.8控制器性能指示..........................................................6

2.3MEH-IIIA控制系統(tǒng)的硬件配置................................................6

2.4MEH-IIIA控制系統(tǒng)的軟件配置................................................7

2.5MEH-IIIA控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)............................................8

第三章附圖9

第一章概述

第二章1.1前言

隨著電網(wǎng)容量的增大，大型機(jī)組在電站中口益增多，為了提高大型電站的熱效率、

節(jié)約能源，采用汽輪機(jī)代替電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鍋爐給水泵是有效的措施之一。

八十年代，新華公司在液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研制生產(chǎn)了MEHT型鍋爐給水泵汽

輪機(jī)電液控制系統(tǒng)，并在全國(guó)大型火力發(fā)電站中應(yīng)用，效果良好。

進(jìn)入九十年代，隨著自動(dòng)控制技術(shù)的突飛猛進(jìn)及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，電廠的自動(dòng)化水平也

越來(lái)越高。MEH-HIA鍋爐給水泵汽輪機(jī)數(shù)字式電液控制系統(tǒng)，是新華公司MEHT的升級(jí)

產(chǎn)品，能與新華公司的DEH-HIA、BPCT等實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，組成汽機(jī)島控制系統(tǒng)。由于汽機(jī)

島各控制部分采用相同的硬件，簡(jiǎn)化了電廠的運(yùn)行維護(hù)，更可提高整個(gè)控制系統(tǒng)的安全

及穩(wěn)定性。

MEH-IIIA能夠接受機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的指令，對(duì)小汽輪機(jī)進(jìn)行大范圍轉(zhuǎn)速閉環(huán)控

制，有方便靈活的組態(tài)功能，并可與電廠其它控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、信息共享。

1.2MEHTIIA控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

.VEH的控制系統(tǒng)圖見(jiàn)附圖一。

鍋爐給水泵汽輪機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)大型電站鍋爐給水泵，以滿足鍋爐給水的要求。驅(qū)動(dòng)

汽輪機(jī)的蒸汽來(lái)自兩路汽源，一路是鍋爐的高壓汽源，另一路是主汽輪機(jī)的抽汽，即抽

汽汽源。在每路上設(shè)有主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥各一個(gè)。當(dāng)主汽輪機(jī)在25%負(fù)荷以下時(shí)，由于

抽汽壓力太低，故全部用高壓汽源，由高壓調(diào)節(jié)閥IIPGV來(lái)控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，

從而改變汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制給水泵的出水流量來(lái)滿足鍋爐給水量要求。主汽輪機(jī)負(fù)荷

達(dá)到25%至40%時(shí)，由高壓汽源和抽汽汽源同時(shí)供汽，主要由高壓調(diào)節(jié)閥控制，低壓調(diào)

節(jié)閥LPGV基本上全開(kāi)。在40%負(fù)荷以上時(shí)，全部用抽汽汽源，由低壓調(diào)節(jié)閥控制汽輪機(jī)

的轉(zhuǎn)速。

MEHTHA控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是通過(guò)控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制鍋爐的給水流量。它

由控制器機(jī)柜、操作盤、液壓機(jī)構(gòu)等部件組成。MEH-IIIA控制系統(tǒng)有三種運(yùn)行方式：

方式1：鍋爐自動(dòng)——根據(jù)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS來(lái)的給水流量要求信號(hào)來(lái)控制汽

輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。

方式2：轉(zhuǎn)速自動(dòng)----根據(jù)操作員給出的轉(zhuǎn)速定值信號(hào)來(lái)控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。

方式3：手動(dòng)——根據(jù)操作員操作調(diào)節(jié)閥閥位增加或減少按鈕直接操作調(diào)節(jié)展開(kāi)度

控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，此時(shí)轉(zhuǎn)速為開(kāi)環(huán)控制。

三種運(yùn)行方式的切換是由MEHTI1A操作盤和軟件實(shí)現(xiàn)的。操作盤指示燈顯示

MEH-IHA所處的運(yùn)行方式。MEHTHA還具有超速保護(hù)和試驗(yàn)的功能，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)額

定轉(zhuǎn)速的110%時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥，以確保汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。

第二章鍋爐給水泵汽輪機(jī)MEH-IHA控制系統(tǒng)2.1MEH控制系統(tǒng)的

原理說(shuō)明

VEH-I11A是單回路閉環(huán)控制系統(tǒng)。主要用于控制給水泵汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，其控制原理

見(jiàn)MEHTIIA控制系統(tǒng)方塊圖(附圖二)。

VEH-IIIA控制系統(tǒng)由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：給定部分、反饋部分、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、

機(jī)組對(duì)象等。

2.1.1給定部分

(1)給定方式：操作員給定，CCS遙控給定

(2)給定內(nèi)容：轉(zhuǎn)速給定值

(3)給定回路：

2.1.2反饋部分

(1)轉(zhuǎn)速檢測(cè)

每臺(tái)給水泵汽輪機(jī)有三個(gè)測(cè)速網(wǎng)路，三路轉(zhuǎn)速由MCP板置換成數(shù)字信號(hào)，在計(jì)算機(jī)

(DPU)內(nèi)三取一后進(jìn)入控制回路。

(2)開(kāi)關(guān)量輸入/輸出

開(kāi)關(guān)量輸入/輸出都經(jīng)過(guò)隔離。輸入和輸出開(kāi)關(guān)量都是常開(kāi)、無(wú)源觸點(diǎn)，閉合有效。

(3)伺服控制回路

汽輪機(jī)剛啟動(dòng)（轉(zhuǎn)速低于600r/min或某一設(shè)定值）或脫扣后再?gòu)?fù)位，及控制器機(jī)柜

電源剛合上時(shí)，控制器總處于手動(dòng)方式。按操作盤上的閥位增加按鈕，使調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟，

汽輪機(jī)升速，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速由四位數(shù)字轉(zhuǎn)速顯示器指示，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于600r/niin時(shí)按“轉(zhuǎn)速

自動(dòng)”按鈕，從手動(dòng)控制方式切換到轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制方式。按操作盤上的轉(zhuǎn)速增加按鈕，

使汽輪機(jī)繼續(xù)升速。從手動(dòng)切換到轉(zhuǎn)速自動(dòng)方式時(shí)，由DPU通過(guò)軟件保持閥位開(kāi)度不變,

從而保證無(wú)擾切換。

在轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制方式下，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)3100r/min（或某一設(shè)定值），超速試驗(yàn)鑰

匙開(kāi)關(guān)在正常位置，主機(jī)接收就CS來(lái)的“允許鍋爐自動(dòng)投入”的信號(hào)后，當(dāng)CCS給定與

實(shí)際轉(zhuǎn)速誤差小于設(shè)定值（如500r/min）時(shí)，可切換至鍋爐自動(dòng)控制方式，山CCS來(lái)的4

—20mA給水流量信號(hào)控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。

在鍋爐自動(dòng)控制方式下，如果汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速超出其控制范圍（3100r/min-

5750r/min）,或超速試驗(yàn)鑰匙開(kāi)關(guān)在電氣試驗(yàn)或機(jī)械試驗(yàn)位置，或CCS來(lái)的“允許鍋爐

自動(dòng)投入”信號(hào)失去，則軟件自動(dòng)地從鍋爐自動(dòng)切換到轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制方式。

由于鍋爐給水流量要求信號(hào)是轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速定值后進(jìn)入轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制回路的。因此在

任何時(shí)候從鍋爐自動(dòng)切換到轉(zhuǎn)速自動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生任何擾動(dòng)。從轉(zhuǎn)速自動(dòng)切換到鍋爐自動(dòng)

時(shí)，原轉(zhuǎn)速定值信號(hào)和CCS來(lái)的給水流量要求信號(hào)不一定相等，MEHTIIA將CCS來(lái)的指令

信號(hào)作為轉(zhuǎn)速目標(biāo)值，轉(zhuǎn)速定值按設(shè)定的速率向目標(biāo)值逐漸趨近，因此也不會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)。

鍋爐自動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速定值變化率限制在1000r/min。

在鍋爐自動(dòng)或轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制方式下，或轉(zhuǎn)速定值和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速所顯示的值相差

1000r/min,或汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速小于600r/min,或按下操作盤上的手動(dòng)帶燈按鈕時(shí)，通過(guò)軟

件或硬件自動(dòng)切換到手動(dòng)控制方式，此時(shí)汽輪機(jī)閥位保持不變，仍維持原來(lái)的轉(zhuǎn)速。

手動(dòng)跟蹤自動(dòng)由VCC卡實(shí)現(xiàn)。

以上所列具體數(shù)值僅是常規(guī)的數(shù)值，具體項(xiàng)目可能有變，參見(jiàn)工程要求或組態(tài)。

2.2.3汽機(jī)脫扣和復(fù)位

當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生異常工況，需要緊急停機(jī)時(shí)，可以在操作盤上按下汽機(jī)脫扣帶燈按鈕,

或在就地盤上按下汽機(jī)脫扣按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)。脫扣動(dòng)作使所有調(diào)節(jié)閥和主汽閥全部關(guān)閉，控

制器自動(dòng)切到手動(dòng)控制方式，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降至600r/min以下直到盤車轉(zhuǎn)速。

當(dāng)汽輪機(jī)允許復(fù)位時(shí)，按下操作盤上的汽機(jī)復(fù)位按鈕汽輪機(jī)就可以復(fù)位，此時(shí)控制

器在手動(dòng)控制方式下，按HPSV開(kāi)，LPSV開(kāi)，使主汽閥開(kāi)啟，再按閥位增加，使調(diào)節(jié)汽閥

開(kāi)啟，汽輪機(jī)升速。如切到轉(zhuǎn)速自動(dòng)的條件滿足，按轉(zhuǎn)速自動(dòng)按鈕就切換到轉(zhuǎn)速自動(dòng)控

制方式。

2.2.4超速保護(hù)和試驗(yàn)

2.2.4.1正常超速保護(hù)

在操作盤上有一超速試驗(yàn)選擇按扭，選擇“正常”位置時(shí)，控制器即承擔(dān)正常超速

保護(hù)的功能。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)H0%\,即6325R/MIN時(shí)，MEHTIIA發(fā)出超速保護(hù)信號(hào)至

小機(jī)保護(hù)裝置，使主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥全部關(guān)閉，汽機(jī)脫扣。

在小機(jī)保護(hù)裝置中，也設(shè)有110%N超速保護(hù)功能。另外，當(dāng)小機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到機(jī)械超速

保護(hù)的設(shè)定值時(shí)，機(jī)械超速保護(hù)動(dòng)作，也能使小汽機(jī)脫扣。

如上述信號(hào)全部發(fā)生故障，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)120%N時(shí)，MEHTIIA另一信號(hào)使汽機(jī)脫扣，

還可以在操作盤上按汽機(jī)脫扣按鈕使汽機(jī)脫扣。這樣就保證使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)超過(guò)最大

極限轉(zhuǎn)速120%N,以滿足汽輪機(jī)安全運(yùn)行的要求。

2.2.4.2電氣超速保護(hù)試驗(yàn)

在操作盤上超速試驗(yàn)選擇按扭，選擇“電氣”位置時(shí)，運(yùn)行方式切換到轉(zhuǎn)速自動(dòng)控

制方式。用轉(zhuǎn)速增加按鈕使汽輪機(jī)升速，直到電氣超速保護(hù)動(dòng)作，汽機(jī)脫扣。

在試驗(yàn)過(guò)程中，需要就地盤上操作機(jī)械超速保護(hù)閉鎖閥，使機(jī)械超速保護(hù)動(dòng)作被隔

離。一次試驗(yàn)后，按照汽輪機(jī)復(fù)位的操作步驟，使汽機(jī)復(fù)位到正常工況，才可進(jìn)行第二

次試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束超速試驗(yàn)選擇按扭應(yīng)選擇“正?！?，機(jī)械超速閉鎖閥復(fù)位。

2.2.4.3機(jī)械超速保護(hù)試驗(yàn)

在操作盤上超速試驗(yàn)選擇按扭，選擇“機(jī)械”位置時(shí)，運(yùn)行方式切換到轉(zhuǎn)速自動(dòng)控

制方式。機(jī)械超速試驗(yàn)指示燈亮，MEH-IIIA110%N動(dòng)作信號(hào)被隔離。用轉(zhuǎn)速增加按鈕

使汽輪機(jī)升速，直到機(jī)械超速保護(hù)動(dòng)作，汽機(jī)脫扣。一次試驗(yàn)后，按照汽輪機(jī)復(fù)位的操

作步驟，使汽機(jī)復(fù)位到正常工況，才可進(jìn)行第二次試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束超速試驗(yàn)選擇按扭，

應(yīng)選擇“正?！卑磁?，電超速隔離指示燈滅。

2.2.5操作盤的功能和接口

MEHTHA操作盤分為硬手操盤及軟手操盤，均可獨(dú)立完成對(duì)控制系統(tǒng)的操作。

VEHTIIA控制器硬手操盤盤面布置見(jiàn)附圖三。

硬手操盤上裝有2個(gè)數(shù)字顯示表，分別顯示轉(zhuǎn)速定值及實(shí)際轉(zhuǎn)速；1個(gè)鑰匙開(kāi)關(guān)，可

進(jìn)行電超速保護(hù)試驗(yàn)及機(jī)械超速保護(hù)試驗(yàn)；2個(gè)閥位指示表分別顯示HPGV及LPGV的實(shí)際

開(kāi)度；22個(gè)狀態(tài)指示燈中，12個(gè)帶燈按鈕用于主汽門開(kāi)和試驗(yàn)、狀態(tài)方式切換、脫扣、

掛閘等基本操作。

YEHTIIA硬手操盤與控制柜的聯(lián)接為硬接線。

在MEH-1IIA與DEHTHA聯(lián)網(wǎng)的情況下，MEH-IIIA的硬手操盤可以大為簡(jiǎn)化，僅起一

個(gè)后備硬手操的作用，如圖四，手操器上可顯示轉(zhuǎn)速與線位，所有操作均可在DEH的CRT

上進(jìn)行。只有當(dāng)MEH-IIIA的DPU有故障時(shí)，才需在硬手操器上進(jìn)行操作。

2.2.6仿真器

利用仿真器，可使實(shí)物系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型化。在廠內(nèi)聯(lián)調(diào)及功能試驗(yàn)時(shí)，使控制系統(tǒng)構(gòu)

成閉環(huán)，便于靜態(tài)及動(dòng)態(tài)調(diào)試及故障檢測(cè)。亦可在廠內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)操作人員。

2.2.7傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

（1）轉(zhuǎn)速傳感器

有轉(zhuǎn)速傳感器A、B和C共3只（如只有2只，則采月2塊MCP板，2路轉(zhuǎn)速高選），采用

磁性轉(zhuǎn)速傳感器。測(cè)速齒輪的齒數(shù)為37齒（或30齒等）。

（2）位移傳感器

每個(gè)伺服閥油動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配一對(duì)位移傳感器（LVDT）,典型配置為：

高壓調(diào)節(jié)閥LVDT,閥位行程范圍0?110MM,低壓調(diào)節(jié)閥LVDT,閥位行程范圍0?

150MMo

2.2.8控制器性能指標(biāo)

*閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制范圍600R/MTN-6325R/MTN,即10%?（?（0-10%

N為開(kāi)環(huán)）

*轉(zhuǎn)速控制精度0.1%N

*轉(zhuǎn)速定值精度0.1%N

*靜態(tài)特性死區(qū)0.1%\

*動(dòng)態(tài)特性汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤轉(zhuǎn)速定值瞬態(tài)差值小于2.

2.3MEHTHA控制系統(tǒng)的硬件配置

MEH-HIA系統(tǒng)裝配圖和硬件配置圖如附圖五、六所示。

每套MEHTUA可用于控制電廠2臺(tái)50%給水泵汽輪機(jī)。每臺(tái)小機(jī)的硬件獨(dú)立自成系

統(tǒng)。共有01柜、02柜二個(gè)柜子及2個(gè)操作盤組成。01柜為A、B小機(jī)控制柜，02柜為A、B

小機(jī)端子柜，（其正面為A小機(jī)端子，背面為B小機(jī)端子）。操作盤A為A小機(jī)操作盤，操作

盤B為B小機(jī)操作盤?？刂乒裰饕砷_(kāi)關(guān)電源、DPI；及I/O卡件等組成。

2.3.1開(kāi)關(guān)電源

每個(gè)控制柜配備12V,5V與24V開(kāi)關(guān)電源各2個(gè)，用于MEH-HIADPI；與I/O卡件及端子

板的供電，電源均為1:1冗余電源。

2.3.2DPU

DPU為MEHTHA控制系統(tǒng)的主機(jī)部分，給水泵汽輪機(jī)的控制軟件都裝在DPU內(nèi)，通過(guò)

PDEX344卡與BC聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的通訊及控制。同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口卡實(shí)現(xiàn)DPU聯(lián)網(wǎng)。

冗余的DPU,互為備用，可無(wú)擾切換。

每個(gè)DPU有2塊PDEX344卡，雙回路控制以提高系統(tǒng)可靠性。

2.3.3操作盤

MEHTHA操作盤共有2個(gè)，分別用于兩臺(tái)給水泵汽輪機(jī)的啟停及運(yùn)行操作。操作盤

與MEH-IIIA控制柜間由硬接線連接，以保證雙機(jī)故障情況下，可通過(guò)硬手操進(jìn)行操作。

提高了安全及可靠性。

2.3.4I/O卡件箱與I/O卡

每臺(tái)小機(jī)配置一個(gè)I/O卡件箱，卡件主要包括MCP卡、BC卡、VCC卡各2塊，LC卡、A0

卡、DI卡及DO卡各1塊。具體配置見(jiàn)各項(xiàng)目。

(1)MCP卡—測(cè)速卡

主要用于MEHTI1A的測(cè)速，把現(xiàn)場(chǎng)測(cè)速傳感器來(lái)的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，由

BC卡與上位機(jī)通訊，把實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)送至DPU。

MCP卡有3塊，分別為轉(zhuǎn)速通道A、B和C。

⑵VCC卡一一閥門控制卡

主要用于控制調(diào)門的開(kāi)度。自動(dòng)控制方式時(shí)，VCC卡接受DPU來(lái)的指令，調(diào)節(jié)調(diào)門的

開(kāi)度；手動(dòng)控制方式時(shí)，通過(guò)閥位增/減直接控制閥門。

VCC卡的輸入信號(hào)主要有：手動(dòng)、掛閘、脫扣、閥位增/減開(kāi)關(guān)量、LVDT反饋信號(hào)。

輸出信號(hào)主要有：伺服閥線圈指令信號(hào)。VCC卡有兩塊，一塊控制HPGV,一塊控制LPGV。

對(duì)丁4~20mA驅(qū)動(dòng)的伺服閥，可以用LCk來(lái)替代VCC1進(jìn)行伺服系統(tǒng)的控制。

(3)LC卡一一過(guò)程控制卡

主要用于與CCS、DAS的接口，其輸入信號(hào)有：CCS允許投開(kāi)關(guān)量信號(hào)、CCS給水流量

要求信號(hào)。輸出信號(hào)有：轉(zhuǎn)速定值及轉(zhuǎn)速實(shí)際值、鍬爐自動(dòng)開(kāi)關(guān)量。

(4)A0卡--一模擬量輸出卡(根據(jù)需要配置，與DEH聯(lián)網(wǎng)時(shí)不需要)

主要用于把測(cè)速卡測(cè)得的轉(zhuǎn)速信號(hào)及轉(zhuǎn)速定值信號(hào)轉(zhuǎn)換成0?5V模擬最后送至操作

盤、數(shù)字顯示表，進(jìn)行轉(zhuǎn)速定值、實(shí)際轉(zhuǎn)速顯示。

(5)DI卡一一開(kāi)關(guān)量輸入卡

主要用于現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸入及操作盤操作按鈕信號(hào)的輸入。

現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)主要有：主汽門、調(diào)門的開(kāi)關(guān)信號(hào)、已脫扣及掛閘信號(hào)等。

(6)DO卡---