專利名稱：一種火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火電廠控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及為火電廠鍋爐主保護(hù)提供一個(gè)控制系統(tǒng)，可以完成主保護(hù)控制功能，并為故障分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
隨著過(guò)電廠機(jī)組容量的不斷增大，人們?cè)絹?lái)越重視機(jī)組運(yùn)行的安全和可靠性。對(duì)火電廠鍋爐主安全保護(hù)功能要求越來(lái)越高。在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的今天，很多先進(jìn)控制技術(shù)和方法應(yīng)用于鍋爐主保護(hù)。目前過(guò)電廠鍋爐主保護(hù)設(shè)計(jì)成軟硬件互相冗余模式，控制邏輯一般在火電廠DCS 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在設(shè)計(jì)有鍋爐主保護(hù)控制柜，當(dāng)鍋爐主保護(hù)條件出現(xiàn)時(shí)軟件會(huì)送出相應(yīng)的信號(hào)來(lái)停掉相關(guān)的設(shè)備，同時(shí)鍋爐主保護(hù)繼電器也會(huì)向這些設(shè)備中的絕大部分送出一個(gè)硬接線信號(hào)來(lái)停掉它們。這種軟硬件互相冗余有效地提高了鍋爐主保護(hù)動(dòng)作的可靠性。同時(shí)設(shè)計(jì)有首出記憶邏輯，當(dāng)鍋爐主保護(hù)動(dòng)作的時(shí)候，只記錄下首個(gè)產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作的原因并在監(jiān)控主站畫(huà)面上顯示。此種監(jiān)控模式可以確保鍋爐主保護(hù)正確動(dòng)作，記錄簡(jiǎn)單的動(dòng)作原因，但是動(dòng)作過(guò)程中的事件無(wú)法記錄，不利于故障分析。故障分析數(shù)據(jù)只能通過(guò)監(jiān)控主站存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)，由于PC機(jī)實(shí)時(shí)性的限制，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間間隔只能為秒級(jí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高密度存儲(chǔ)，并且如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或者軟件故障數(shù)據(jù)很可能出現(xiàn)不完整或者丟失，在這種情況下故障分析就有一定的困難。綜合上述內(nèi)容，本發(fā)明提出一種基于故障錄波和事件管理的鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)。通過(guò)錄波模塊高密度存儲(chǔ)錄波數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間隔可達(dá)到毫秒級(jí)。為故障分析提供有效的基數(shù)數(shù)據(jù)。事件管理模塊可以完成鍋爐主保護(hù)動(dòng)作前、動(dòng)作過(guò)程中和保護(hù)動(dòng)作恢復(fù)后的事件告警，通知運(yùn)行人員完成保護(hù)動(dòng)作的預(yù)處理，有效減少過(guò)電廠的事故跳閘次數(shù)，提供事故分析能力。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于火電廠鍋爐主保護(hù)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)集傳統(tǒng)鍋爐主保護(hù)控制功能、錄波功能和事件管理于一體。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案—種火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)，所述主保護(hù)控制系統(tǒng)包括鍋爐主保護(hù)控制模塊、故障錄波模塊、事件管理模塊；其特征在于所述主保護(hù)控制系統(tǒng)以鍋爐主保護(hù)控制模塊為核心，完成鍋爐主保護(hù)所有保護(hù)控制邏輯，當(dāng)存在鍋爐主保護(hù)動(dòng)作條件的時(shí)候，鍋爐主保護(hù)控制模塊檢測(cè)到該動(dòng)作條件，并產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，驅(qū)動(dòng)保護(hù)輸出繼電器使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)，把保護(hù)動(dòng)作信號(hào)發(fā)送給故障錄波模塊和事件管理模塊；所述故障錄波管理模塊在接收到所述主保護(hù)控制模塊發(fā)出的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)，觸發(fā)故障錄波功能啟動(dòng)；說(shuō)明書(shū)
2/3頁(yè)所述事件管理模塊在接收到所述主保護(hù)控制模塊發(fā)出的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作事件，記錄主保護(hù)動(dòng)作事件產(chǎn)生的時(shí)間、觸發(fā)條件和原因。并發(fā)送主保護(hù)動(dòng)作事件信息到監(jiān)控主站，運(yùn)行人員可以根據(jù)事件信息進(jìn)行事故分析和處理。事件管理模塊還可以進(jìn)行預(yù)報(bào)警處理，當(dāng)預(yù)報(bào)警條件滿足時(shí)，事件管理模塊可以產(chǎn)生預(yù)報(bào)警事件信息，通知運(yùn)行人員進(jìn)行預(yù)處理操作。本發(fā)明的有益效果如下鍋爐主保護(hù)系統(tǒng)滿足火電廠熱工保護(hù)設(shè)計(jì)原則要求，在完成鍋爐主保護(hù)基本功能的同時(shí)，增加了故障錄波功能和事件管理功能。錄波管理模塊產(chǎn)生的錄波文件和事件管理模塊輸出的事件信息，是現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員分析系統(tǒng)故障的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。能夠在保證系統(tǒng)安全性， 提供系統(tǒng)的可維護(hù)性和事故分析能力。


圖1為本發(fā)明鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明鍋爐主保護(hù)控制功能邏輯組態(tài)圖；圖3為本發(fā)明鍋爐主保護(hù)故障錄波模塊邏輯組態(tài)圖；圖4為本發(fā)明鍋爐主保護(hù)事件管理模塊邏輯組態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示為本發(fā)明火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意圖。一種火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)，所述主保護(hù)控制系統(tǒng)包括鍋爐主保護(hù)控制模塊、故障錄波模塊、事件管理功能；所述控制系統(tǒng)以鍋爐主保護(hù)控制模塊為核心，完成鍋爐主保護(hù)所有保護(hù)控制邏輯， 當(dāng)存在主保護(hù)動(dòng)作條件的時(shí)候，鍋爐主保護(hù)控制模塊檢測(cè)到該跳閘條件，并產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，驅(qū)動(dòng)保護(hù)輸出繼電器使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生跳閘動(dòng)作。同時(shí)，把保護(hù)動(dòng)作信號(hào)發(fā)送給故障錄波模塊和事件管理模塊。所述故障錄波管理模塊接收到所述主保護(hù)控制模塊發(fā)出的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)，觸發(fā)故障錄波啟動(dòng)功能。錄波功能啟動(dòng)后，產(chǎn)生錄波數(shù)據(jù)輸出文件，并存儲(chǔ)磁盤。該數(shù)據(jù)文件可以通過(guò)上位HMI系統(tǒng)工具進(jìn)行故障波形顯示與分析。故障錄波模塊中的錄波時(shí)間長(zhǎng)度和間隔能夠自由設(shè)置。所述事件管理模塊接收到所述主保護(hù)控制模塊發(fā)出的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作事件，發(fā)送主保護(hù)動(dòng)作事件到監(jiān)控主站，并記錄保護(hù)事件產(chǎn)生的時(shí)間，觸發(fā)條件和原因， 運(yùn)行人員進(jìn)行事件查詢，并根據(jù)事件信息進(jìn)行故障分析和處理。同時(shí)，當(dāng)主保護(hù)條件達(dá)到預(yù)報(bào)警條件時(shí)，也觸發(fā)預(yù)報(bào)警事件，通知運(yùn)行人員進(jìn)行預(yù)處理操作。鍋爐主保護(hù)控制邏輯包括保護(hù)跳閘條件的判斷邏輯、保護(hù)動(dòng)作邏輯和首出記憶邏輯、主保護(hù)跳間邏輯和首出記憶邏輯等。故障錄波模塊包括錄波的初始化、錄波功能觸發(fā)、 錄波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和錄波數(shù)據(jù)顯示等。事件管理模塊包括事件觸發(fā)條件判斷邏輯、事件發(fā)送邏輯等。鍋爐主機(jī)保護(hù)控制功能在控制器上電后首先進(jìn)行初始化操作，初始化完成后控制器周期進(jìn)行邏輯任務(wù)調(diào)度，當(dāng)有主保護(hù)時(shí)間預(yù)處理?xiàng)l件滿足后觸發(fā)預(yù)處理時(shí)間功能塊進(jìn)行事件發(fā)送。當(dāng)有主保護(hù)條件滿足后會(huì)觸發(fā)主保護(hù)邏輯產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，當(dāng)故障錄波模塊和事件管理模塊檢測(cè)到主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)后啟動(dòng)故障錄波功能和進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作事件發(fā)送。如圖2所示為本發(fā)明鍋爐主保護(hù)控制功能邏輯圖，通用主保護(hù)控制邏輯完成鍋爐主保護(hù)控制功能，主要保護(hù)動(dòng)作條件包括爐膛壓力高2值、爐膛壓力低2值、汽包水位高3 值、汽包水位低3值、兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)全停、兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)全停、全部燃料喪失、全爐膛熄火、汽機(jī)跳閘且機(jī)組負(fù)荷大于10%、兩臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)全?；蛘呋饳z冷卻風(fēng)壓低3值、任一臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)一次風(fēng)機(jī)全停、送風(fēng)量小于30%額定風(fēng)量、手動(dòng)MFT、首次點(diǎn)火失敗和兩臺(tái)空預(yù)器全停。任一保護(hù)條件滿足觸發(fā)鍋爐主保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)動(dòng)作后會(huì)聯(lián)跳一系列設(shè)備，同時(shí)首出記憶模塊會(huì)記錄保護(hù)動(dòng)作首出原因，僅當(dāng)吹掃完成后才能復(fù)位鍋爐主保護(hù)。如圖3所示為本發(fā)明鍋爐主保護(hù)錄波功能邏輯組態(tài)圖。錄波功能包括錄波初始化和錄波啟動(dòng)功能。在錄波初始化通過(guò)LWnit功能塊啟動(dòng)并定義錄波文件個(gè)數(shù)，通過(guò)LbAdd 功能塊設(shè)置錄波時(shí)間長(zhǎng)度、通過(guò)LbPtAdd往對(duì)應(yīng)的錄波文件中添加錄波數(shù)據(jù)點(diǎn)，LbEnd為錄波初始化結(jié)束功能塊。錄波初始化功能在控制邏輯啟動(dòng)的過(guò)程中只執(zhí)行一次。錄波初始化完成后錄波初始化標(biāo)志置一，通過(guò)RETURN功能塊確保初始化功能執(zhí)行一次。錄波啟動(dòng)功能通過(guò)Lb^art完成，初始化過(guò)程中定義了幾個(gè)錄波文件，就要使用調(diào)用幾次Lb^art功能塊，鍋爐主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)作為故障錄波的觸發(fā)條件，錄波任務(wù)檢測(cè)到保護(hù)動(dòng)作信號(hào)后，啟動(dòng)錄波功能，保存錄波數(shù)據(jù)文件到控制器存儲(chǔ)器中。如圖4所示為本發(fā)明鍋爐主保護(hù)事件管理功能邏輯組態(tài)圖，事件管理功能塊通過(guò)SendEvent功能塊完成，SendEvent功能塊的Ctrl引腳為觸發(fā)條件輸入引腳，當(dāng)鍋爐主保護(hù)動(dòng)作后，觸發(fā)條件滿SkndEvent發(fā)送事件，事件內(nèi)容依據(jù)如圖2中首出功能塊產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作首出原因進(jìn)行解析，通akndEvent以事件的形式發(fā)送出去。事件管理模塊通過(guò) SendEvent完成事件發(fā)送，在鍋爐主保護(hù)預(yù)報(bào)警、保護(hù)動(dòng)作和保護(hù)動(dòng)作恢復(fù)等條件滿足的時(shí)候都可以進(jìn)行調(diào)用，通過(guò)圖形組態(tài)的方式，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)便。
權(quán)利要求
1.一種火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)，所述主保護(hù)控制系統(tǒng)包括鍋爐主保護(hù)控制模塊、 故障錄波模塊、事件管理模塊；其特征在于所述主保護(hù)控制系統(tǒng)以鍋爐主保護(hù)控制模塊為核心，完成鍋爐主保護(hù)所有保護(hù)控制邏輯，當(dāng)存在鍋爐主保護(hù)動(dòng)作條件的時(shí)候，鍋爐主保護(hù)控制模塊檢測(cè)到該動(dòng)作條件，并產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，驅(qū)動(dòng)保護(hù)輸出繼電器使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生跳閘動(dòng)作，同時(shí)，把保護(hù)動(dòng)作信號(hào)發(fā)送給故障錄波模塊和事件管理模塊；所述故障錄波管理模塊在接收到所述主保護(hù)控制模塊發(fā)出的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)，觸發(fā)故障錄波功能啟動(dòng)；所述事件管理模塊在接收到所述主保護(hù)控制模塊發(fā)出的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生主保護(hù)動(dòng)作事件，并記錄主保護(hù)動(dòng)作事件產(chǎn)生的時(shí)間、觸發(fā)條件和原因，并發(fā)送主保護(hù)動(dòng)作事件信息到監(jiān)控主站，運(yùn)行人員可以根據(jù)事件信息進(jìn)行事故分析和處理；事件管理模塊還可以進(jìn)行預(yù)報(bào)警處理，當(dāng)鍋爐主保護(hù)預(yù)報(bào)警條件滿足時(shí)，事件管理模塊可以產(chǎn)生預(yù)報(bào)警事件信息， 通知運(yùn)行人員進(jìn)行預(yù)處理操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于在錄波功能啟動(dòng)后，產(chǎn)生錄波數(shù)據(jù)輸出文件，并存儲(chǔ)磁盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于在錄波功能啟動(dòng)后，將產(chǎn)生的錄波數(shù)據(jù)輸出文件通過(guò)上位人機(jī)接口 HMI系統(tǒng)工具進(jìn)行故障波形顯示與分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于故障錄波模塊中的錄波時(shí)間長(zhǎng)度和間隔能夠自由設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)存在鍋爐主保護(hù)預(yù)報(bào)警條件時(shí)，鍋爐主保護(hù)控制模塊將鍋爐主保護(hù)預(yù)報(bào)警信號(hào)發(fā)送給事件管理模塊，所述事件管理模塊觸發(fā)預(yù)報(bào)警事件，通知運(yùn)行人員進(jìn)行預(yù)處理操作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于火電廠鍋爐主保護(hù)控制系統(tǒng)。該主保護(hù)控制系統(tǒng)引入了故障錄波和事件管理，其功能主要包括通過(guò)可編程邏輯控制技術(shù)，完成所有火電廠鍋爐主保護(hù)控制策略的實(shí)施；設(shè)計(jì)故障錄波功能記錄保護(hù)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的過(guò)程數(shù)據(jù)，為故障分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐；事件管理模塊記錄保護(hù)動(dòng)作前、保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生和保護(hù)動(dòng)作恢復(fù)的事件信息，存儲(chǔ)并發(fā)送上位管理機(jī)，提醒并通知運(yùn)行人員進(jìn)行事故預(yù)處理。該火電廠鍋爐主保護(hù)控制策略全部通過(guò)可編程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)，具有很好的靈活性，可以滿足不同工藝過(guò)程的要求。同時(shí)配置有多種可視化的調(diào)試工具，滿足工藝系統(tǒng)的可維護(hù)性和易用性需求。
文檔編號(hào)F22B35/00GK102494324SQ20111044590
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者劉娜, 張海棠, 王振霞, 賀晉衛(wèi), 陳莉 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司