專利名稱：一種火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于火電廠控制技術領域，具體涉及為火電廠鍋爐主保護提供一個控制系統(tǒng)，可以完成主保護控制功能，并為故障分析提供基礎數(shù)據(jù)。
背景技術：
隨著過電廠機組容量的不斷增大，人們越來越重視機組運行的安全和可靠性。對火電廠鍋爐主安全保護功能要求越來越高。在計算機技術快速發(fā)展的今天，很多先進控制技術和方法應用于鍋爐主保護。目前過電廠鍋爐主保護設計成軟硬件互相冗余模式，控制邏輯一般在火電廠DCS 系統(tǒng)中實現(xiàn)，同時在設計有鍋爐主保護控制柜，當鍋爐主保護條件出現(xiàn)時軟件會送出相應的信號來停掉相關的設備，同時鍋爐主保護繼電器也會向這些設備中的絕大部分送出一個硬接線信號來停掉它們。這種軟硬件互相冗余有效地提高了鍋爐主保護動作的可靠性。同時設計有首出記憶邏輯，當鍋爐主保護動作的時候，只記錄下首個產(chǎn)生保護動作的原因并在監(jiān)控主站畫面上顯示。此種監(jiān)控模式可以確保鍋爐主保護正確動作，記錄簡單的動作原因，但是動作過程中的事件無法記錄，不利于故障分析。故障分析數(shù)據(jù)只能通過監(jiān)控主站存儲的歷史數(shù)據(jù)，由于PC機實時性的限制，歷史數(shù)據(jù)存儲的時間間隔只能為秒級，無法實現(xiàn)高密度存儲，并且如果出現(xiàn)網(wǎng)絡或者軟件故障數(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控制系統(tǒng)。通過錄波模塊高密度存儲錄波數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲間隔可達到毫秒級。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動作前、動作過程中和保護動作恢復后的事件告警，通知運行人員完成保護動作的預處理，有效減少過電廠的事故跳閘次數(shù)，提供事故分析能力。

發(fā)明內容
為解決現(xiàn)有技術中存在的以上問題，本發(fā)明公開了一種適用于火電廠鍋爐主保護的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)集傳統(tǒng)鍋爐主保護控制功能、錄波功能和事件管理于一體。本發(fā)明具體采用以下技術方案—種火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)，所述主保護控制系統(tǒng)包括鍋爐主保護控制模塊、故障錄波模塊、事件管理模塊；其特征在于所述主保護控制系統(tǒng)以鍋爐主保護控制模塊為核心，完成鍋爐主保護所有保護控制邏輯，當存在鍋爐主保護動作條件的時候，鍋爐主保護控制模塊檢測到該動作條件，并產(chǎn)生保護動作信號，驅動保護輸出繼電器使現(xiàn)場設備產(chǎn)生保護動作，同時，把保護動作信號發(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控制模塊發(fā)出的保護動作信號時，觸發(fā)故障錄波功能啟動；說明書
2/3頁所述事件管理模塊在接收到所述主保護控制模塊發(fā)出的保護動作信號時，產(chǎn)生保護動作事件，記錄主保護動作事件產(chǎn)生的時間、觸發(fā)條件和原因。并發(fā)送主保護動作事件信息到監(jiān)控主站，運行人員可以根據(jù)事件信息進行事故分析和處理。事件管理模塊還可以進行預報警處理，當預報警條件滿足時，事件管理模塊可以產(chǎn)生預報警事件信息，通知運行人員進行預處理操作。本發(fā)明的有益效果如下鍋爐主保護系統(tǒng)滿足火電廠熱工保護設計原則要求，在完成鍋爐主保護基本功能的同時，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)場運行人員分析系統(tǒng)故障的數(shù)據(jù)基礎。能夠在保證系統(tǒng)安全性， 提供系統(tǒng)的可維護性和事故分析能力。


圖1為本發(fā)明鍋爐主保護控制系統(tǒng)功能結構示意圖；圖2為本發(fā)明鍋爐主保護控制功能邏輯組態(tài)圖；圖3為本發(fā)明鍋爐主保護故障錄波模塊邏輯組態(tài)圖；圖4為本發(fā)明鍋爐主保護事件管理模塊邏輯組態(tài)圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細說明。如圖1所示為本發(fā)明火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)功能結構示意圖。一種火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)，所述主保護控制系統(tǒng)包括鍋爐主保護控制模塊、故障錄波模塊、事件管理功能；所述控制系統(tǒng)以鍋爐主保護控制模塊為核心，完成鍋爐主保護所有保護控制邏輯， 當存在主保護動作條件的時候，鍋爐主保護控制模塊檢測到該跳閘條件，并產(chǎn)生保護動作信號，驅動保護輸出繼電器使現(xiàn)場設備產(chǎn)生跳閘動作。同時，把保護動作信號發(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控制模塊發(fā)出的保護動作信號時，觸發(fā)故障錄波啟動功能。錄波功能啟動后，產(chǎn)生錄波數(shù)據(jù)輸出文件，并存儲磁盤。該數(shù)據(jù)文件可以通過上位HMI系統(tǒng)工具進行故障波形顯示與分析。故障錄波模塊中的錄波時間長度和間隔能夠自由設置。所述事件管理模塊接收到所述主保護控制模塊發(fā)出的保護動作信號，觸發(fā)保護動作事件，發(fā)送主保護動作事件到監(jiān)控主站，并記錄保護事件產(chǎn)生的時間，觸發(fā)條件和原因， 運行人員進行事件查詢，并根據(jù)事件信息進行故障分析和處理。同時，當主保護條件達到預報警條件時，也觸發(fā)預報警事件，通知運行人員進行預處理操作。鍋爐主保護控制邏輯包括保護跳閘條件的判斷邏輯、保護動作邏輯和首出記憶邏輯、主保護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。鍋爐主機保護控制功能在控制器上電后首先進行初始化操作，初始化完成后控制器周期進行邏輯任務調度，當有主保護時間預處理條件滿足后觸發(fā)預處理時間功能塊進行事件發(fā)送。當有主保護條件滿足后會觸發(fā)主保護邏輯產(chǎn)生保護動作信號，當故障錄波模塊和事件管理模塊檢測到主保護動作信號后啟動故障錄波功能和進行保護動作事件發(fā)送。如圖2所示為本發(fā)明鍋爐主保護控制功能邏輯圖，通用主保護控制邏輯完成鍋爐主保護控制功能，主要保護動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、兩臺引風機全停、兩臺送風機全停、全部燃料喪失、全爐膛熄火、汽機跳閘且機組負荷大于10%、兩臺火檢冷卻風機全?；蛘呋饳z冷卻風壓低3值、任一臺磨煤機運行時一次風機全停、送風量小于30%額定風量、手動MFT、首次點火失敗和兩臺空預器全停。任一保護條件滿足觸發(fā)鍋爐主保護動作，保護動作后會聯(lián)跳一系列設備，同時首出記憶模塊會記錄保護動作首出原因，僅當吹掃完成后才能復位鍋爐主保護。如圖3所示為本發(fā)明鍋爐主保護錄波功能邏輯組態(tài)圖。錄波功能包括錄波初始化和錄波啟動功能。在錄波初始化通過LWnit功能塊啟動并定義錄波文件個數(shù)，通過LbAdd 功能塊設置錄波時間長度、通過LbPtAdd往對應的錄波文件中添加錄波數(shù)據(jù)點，LbEnd為錄波初始化結束功能塊。錄波初始化功能在控制邏輯啟動的過程中只執(zhí)行一次。錄波初始化完成后錄波初始化標志置一，通過RETURN功能塊確保初始化功能執(zhí)行一次。錄波啟動功能通過Lb^art完成，初始化過程中定義了幾個錄波文件，就要使用調用幾次Lb^art功能塊，鍋爐主保護動作信號作為故障錄波的觸發(fā)條件，錄波任務檢測到保護動作信號后，啟動錄波功能，保存錄波數(shù)據(jù)文件到控制器存儲器中。如圖4所示為本發(fā)明鍋爐主保護事件管理功能邏輯組態(tài)圖，事件管理功能塊通過SendEvent功能塊完成，SendEvent功能塊的Ctrl引腳為觸發(fā)條件輸入引腳，當鍋爐主保護動作后，觸發(fā)條件滿SkndEvent發(fā)送事件，事件內容依據(jù)如圖2中首出功能塊產(chǎn)生保護動作首出原因進行解析，通akndEvent以事件的形式發(fā)送出去。事件管理模塊通過 SendEvent完成事件發(fā)送，在鍋爐主保護預報警、保護動作和保護動作恢復等條件滿足的時候都可以進行調用，通過圖形組態(tài)的方式，實現(xiàn)方法簡便。
權利要求
1.一種火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)，所述主保護控制系統(tǒng)包括鍋爐主保護控制模塊、 故障錄波模塊、事件管理模塊；其特征在于所述主保護控制系統(tǒng)以鍋爐主保護控制模塊為核心，完成鍋爐主保護所有保護控制邏輯，當存在鍋爐主保護動作條件的時候，鍋爐主保護控制模塊檢測到該動作條件，并產(chǎn)生保護動作信號，驅動保護輸出繼電器使現(xiàn)場設備產(chǎn)生跳閘動作，同時，把保護動作信號發(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控制模塊發(fā)出的保護動作信號時，觸發(fā)故障錄波功能啟動；所述事件管理模塊在接收到所述主保護控制模塊發(fā)出的保護動作信號時，產(chǎn)生主保護動作事件，并記錄主保護動作事件產(chǎn)生的時間、觸發(fā)條件和原因，并發(fā)送主保護動作事件信息到監(jiān)控主站，運行人員可以根據(jù)事件信息進行事故分析和處理；事件管理模塊還可以進行預報警處理，當鍋爐主保護預報警條件滿足時，事件管理模塊可以產(chǎn)生預報警事件信息， 通知運行人員進行預處理操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)，其特征在于在錄波功能啟動后，產(chǎn)生錄波數(shù)據(jù)輸出文件，并存儲磁盤。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)，其特征在于在錄波功能啟動后，將產(chǎn)生的錄波數(shù)據(jù)輸出文件通過上位人機接口 HMI系統(tǒng)工具進行故障波形顯示與分析。
4.根據(jù)權利要求1所述的火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)，其特征在于故障錄波模塊中的錄波時間長度和間隔能夠自由設置。
5.根據(jù)權利要求1所述的火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)，其特征在于當存在鍋爐主保護預報警條件時，鍋爐主保護控制模塊將鍋爐主保護預報警信號發(fā)送給事件管理模塊，所述事件管理模塊觸發(fā)預報警事件，通知運行人員進行預處理操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于火電廠鍋爐主保護控制系統(tǒng)。該主保護控制系統(tǒng)引入了故障錄波和事件管理，其功能主要包括通過可編程邏輯控制技術，完成所有火電廠鍋爐主保護控制策略的實施；設計故障錄波功能記錄保護動作時產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù)，為故障分析提供基礎數(shù)據(jù)支撐；事件管理模塊記錄保護動作前、保護動作產(chǎn)生和保護動作恢復的事件信息，存儲并發(fā)送上位管理機，提醒并通知運行人員進行事故預處理。該火電廠鍋爐主保護控制策略全部通過可編程控制技術實現(xiàn)，具有很好的靈活性，可以滿足不同工藝過程的要求。同時配置有多種可視化的調試工具，滿足工藝系統(tǒng)的可維護性和易用性需求。
文檔編號F22B35/00GK102494324SQ20111044590
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者劉娜, 張海棠, 王振霞, 賀晉衛(wèi), 陳莉 申請人:北京四方繼保自動化股份有限公司