一、200MW機組控制系統(tǒng)信號采集系統(tǒng)現(xiàn)狀
大慶油田熱電廠采用德國SIEMENS公司AS235電站專用控制系統(tǒng),對現(xiàn)場熱力生產過程實現(xiàn)監(jiān)視和控制。該系統(tǒng)可以完成數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)控制、事故追憶、制表打印等功能,采集信號種類多、分布廣。由于生產現(xiàn)場的環(huán)境復雜、條件惡劣,采集信號回路經常出現(xiàn)以下問題:
1.現(xiàn)場壓力、流量信號采集采用兩線制變送器,模件提供24V電源。在現(xiàn)場實際運行中,由于變送器信號線短路導致模件燒壞,特別是有些模件采集信號較多,模件產生故障后直接影響機組的安全經濟運行。
2.為保證機組安全經濟運行,在計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)中,設計了很多用于監(jiān)視閥門位置、重要運行設備工作狀態(tài)等開關量,由于大部分閥門現(xiàn)場條件惡劣,從信號線中串入強電信號(如交流220V或交流380V)時有發(fā)生,燒壞模件,影響主機運行。1992年就曾經出現(xiàn)過因開關量信號回路串入強電造成主機CPU模件燒壞的情況。計算機信號模件較貴,并且多數(shù)損壞的模件需返送國外修復,不但造成很大的經濟損失,還影響機組的安全經濟運行。
二、光電隔離轉換器的工作原理及分類
在大慶油田熱電廠機組運行中,主要存在開關量信號及兩線制供電方式采集的信號串入強電的問題,因此在這里著重介紹模擬量及開關量隔離轉換器在現(xiàn)場中的應用:
1.模擬量隔離轉換器
由于現(xiàn)場DAS系統(tǒng)實際采用德國西門子公司AS235電站專用控制系統(tǒng),因此我們選用大連達西公司推薦的德國AHMS/TV271模擬量隔離轉換器,其原理框圖如圖1所示。
其主要性能及特點:
1-通訊電阻;2-阻幅器;3-電源轉換器;4-交流轉換器;
5-綠燈(供電電源);6-整流器;7-限幅器;8-輸入放大器
;
9-信號轉換器;10-輸出放大器;HK-通訊插孔;E-輸入信號
;
A-輸出信號;PWR-供電電流
。
圖1 模擬量隔轉換器原理圖
(1)可實現(xiàn)輸入與輸出之間的信號隔離、輸入與供電電源之間的隔離、輸出與供電電源之間的隔離,最大程度地防止強電信號的串入。
(2)精度高,負載能力大,隔離能力強,最大可隔離交流電壓1500V。
?。?)在隔離器前面板上通過電源指示燈、模件故障報警燈及測量通道實時反映是否串入強電信號。
(4)可向兩線制變送器供電(24VDC),具有一定的抗RFI/EMI(無線射頻/電磁干擾)能力。
?。?)信號隔離形式多樣,我們主要選用輸入4~20mA直流信號、輸出4~20mA及0~10V直流信號。
同時根據(jù)現(xiàn)場實際,又選擇了部分非供電方式模擬量隔離轉換器,其工作原理參照供電方式隔離轉換器。
2.開關量隔離轉換器
開關量隔離轉換器選用AHTS920型雙通道隔離轉換器,工作原理如圖2所示。
1-穩(wěn)壓器;2-綠燈(電源指示);3-電氣隔離;4-比較器;5-限幅單元;
6-切換開關;7-控制邏輯;8-紅燈(故障燈);9-黃燈(輸入指示);
10-黃燈(輸出指示);11-繼電氣(輸出);12-輸出信號(電氣信號);
13-警繼電器(故障信號);E-輸入信號;A-輸出信號;PWR-供電電源
。
圖2 開關量隔離轉換器工作原理圖
其主要性能及特點
?。?)可實現(xiàn)輸入與輸出之間的信號隔離、輸入與供電電源之間的隔離、輸出與供電電源之間的隔離,最大程度防止強電信號的串入。
(2)精度高,負載能力大,隔離能力強,最大可隔離交流電壓1500V。
?。?)采用繼電器輸出,觸點電壓ACmax250V/4 A,DCmax200V/90W。
(4)在隔離器前面板上通過電源指示燈、信號故障報警燈及輸入/輸出信號狀態(tài)燈實時反映是否串入強電信號。
三、超大型系統(tǒng)安裝及應用效果
1.安裝
隔離轉換器安裝在現(xiàn)場信號進入DAS系統(tǒng)之前,因此對于模擬量信號、模擬量隔離轉換器輸入輸出電纜均采用軟屏蔽電纜,以消除外來電磁干擾。隔離器工作電源為直流24V,采用雙路穩(wěn)壓電源互為備用,穩(wěn)壓電源入口電壓采用從不同電源段送來的兩路交流電源。
2.應用效果
在3號機組大修中,完成了隔離轉換器系統(tǒng)改造并隨機組運行,隔離轉換器系統(tǒng)運行正常,模擬量信號采集模件、開關量信號采集模件至今未發(fā)生因模件串入強電而導致?lián)p壞,這就證明光電隔離轉換器在電廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應用效果良好。