1 概 述
simatic pcs7 ps工業(yè)汽輪機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)是德國(guó)西門子公司專門為工業(yè)汽輪機(jī)和工業(yè)電站可靠運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，其以simatic s?系列產(chǎn)品為基礎(chǔ)，并新增了一些電站所要求的專門特性，以滿足儀表控制要求。山東日照木漿有限責(zé)任公司enk／63／63／137。4型35 mw汽輪發(fā)電機(jī)組即采用了這種控制系統(tǒng)。
該控制系統(tǒng)運(yùn)行和監(jiān)視采用windows nt操作系統(tǒng)、通用的自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)以及simatic系列產(chǎn)品。過(guò)程控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)電站自動(dòng)化所需的所有功能：（1）采集和調(diào)制過(guò)程數(shù)據(jù)；（2）開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制；（3）監(jiān)視、報(bào)警、操作控制等過(guò)程屏幕監(jiān)測(cè)；（4）與過(guò)程變量相關(guān)的信息儲(chǔ)存（如重要的蒸汽參數(shù)曲線）；（5）系統(tǒng)的啟動(dòng)和再啟動(dòng)、特權(quán)進(jìn)入、時(shí)間同步和壽命監(jiān)測(cè)；（6）通過(guò)圖形化工程工具，用庫(kù)軟件和相關(guān)的功能塊對(duì)所有系統(tǒng)軟件進(jìn)行方便的項(xiàng)目管理；（7）對(duì)其它simatic s5／s7可編程控制器和第三方終端界面兼容。
2 硬件構(gòu)成
simatic pcs7 ps控制系統(tǒng)由下列組件構(gòu)成simatic s7-400可編程控制系統(tǒng)，帶有simaticet200m輸入／輸出模塊的分布式i／o，基于wince
圖形化界面的操作監(jiān)視系統(tǒng)，以光纜和兩芯銅導(dǎo)線為傳輸媒體和simatic net進(jìn)行通信（工業(yè)ethernet和profibuspp協(xié)議），用圖形化工具cfc和sfc進(jìn)行項(xiàng)目管理的工程師站，用于常規(guī)控制和電站控制功能的軟件庫(kù)，集成汽輪機(jī)控制器。
控制系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性。根據(jù)實(shí)際要求，可插入幾個(gè)操作和監(jiān)視系統(tǒng)，幾個(gè)可編程控制器界面，第三方系統(tǒng)界面等。simaticpcs7 ps控制系統(tǒng)組成如圖1。
3 軟件構(gòu)成
pcs7 ps控制系統(tǒng)包含電站所需要的所有功能模塊。除用于常規(guī)控制的邏輯組合功能和計(jì)算功能外，還有功能完備的功能塊，這些功能塊既可確保相關(guān)組件的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制，如馬達(dá)和泵的控制，又能檢測(cè)所有設(shè)備和功能塊的故障，在適當(dāng)時(shí)機(jī)通過(guò)錯(cuò)誤提示實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢錯(cuò)功能。
用的功能模塊有：運(yùn)行模式切換模塊（即獨(dú)網(wǎng)運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行模式切換）、速度控制模塊、過(guò)程控制器、功率控制器、速度和功率設(shè)點(diǎn)控制模塊、受限控制器、抽汽壓力控制器、附加抽汽壓力控制器、汽缸溫度保護(hù)模塊、啟動(dòng)模塊、低壓?jiǎn)?dòng)器啟動(dòng)模塊、中壓?jiǎn)?dòng)器啟動(dòng)模塊、用抽汽壓力調(diào)節(jié)器e1啟動(dòng)汽輪機(jī)模塊、用抽汽壓力調(diào)節(jié)器e2啟動(dòng)汽輪機(jī)模塊等。
控制系統(tǒng)的運(yùn)行和監(jiān)視包括標(biāo)準(zhǔn)化的圖形用戶界面，過(guò)程操作通過(guò)不同的窗口來(lái)提供，以滿足操作者的特殊需求。在模擬屏上，可顯示整個(gè)（或部分）電站工藝過(guò)程、管線、儀表控制圖等。除靜態(tài)顯示外，還包含關(guān)于系統(tǒng)件的數(shù)字、條柱和顏色信息（如顯示溫度、壓力和組態(tài)信號(hào)），使運(yùn)行人員能方便地操作和監(jiān)視系統(tǒng)。
4 在工業(yè)汽輪機(jī)中的應(yīng)用
山東日照木漿有限責(zé)任公司enk／63／63／137。4型汽輪機(jī)為常壓抽凝式，為滿足生產(chǎn)過(guò)程用汽的不同壓力等級(jí)，選用雙抽式且抽汽可調(diào)節(jié)型。汽輪機(jī)控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的數(shù)字式電液調(diào)速系統(tǒng)（ehs），3個(gè)電磁脈沖式速度傳感器（st）將采集到的速度信號(hào)以三選二的方式，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊傳送給控制系統(tǒng)中的西門子數(shù)字式調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器通過(guò)分析比較設(shè)定值，輸出反饋信號(hào)到電液轉(zhuǎn)換器，電液轉(zhuǎn)換器再將該（4～20）ma信號(hào)按比例轉(zhuǎn)化為（0。15～0。45）mpa的二次油壓信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)油動(dòng)機(jī)的升降和調(diào)節(jié)器閥的開(kāi)關(guān)，達(dá)到調(diào)速的目的。
控制系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有自動(dòng)溫差保護(hù)系統(tǒng)。在汽輪機(jī)上下汽缸不同點(diǎn)上裝有6個(gè)熱電阻探頭，測(cè)量上下汽缸溫度，通過(guò)采集模塊傳送到中央處理器，再通過(guò)汽缸溫差保護(hù)軟件模塊進(jìn)行比較處理，在汽輪機(jī)啟動(dòng)升速過(guò)程中，保證汽輪機(jī)上下汽缸溫差符合要求，以保護(hù)汽輪機(jī)在啟動(dòng)升速過(guò)程中不至于升速過(guò)快，造成過(guò)大的金屬熱應(yīng)力。
另外，該控制系統(tǒng)還具有先進(jìn)的抽汽壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可以很靈敏可靠地進(jìn)行一級(jí)抽汽、二級(jí)抽汽壓力保護(hù)，協(xié)調(diào)抽汽量和發(fā)電量。除此之外，在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)、保安、運(yùn)行監(jiān)控過(guò)程中，也顯示出了相當(dāng)?shù)撵`敏性和可靠性。