摘要：可編程控制器（plc）用以取代繼電器控制系統(tǒng)，把計算機功能完備、靈活性強、通用性好的優(yōu)點與繼電器控制系統(tǒng)簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結合起來，是在硬接線邏輯控制技術和計算機技術的基礎上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。
plc已廣泛應用于工業(yè)控制領域，在電力工業(yè)的應用更加普遍，比如，化學水程控、凝結水精處理系統(tǒng)以及除灰除渣系統(tǒng)等，銅陵電廠300mw機組，ets系統(tǒng)是安徽省*采用plc實現(xiàn)其邏輯功能的機組。
1、系統(tǒng)簡介
危急遮斷系統(tǒng)（ets）由一塊模擬試驗盤、一塊操作指示盤、機頭試驗模塊和一個控制柜組成。ets的功能是接受現(xiàn)場設備的信號，在汽輪機參數(shù)發(fā)生越限情況時，發(fā)出報警信號．并通過ast電磁閥泄放eh高壓油，關閉全部進汽閥門，實施緊急停機。
當汽輪機某一參數(shù)達到跳閘值時，作用于跳閘柜的檢測信號閉合，經跳閘柜邏輯處理后，驅動四只ast電磁閥，將自動停機跳閘母管高壓油泄放掉，從而使高中壓主汽門、調門快速關閉。若汽機超速到103％時，由deh送出opc保護信號，使高壓油系統(tǒng)危急遮斷模塊中的兩只opc電磁閥動作，0pc高壓油泄放，使高中壓調門關閉。由于在自動停機跳閘母管與opc母管之間設有兩只逆止門，故高中壓主汽門仍處于運行狀態(tài)。當超速達到110％時，危急遮斷系統(tǒng)（ets）動作，迅速關閉高中壓主汽門和調門，實現(xiàn)緊急停機。
系統(tǒng)提供雙通道保護，允許進行在線試驗，以使在試驗時仍具有連續(xù)的保護功能。
本工程ets設計停機項目有15項：eh油壓低、潤滑油壓低、低真空、軸向位移大、超速110％、振動大（#1-8瓦）、發(fā)電機故障、高排溫度高、透平壓比低、脹差大、鍋爐mft、高排壓力高、手動停機以及atc透平遮斷、deh失電等，如表1。
每一組信號都可以給出“首出”記憶信號，即*個到來的信號可以單獨記憶。每一組信號給出二路輸出，一路信號到soe，另一路到btg盤。
2、邏輯功能的實現(xiàn)
該系統(tǒng)由兩塊omron公司的sysmacc200he（cpu42）可編程控制器a、b以及相應的i／o模塊組成，分別形成兩個獨立的通道a和通道b，從而實現(xiàn)在線通道試驗功能。a、b通道各包括3塊開關量輸入模塊和5塊輸出模塊。所有開關量輸入均為無源接點。另外，每組跳閘信號送出2組無源接點，一組提供給das系統(tǒng)作soe，一組給btg盤光字牌報警顯示。
跳閘首出原因在操作指示盤上閃光顯示，后續(xù)跳閘信號用平光指示。該系統(tǒng)具有ets失電及plc故障報警及首出跳閘信號記憶功能。
系統(tǒng)工作電源容量為220v2kva，由冗余的ups電源和保安電源進行供電。ast電磁閥（常帶電常開電磁閥）電源為iiovac，是通過控制柜內的變壓器將220vac變成110vac。
圖1是潤滑油壓低跳閘的梯形圖。00000、00001、00100、00101是pic的輸入接點；03000、03003、03006、03010、00600是plc的線圈，用它們代替硬繼電器。在plc中，用線圈作輸出元件，以控制外部設備或plc內部其它接點。正常運行時，現(xiàn)場潤滑油壓壓力開關接點是斷開的，一旦油壓低到跳機值，壓力開關接點閉合，則線圈03000、03003帶電，該線圈的常開接點閉合，使03006線圈通電。如此類推，zui終00600線圈失電，導致ast電磁閥斷電，從而關閉汽機進汽門，達到停機目的?？梢钥闯?，plc中的軟繼電器是一個看不見、摸不著的器件，不必擔心因觸點積灰或老化粘連帶來的誤動作，使該保護系統(tǒng)的安全性大大提高。其他保護邏輯類似，不再贅述。
3、系統(tǒng)試驗
系統(tǒng)應用了雙通道概念，這就允許進行在線試驗，以使在試驗時仍具有連續(xù)的保護功能。plc內部邏輯設計采用了試驗回路。外部輸出設備上也具有獨立的兩路通道，從而保障了周期性保護通道試驗的運行規(guī)程要求。
3.1 試驗塊
本系統(tǒng)設計了三塊試驗塊，即eh油壓試驗塊、潤滑油壓試驗塊、真空試驗塊。每個試驗塊的原理是一樣的，原理如圖2：
圖2中，j1、j2為節(jié)流孔；f、f1、f2為手動閥；s1、s2為電磁閥；b1、b2為壓力表；k1、k2、k3、k4為壓力開關。
節(jié)流孔的作用是將兩路隔離開。試驗時，互不干擾。試驗可以手動就地試，也可以在主控室通過試驗按鈕遠方試。用按鈕試驗時，電路上有閉鎖，保證不會兩路同時試驗，如果同時試驗，將會引起誤跳機。手動試驗時，尤其要注意：
正常情況下，壓力油通過節(jié)流孔送到壓力開關和指示表，一旦油壓降低，兩邊的四只壓力開關只要各有一個開關動作，將引起跳機。邏輯關系如圖3：
如圖3所示，為“兩或一與”關系，既可以防止誤跳，又可以防止拒跳。試驗時，打開f1或s1，則b1上指示將緩慢下降，達到設定值時，k1、k3將動作。在試驗盤上指示燈亮。試驗塊電磁閥電源為220vac。試驗完畢后，要注意表壓是否恢復到正常值，否則不準試驗另一路。
跳閘塊上共有六個電磁閥，兩個opc電磁閥是110vdc常閉電磁閥；四個ast電磁閥是110vac常開電磁閥。正常情況下，ast電磁閥是常帶電結構。
3.2 通道在線試驗
機組正常運行中，可通過ets操作盤完成在線通道試驗。此時，操作盤上的鑰匙開關應位于“試驗”位置。
通道1：對應astl、ast3
通道2：對應ast2、ast4
當系統(tǒng)潤滑油壓、eh油壓、真空已建立時，可對機頭試驗模塊進行手動或遙控試驗,目的是檢查機頭試驗模塊對沖壓介質的泄放速度以及保護通道的可靠性。單通道試驗時不論在就地進行手操或遙控試驗，都需要機頭模塊泄放沖壓介質的速度應不小于規(guī)定要求。做通道試驗時，按操作盤上的通道1或通道2按鈕，ets輸出信號至機頭試驗模塊上的電磁閥，通過電磁閥動作使相應的試驗通道信號閉合,引起astl／ast3或ast2／ast4動作，實現(xiàn)通道在線試驗功能。在試驗過程中應檢查現(xiàn)場跳閘電磁閥ast的動作情況，從而確認通道試驗狀態(tài)的正確性，此外在做通道試驗時，兩個通道應互不影響,在線試驗只能單通道試驗，既可發(fā)信號又可使相應的ast電磁閥動作而不跳機,試驗結束后，將鑰匙開關置“運行”位。
3.3 模擬試驗盤試驗
模擬試驗盤與現(xiàn)場來的跳閘信號并聯(lián)后送入可編程控制器，其功能是模擬現(xiàn)場來的信號，完成ets靜態(tài)試驗工作；檢查可編程控制器的輸入/輸出情況，動作狀態(tài)是否符合要求。
3.4 操作盤試驗
讓模擬試驗盤處于斷開位置，在跳閘柜內將系統(tǒng)中來自現(xiàn)場的各開關量輸入信號依次瞬時短接，操作盤上相應的燈光應閃爍，ets跳閘光字牌報警。按操作盤上的復位按鈕可將跳閘信號復歸。同時按下操作盤上的“跳閘”和“確認”按鈕，機組跳閘且ets跳閘光字牌報警。在試驗過程中每次“掛閘”、“跳閘”時應檢查現(xiàn)場跳閘電磁閥（ast）的動作情況，從而確認“掛閘”或“跳閘”狀態(tài)的正確性。
4、改進措施
在實際使用過程中，我們做了以下幾個方面的改動：
（1）“透平壓比低?保護在汽機沖轉時反復動作，影響了汽機沖轉，而在汽機沖轉過程中，透平壓比低是正常的。因此，在該信號到跳閘柜之間加裝了保護投切小開關，在機組并網后再投入該保護。
（2）ets原設計只有輸出到機頭試驗塊電磁閥關閉信號，當接通試驗按鈕時，可實現(xiàn)相應通道的信號試驗，而無輸出至ast電磁閥信號，后調試中增加通道試驗至ast電磁閥信號，即在線試驗時既可發(fā)信號至機頭試驗塊電磁閥，又可使相應的ast電磁閥動作而不跳機。
（3）應注意信號的抗干擾措施。該系統(tǒng)在機組試運行中，曾發(fā)生誤發(fā)一次發(fā)電機故障單通道報警和三次發(fā)電機故障引發(fā)的跳機事故，后對該信號加裝中間繼電器隔離，問題得以解決。
另外，可編程控制器中后備電池用于保存程序及相關設置，電源電壓不足就會造成數(shù)據丟失。本系統(tǒng)設計了后備電池電壓不足報警，熱工人員應注意巡檢。
5、結束語
本系統(tǒng)采用可編程控制器具有相當?shù)南冗M性，其優(yōu)點顯而易見。體積小、結構緊湊、可靠性高、安裝維護方便。更重要的是編程簡單、程序修改容易、組成系統(tǒng)方便靈活：盡管plc已廣泛應用于工業(yè)控制領域，但我省尚屬在300mw機組上使用。從系統(tǒng)調試及運行結果看，系統(tǒng)設計功能和實用方面都是成熟的。在邏輯設計上采用了“兩或一與”關系，既可以防止誤跳，又可以防止拒跳，提高了系統(tǒng)的可靠性。