M310机组数字化主控室后备盘设计思考

M310机组数字化主控室后备盘设计思考

【摘要】随着数字控制技术的发展成熟，其在全世界各个领域中已获得广泛的应用，作为以使用保守技术为主的核电厂也逐渐开始采用数字化的控制系统对机组进行控制。目前除了三代机组已广泛采用之外，类似福清核电M310二代改进型技术的机组，数字化控制系统仍是新鲜事物。本文主要从运行使用者的角度对M310机组的后备盘设计进行了论述和分析。

【关键词】核电厂；M310；后备盘；BUP 设计

福清核电1、2号机组采用的是成熟的二代改进型压水堆技术M310，主控室则采用的是DCS（Digital Control System）控制系统，由美国IOM公司负责研发设计。中核集团在此之前仅三门核电在建AP1000机组和田湾核电VVER机组采用的是数字化控制系统，中广核集团岭澳二期工程采用西门子公司的数字化控制技术，所以DCS对于大多数核电人来说仍是一个新鲜事物，如何在从传统盘台控制转向数字化控制的过程中保证机组的安全，是核电业主和设计厂商共同关注的问题。本文将以福清核电1、2号机组BUP设计过程为切入点，对数字化主控室的BUP设计进行讨论分析。

1 福清核电BUP的设计定位

福清核电1、2号机组后备盘设计的功能定位是在MCM（Main Control Means 以计算机为主的监控方式）计划或非计划不可用期间，在机组任何工况条件下，均可用后备盘将机组带入并维持到安全状态。由于后备盘只是MCM的一种后备手段，在MCM可用率相当高的情况下，后备盘的规模设计可以尽可能的减少。为此，后备盘主要为运行人员提供以下情况时所必须的信息：

（1）机组正常运行工况下，MCM出现小于4小时的失效，用BUP监视并将机组保持在稳态的功率运行状态下；

（2）机组正常运行工况下，MCM出现大于4小时的失效，用BUP停闭机组并将机组保持在安全状态之下；

（3）机组在事故工况且MCM失效，无论是在事故工况期间发生MCM失效，还是再BUP运行期间发生事故，均可按相应的事故程序在BUP上监视或者执行相应的事故后安全功能来达到并维持机组在安全状态之下；

（4）此外，作为与MCM监视控制方式不同的多样化的手段，在事故情况下供核安全工程师从BUP获得机组状态的特定信息以便对机组的状态进行安全评估。

由此可见，后备盘在设计时必须考虑以下几大方面：

换热机组电脑控制系统使用说明书

HD-JZ06N 换热机组电脑控制系统 使 用 手 册 一、系统概述 HD-JZ06N微电脑控制器是专为全自动换热机组而设计的变频及温

度自动控制系统，有多种变频控制模式和温度控制模式可供用户选择。可同时控制两路温度调节阀及一路补水变频和一路循环变频。采用最新高速CPU为硬件控制核心，人工智能模糊控制软件最新算法，有看门狗防止软件死机或跑飞，具有控制精度高、调节稳定、触摸屏显示人机交互界面、设定参数少、操作简单明了、参数修改密码锁定等功能。 二、主要性能指标 1.补水泵控制方案： a >根据二次网回水压力进行控制； b >根据二次网供水压力进行控制； c >可根据压力区间模式进行补水控制； d >可定时自动换泵，两台泵自动轮换工作； e >具有欠压保护及超压自动泄水控制功能； f >当一台补水泵不够用，可自动启动另一台补水泵投入工作； g>两台补水泵互为备用，一台出现故障时，另一台自动投入运行； 2.温度调节阀控制方案： a> 二次网供水温度控制 b> 户外温度补偿控制 c> 二次网回水温度控制 d> 手动控制 3.循环泵控制方案： a> 根据二次网供水压力变频控制； b> 根据二次网供、回水压差变频控制； d> 可根据一次网来水温度自动起停循环泵； e> 一用一备工作方式，工作泵故障备用泵自投； f> 两用一备工作方式，工作泵故障备用泵自投； g> 二次网出口压力超压保护运行模式； 4. 可同时接入机组运行的5路温度及4路压力信号； 5. 可接入各种压力传感器的压力信号输入，温度传感器可接多种 Pt1000或Ni1000电阻温度传感器。 6. 具有四路模拟量输出；两路控制温度调节阀，一路控制补水变频， 另一路控制循环泵变频；

核电站数字化仪控系统简介

https://www.wendangku.net/doc/0516872404.html,2010年05月28日13:25:04 查看数：162 摘要在总结不同时期核电站仪表控制系统应用特点和发展趋势的基础上，以两座典型的核电站全数字化仪控系统为例，结合核电站仪控系统的特点及设计准则，进行详细的系统结构和功能分析，并提出我国新世纪核电站数字化仪控系统的改造与设计思路。 关键词过程控制DCS 智能化以太网现场总线 核电站的仪表和控制系统是核电站的重要组成部分，机组的安全可靠、经济运行已经在很大程度上取决于仪表控制系统的性能水平。从我国已经建成的和在建的核电工程来看，核电站的仪控系统经历了三个阶段。第一阶段是以模拟量组合单元仪表为主的控制系统，如正在运行的我国300 MW秦山核电站主控制系统应用的FOXBORO公司的SPEC200组装仪表，大亚湾2×980 MW核电站主控制系统采用的Baily 9020系统也属于这一类。其模拟量仪表采用小规模集成电路运算放大器为基础的元件来控制，逻辑量仪表采用继电器等硬逻辑电路来控制。因而系统所需要的仪表控制器件数量多，运行操作管理和维护工作任务重，大部分采用手动操作，主控室布局也显得较大。第二阶段是以模拟量和数字量混合运用的主控制系统，这一类实际是核岛系统仍采用小规模集成电路运算放大器为基础的模拟量元件来控制。而部分常规岛和辅助系统采用PLC自动控制系统，结合软件自诊断技术、冗余技术和网络通信技术，减少很多硬接线和就地控制柜，提高了系统运行可靠性。刚刚建成的广东岭澳核电站（2×980 MW）仪表控制系统就属于这一类。第三阶段称为全数字化仪表控制系统，它将应用成熟的常规电站分布式控制系统（DCS）加以改进并移植过来，全面应用在常规岛、BOP、核岛部分，构成核电站全新数字化仪表控制系统。现阶段应用比较典型的全数字化仪控系统有：日本日立等公司开发的NUCAMM－90系统、法国法马通公司N4控制系统、ABB公司的NUPLEX80 系统、美国西屋公司的Eagle21 WDPFⅡ系统以及我国在建的田湾核电站所采用的德国西门子公司的TELEPERM XP XS系统等。 1 核电站仪控系统的特点及全数字化仪控系统的功能设计原则 核电站仪控系统的特点是由其工艺过程的特点决定的，一般来讲典型的核电站仪控系统特点可以归纳为以下几点： （1）控制对象的工艺流程复杂，监测和控制的参数多而且各种过程参数联系密切，1000 MW典型的核电站仪控系统的参数信息量和指令大约是7000~9000个。 （2）系统安全性、可靠性要求高，运行质量直接与仪控系统性能相关。 （3）反应堆工作或停堆后一段时间内，大部分设备人员无法接近。 （4）控制和监测核燃料裂变链式反应及堆芯状态监测的必要性。

核电站全数字化仪控系统

上海交通大学核科学与系统工程系 核电培训内部教材 核电厂全数字仪控系统 上海交通大学核科学与系统工程系 2006年11月

目录 第1章概述 (3) 1.1．仪控系统的作用 (3) 1.2．核电站对仪控系统的基本要求 (4) 1.3．仪控系统在核电站安全中的角色 (4) 1.4．仪控系统的两大功能 (4) 1.4.1 信息功能： (5) 1.4.2 控制功能： (5) 1.4.3 控制功能的实施： (5) 1.5．核电厂安全设计的基本原则在仪控系统中的应用 (5) 第2章核电厂数字仪控系统的发展及构架 (6) 2.1．基础的逻辑要素 (6) 2.2．核电厂数字仪控系统的分类 (7) 2.3．核电厂数字仪控系统的发展 (7) 2.4．核电厂数字仪控系统的构架 (11) 第3章核电厂数字仪控系统中的DCS系统 (15) 3.1．系统设计 (15) 3.2．系统结构 (16) 3.3．信号流程 (18) 3.4．网关与网络服务器 (18) 3.5．DCS 的总线结构 (20) 3.6．系统事件响应时间 (21) 3.7．服务器任务 (22) 3.8．用户权限和登陆控制 (23) 3.9．I&C 系统的软件编制和V&V 认证 (24) 第4章DCS的硬件结构 (28) 4.1．标准的机柜 (29) 4.2．基本处理模块 (33) 4.3．基本通信模块 (34) 4.4．基本输入输出模块 (39) 4.4.1 数字信号输入模块。 (39) 4.4.2 数字信号输出模块。 (39) 4.4.3 模拟输入模块 (40) 4.4.4 模拟输出模块/计数模块 (41) 4.5．其他模块 (42) 第5章DCS的软件结构 (43) 5.1．系统纵览 (44) 5.2．计算机软件 (45) 5.3．软件结构 (46) 5.4．软件工程处理 (46) 5.5．工程软件下载 (50) 5.6．运行环境的操作模块 (54) 5.7．用户软件设计模块 (55)

金风750机组高速制动器的分析说明 -

关于华能新疆三塘湖风电场金风S48/750 机组高速闸的分析说明 金风S48/750 风力发电机组的高速闸采用法国西姆工业公司生产的SHD5型制动器，一共有2个，分别位于齿轮箱输出轴刹车盘的左右，刹车闸-SHD5W 和SHD5w-GE是为了在紧急刹车或者在其有限工作频率率情况下维护刹车使用的。由预紧的碟形弹簧提供压力刹车并通过液压压力松闸。如果有一个叶尖刹车失效，风力发电机组仍可以在机械刹车的作用下降速，停机。同时，如果有一个机械刹车失效，风力发电机组仍能停机。主要是在惯性驱动装置中，刹车要完成如下工作： a)在如下的情况下作为一个紧急刹车： 当出现了过速的情况（这里的过速检测由针对负载的监测装置，而不是由高速闸来检测） 当紧急停止按钮动作的时候 当设备的电能供应中断的时候 b)在其有限的工作比率下维护或者停车，为了停车或者正常停止该设备。 除了以上的情况，刹车都保持着开的状态。然而，推荐周期性使用刹车。其结构见下图：

1 刹车片 1.4 螺母 2 弹簧 9.1 保持设备 11 刹车体 15 闸片磨损闸反馈开关 15.5 开关防护罩 16.2 塞体 17.74 调节螺栓 30.1 安装螺栓 工作原理 刹车的力量是通过弹簧来获取的。当电磁阀打开后，一个连接到刹车上的液压动力单元输送一个液压力来促使刹车打开。当这个电磁阀关闭后就会刹车，闸体上按装有闸释放反馈开关和闸磨损反馈开关如下图 闸磨损监测开关 闸释放开关

高速闸释放信号 高速闸体上有一个传感器指示高速闸的状态（是否释放）。闸释放开关接的是常开触点，刹车状态时，闸释放开关触点打开，松闸时触点闭合。如果控制器发出松闸信号但是在设定时间内没有接收到高速闸释放的反馈信号，风力机组将停止。 闸块磨损信号 高速闸体上有一个传感器指示高速闸制动后刹车片是否磨损并将信号发送给控制器。检测开关（闸磨损检测开关）接的是常闭触点，正常刹车状态时，触点闭合，当闸块与刹车盘的总间隙≥4.5mm时，触点断开，指示闸磨损。如果出现刹车磨损，直到故障被排除后，控制器才允许重新启动风力机组。 高速闸常见问题及处理方法 常见问题处理方法 1、查看信号回路，是否动作正常。若不正常需更换模块。 2、查看190电磁阀、反馈信号的线路是否正常，若不正常需对线路重新正确连 闸1无反馈 接。 3、查看油管回路等的连接是否正常。若不正常需按正确方式连接。 闸2无反馈同上 1、查看信号回路、模块，是否动作正常。若不正常需更换模块。 2、查看传感器（即松闸显示开关、闸磨损监测开关）是否动作正常。若不正常 闸1磨损 需更换。 3、若前两项正常，检查闸片，然后根据具体情况调整闸间隙或者更换新闸片。 闸2磨损同上 因为刹车使刹车片磨损报出故障，闸磨损开关动作，计算机将报闸磨损故障，实际上这只是设备的正常磨损，为了提醒维护人员及时检查、更换。此时只需要调整刹车闸片间隙，或更换闸片（当闸片厚度小于2mm时需进行更换）。闸磨损检测开关设定是4.5mm, 平均到每一侧刹车片一般的间隙为2.25mm，左右各加上1mm的允许磨损的厚度，最终每侧的闸间隙为1.25mm。

风电主控系统

风电主控系统 风机的控制系统是风机的重要组成部分，它承担着风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证良好的电网兼容性等重要任务，它主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统以及变频系统（变频器）几部分组成。 各部分的主要功能如下： 监控系统（SCADA）：监控系统实现对全风场风机状况的监视与启、停操作，它包括大型监控软件及完善的通讯网络。 主控系统：主控系统是风机控制系统的主体，它实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故障自动停机、自动电缆解绕及自动记录与监控等重要控制、保护功能。它对外的三个主要接口系统就是监控系统、变桨控制系统以及变频系统（变频器），它与监控系统接口完成风机实时数据及统计数据的交换，与变桨控制系统接口完成对叶片的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，与变频系统（变频器）接口实现对有功功率以及无功功率的自动调节。 变桨控制系统：与主控系统配合，通过对叶片节距角的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，提高了风力发电机组的运行灵活性。目前来看，变桨控制系统的叶片驱动有液压和电气两种方式，电气驱动方式中又有采用交流电机和直流电机两种不同方案。究竟采用何种方式主要取决于制造厂家多年来形成的技术路线及传统。 变频系统（变频）器：与主控制系统接口，和发电机、电网连接，直接承担着保证供电品质、提高功率因素，满足电网兼容性标准等重要作用。 从我国目前的情况来看，风机控制系统的上述各个组成部分的自主配套规模还相当不如人意，到目前为止对国外品牌的依赖仍然较大，仍是风电设备制造业中最薄弱的环节。而风机其它部件，包括叶片、齿轮箱、发电机、轴承等核心部件已基本实现国产化配套（尽管质量水平及运行状况还不能令人满意），之所以如此，原因主要有： （1）我国在这一技术领域的起步较晚，尤其是对兆瓦级以上大功率机组变速恒频控制技术的研究，更是最近几年的事情，这比风机技术先进国家要落后二十年时间。前已述及，我国风电制造产业是从2005年开始的最近四年才得到快速发展的，国内主要风机制造厂家为了快速抢占市场，都致力于扩大生产规模，无力对控制系统这样的技术含量较高的产品进行自主开发，因此多直接从MITA、Windtec等国外公司采购产品或引进技术。

风力发电机组控制系统

风力发电机组控制系统

风力发电机组控制系统功能研究 风力发电机组控制系统简介 风力发电机组由多个部分组成，而控制系统贯穿到每个部分，其相当于风电系统的神经。因此控制系统的质量直接关系到风力发电机组的工作状态、发电量的多少以及设备的安全性。 自热风速的大小和方向是随机变化的，风力发电机组的并网和退出电网、输入功率的限制、风轮的主动对封以及运行过程中故障的检测和保护必须能够自动控制。同时，风力资源丰富的地区通常都是边远地区或是海上，分散布置的风力发电机组通常要求能够无人值班运行和远程控制，这就对风力发电机组的控制系统的自动化程度和可靠性提出了很高的要求。与一般的工业控制过程不同，风力发电机组的控制系统是综合性控制系统。他不仅要监视电网、风况和机组运行参，对机组进行控制。而且还要根据风速和风向的变化，对机组进行优化控制，以提高机组的运行效率。 控制系统的组成 风力发电机由多个部分组成，而控制系统贯穿到每个部分，相当于风电系统的神经。因此控制系统的好坏直接关系到风力发电机的工作状态、发电量的多少以及设备的安全。目前风力发电亟待研究解决的的两个问题：发电效率和发电质量都和风电控制系统密切相关。对此国内外学者进行了大量的研究，取得了一定进展，随着现代控制技术和电力电子技术的发展，为风电控制系统的研究提供了技术基础。 风力发电控制系统的基本目标分为三个层次：这就是保证风力发电机组安全可靠运行，获取最大能量，提供良好的电力质量。 控制系统组成主要包括各种传感器、变距系统、运行主控制器、功率输出单元、无功补偿单元、并网控制单元、安全保护单元、通讯接口电路、监控单元。具体控制内容有：信号的数据采集、处理，变桨控制、转速控制、自动最

600MW机组协调控制系统设计解析

1引言 单元机组协调控制的任务是快速跟踪电网负荷的需要和保持主要运行参数的稳定。当电网负荷变动时，从汽轮机侧看，只要改变汽机调速汽门的开度，就能迅速改变进汽量，从而能立即适应负荷的需要。但锅炉即使马上调整燃料量和给水量，由于锅炉固有的惯性及迟延，不可能立即使提供给汽轮机的蒸汽量发生变化。如果汽轮机调汽门开度已改变，流入汽机的蒸汽量相应发生变化，那么此时只能利用主汽压力的改变来弥补或储蓄这个蒸汽量供需差额，此时，主汽压力将产生较大的波动。因此，提高机组负荷适应能力与保持主要参数稳定存在一定的矛盾。协调控制系统设计时将锅炉、汽轮机和发电机作为一个整体来考虑，使锅炉、汽机同时响应负荷要求，协调锅炉及其辅机与汽机的运行，以迅速、准确、稳定地响应负荷要求。 协调控制系统保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。协调控制系统是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行。单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶控制系统。处于上位级的机炉协调级，也叫作单元机组主控系统，是整个系统的核心部分。处于局部控制级的子系统包括锅炉以及汽机子控制系统。

2 协调控制系统任务与作用 2.1 协调控制系统 协调控制系统作用：保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。 协调控制系统任务：是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行 在单元机组中，锅炉和汽轮机是两个相对独立的设备，从机组负荷控制角度来看，单元机组是一个存在相互关联的多变量控制对象，经适当假设可以看作是一个具有的两个输入和两个输出的互相关联的被控对象，其方框图如图2.1所示。 图2.1 单元机组负荷控制对象原理方框图 μT- 通汽阀开度μB- 燃烧率水平NE-实发功率PT-主蒸汽压力 单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶控制系统。处于上位级的机炉协调级，也叫作单元机组主控系统，是整个系统的核心部分。处于局部控制级的子系统包括锅炉以及汽机子控制系统。子控制系统作用于负荷被控对象，如图2.2所示。 图2.2 单元机组协调控制系统简图

核电站数字化仪控系统信息安全特征分析

核电站数字化仪控系统信息安全特征分析 发表时间：2019-09-16T17:07:20.657Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年11期作者：石祎昉[导读] 分析方法和威胁范围三个角度对其进行了分析。未来的工作将进一步基于信息安全特征提出基于该标准体系的信息安全设计准则。福建福清核电有限公司福建福清 350300 摘要：笔者从国际电工委员会/核仪器技术委员会（IEC?SC45A）的标准体系出发，分析和阐述了对数字化仪控系统的信息安全设计准则。准则重点从纵深防御、安全隔离和信息安全与功能安全相互协调这三个方面对仪控系统设计要求进行了阐述，可用于指导核电厂等核设施信息安全防护措施的设计和实施。 关键词：信息安全；功能安全；核电站数字化 引言 核电站是国家的重大基础设施，核电站的仪表和控制系统是核电站的控制中枢，是事关电站安全的重要系统。而我国已经投产的和正在建设的核电站其仪控系统大多由数字式系统构成，而这就给网络攻击创造了客观条件，所以数字化仪控系统已经成了核电站重要的信息安全保障对象。本文首先依照国际标准对该领域的信息安全主要特征进行了分析，并总结了若干主要原则和约束条件。 1信息安全的主要特征 1.1保障对象的拓展 数字化仪控系统中的设备可以分为基于数字式计算机技术实现的系统（CB）和基于数字逻辑实现的系统（HPD）两类。目前信息安全乃至工控信息安全领域的主要讨论对象都是基于数字式计算机实现的系统，较少的涉及采用FPGA或CPLD等可编程数字逻辑器件实现的系统。在IEC62645-2014中，已经明确地把可编程逻辑器件所构建的系统作为与基于数字计算机技术实现的系统相并列的对象进行讨论。基于HDL可编程数字逻辑技术实现的系统已经不可避免的被列入了信息安全的讨论范围之内，而这一改变对信息安全相关技术活动的影响需要综合参照IEC62645-2014和IEC62566-2012作为标准基础。 1.2主要威胁范围的限定 威胁利用系统的脆弱性对资产产生破坏是分析信息安全风险的最基本范式，定义对象系统的信息安全威胁是需要解决的问题。依据ISO27000标准体系，物理防护、电力供应、运行环境以及综合性的自然灾害所造成的破坏，均被视作对特定信息安全保障对象的威胁。但是，作为核电厂数字化仪控系统，其运行的物理环境和相关的人员管理措施均被其他法律法规所约束，也被较完善的国际和国内标准所指导和限制，所以IEC62645-2014和IEC62859-2016中都不以这些威胁途径作为主要的讨论和分析对象，而是把讨论的范围限定在数字式攻击（即网络攻击Cyberattacks）。基于同样的理由，这些标准同时把非恶意的活动和偶然事件排除在主要威胁范围之外。虽然这些被包含在ISO/IEC27000标准族、IEC62443标准族[10]或者NIST的相关出版物质的讨论框架内，但为了集中讨论主要威胁，SC45A的主要标准将主要的威胁分析对象限定为以数字式手段进行的攻击活动。 1.3基于功能安全后果导向的分级方法 实现功能安全是仪控系统的主要设计任务，而信息安全的等级划分也来自功能安全后果导向。IEC62645-2014中对系统的信息安全分级方法可以概括如下：1）应根据信息安全威胁所可能产生的最大安全后果向系统分配程度S1至S3。2）向数字化仪控系统分配安全程度应依照如下原则：–向处理A类安全功能的数字化仪控系统分配的安全程度为S1；–向需要实时操作的数字化仪控系统以及处理B类安全功能的数字化仪控系统分配的安全程度不得低于S2；–根据信息安全威胁所可能产生的最大安全后果，向处理C类功能的数字化仪控系统以及协助工厂运行和维护的数字化仪控系统的辅助系统分配的安全程度为S3。 1.4划定信息安全防护区域时的注意事项 依据IEC62645-2014里的定义，信息安全防护区域允许将功能安全具有相同重要性的仪控系统分组在一起以用于管理和应用保护措施。在实践中，应考虑如下的原则。第一，根据IEC62645-2014，信息安全区域的划定应考虑和利用为加强安全目的而引入的独立性和物理分离要求。第二，数据通信方面（包括逻辑分离）和地理/物理分离以及独立方面应共同考虑，以划定安全区。对于多分隔系统，要额外考虑如下原则。第一，给定的数字化仪控系统的分隔（或列）应分组在同一个信息安全防护区域，除非能从信息安全角度有效的过滤和监测分隔之间的通信。第二，给定的数字化仪控系统的分隔（或列）如果使用通用工程工具进行配置，则应分组在同一信息安全防护区域。 2核电DCS系统设计 2.1硬件构架 本装置的硬件部分主要包括：服务器、调试箱、与DCS控制器机柜的接口，硬件架构如图2所示。服务器用于运行电厂工艺模型、DCS一层仿真系统软件、通讯以及工程调试管理软件。在开发阶段，采用机架式服务器；工程应用阶段，为了方便移动，可采用便携式移动终端配合服务器使用。便携式调试装置主要包括电源、通讯控制器、I/O模块和小型交换机等，主要用于将模型软件计算出的工艺过程数据传递给实际机组的DCS控制机柜，同时将DCS控制机柜的控制输出信号反馈到服务器中。调试装置将根据电厂实际DCS机柜的通道类型和通道数，来配置不同种类和数量的I/O模块。为了在工程应用中方便携带，移动测试不同系统的DCS控制机柜，所有的I/O模块集成在旅行箱形状的调试装置中。

单元机组主控系统(中英对照翻译)

单元机组主控系统 Master Control System of Unit Plant 单元机组主控系统一般设置有四种运行方式：即汽轮机手动控制，锅炉手动控制的基本方式(BASE方式)；以锅炉为基础的汽轮机跟随方式(TF方式)；以汽轮机为基础的锅炉跟随方式(BF方式)和汽轮机一锅炉综合功率控制的协调控制方式(CCS方式)。四种运行方式之间的切换必须是平稳无扰动的。操作员可根据机组的运行情况进行选择。一般情况下，机组适宜在滑压控制方式和CCS方式下运行。事故工况时，则通常选择在TF方式和定压方式下运行。 The master control system of the unit plant generally provides four modes of operation, including the base mode of steam turbine manual control and boiler manual control; the boiler-based turbine following mode (TF mode); the steam turbine-based boiler following mode (BF mode), and the Coordinated Control System (CCS) mode of steam turbine-boiler integrated power control. Switching amongst the four modes must be smooth without disturbance. The operator may make choices based on the unit running conditions. Under normal circumstances, the unit is suitable to operate in the sliding pressure control mode and the CCS mode. In accident conditions, it will usually run in the TF mod and the constant pressure mode. 单元机组主控系统的前三种运行方式的根本区别在于对功率和主汽压力的控制处理上。在单元机组中，汽轮机进汽压力是反映机、炉能量平衡和机组运行稳定的重要指标。 The fundamental difference between the first three modes of the master control system of the unit plant lies in the control and treatment of power and main steam pressure. In the unit plant, the inlet steam pressure of the steam turbine is an important indicator to reflect energy balance of the unit and the furnace as well as the unit running stability. BF方式：汽轮机接受负荷指令，调节功率，能快速响应负荷要求；锅炉负责调节主汽压力，维持主汽压力的稳定，但由于锅炉动态响应慢，因此动态过程中主汽压波动大。特点：可以利用锅炉蓄热提高经济性，但主汽压波动大，影响机组的安全运行。 BF mode: the steam turbine accepts load demand, adjusts the power and is able to quickly respond to load requirements; the boiler is responsible for regulating the main steam pressure and maintaining the stability of the main steam pressure. However, the main steam pressure will greatly fluctuate in the dynamic process due to slow dynamic response of the boiler. Features: boiler heat storage can be taken advantage of to improve the economy, but great fluctuations of the main steam pressure will affect safe operation of the unit. TF方式：锅炉接受负荷指令，调节功率，满足负荷要求，汽轮机负责调节主汽压力，但锅炉动态响应慢，因此，负荷响应能力差。其特点：由于汽轮机负责调节主汽压力，因而主汽压力稳定，但会产生附加蓄热，机组经济性下降。 TF mode: the boiler accepts load demand, adjusts the power and meets the load requirements; the steam turbine is responsible for regulating the main steam pressure. However, the load response capacity is poor due to slow dynamic response of the boiler. Features: the main steam pressure is

风力发电机组主控制系统

. 密级：公司秘密 东方汽轮机有限公司 DONGFANG TURBINE Co., Ltd. 2.0MW108C型风力发电机组主控制系统 说明书 编号KF20-001000DSM 版本号 A 2014年7 月

. 编制 <**设计签字**> <**设计签字日期**> 校对 <**校对签字**> <**校对签字日期**> 审核 <**审核签字**> <**审核签字日期**> 会签 <**标准化签字**> <**标准化签字日期**> <**会二签字**> <**会二签字日期**> <**会三签字**> <**会三签字日期**> <**会四签字**> <**会四签字日期**> <**会五签字**> <**会五签字日期**> <**会六签字**> <**会六签字日期**> <**会七签字**> <**会七签字日期**> <**会八签字**> <**会八签字日期**> <**会九签字**> <**会九签字日期**> 审定 <**审批签字**> <**审批签字日期**> 批准 <**批准签字**> <**批准签字日期**> 编号

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目录 序号章 节名称页数备注 1 0-1 概述 1 2 0-2 系统简介 1 3 0-3 系统硬件11 4 0-4 系统功能 5 5 0-5 主控制系统软件说明12 6 0-6 故障及其处理说明64

0-1概述 风能是一种清洁环保的可再生能源，取之不尽，用之不竭。随着地球生态保护和人类生存发展的需要，风能的开发利用越来越受到重视。 风力发电机就是利用风能产生电能，水平轴3叶片风力发电机是目前最成熟的机型，它主要是由叶片、轮毂、齿轮箱、发电机、机舱、变频器、偏航装置、刹车装置、控制系统、塔架等组成。 风力发电机的控制技术和伺服传动技术是其核心和关键技术，这与一般工业控制方式不同。风力发电机组控制系统是一个综合性的控制系统，主要由机舱主控系统、变桨系统、变频控制系统三部分组成，通过现场总线以及以太网连接在一起，各个模块都有独立的控制单元，可独立完成与自身相关的功能（图0-1-1）。目的是保证机组的安全可靠运行、获取最大风能和向电网提供优质的电能。

主控系统培训

主控系统培训 功率操纵功能的实现 偏航操纵功能的实现 自动偏航 当前风速大于偏航设定风速（2.5m/s or 3m/s） 机组未并网发电且当前风速小于启动风速（3m/s or 3.5m/s）时不启动偏航偏航条件：偏航程序1激活时，120s内风向偏差大于16度

偏航程序2激活时，60s内风向偏差大于8度 偏航程序1和2切换条件：平均风速大于6m/s或瞬时风速大于10m/s，偏航程序1—>2 平均风速小于7m/s，偏航程序2—>1 手动偏航 1、通过操作面板（软件）实现手动偏航 2、通过手动偏航开关（硬件）实现手动偏航 见主控图29页 自动解缆 自动解缆条件：●电缆扭曲角度大于等风解缆角度（430°）同时风速小于3m/s 电缆扭曲角度大于停机解缆角度（760°） 偏航时：偏航制动器保持残余压力（15bar） 解缆时：偏航制动器完全松开

安全爱护功能的实现 超速爱护 软件超速爱护（主控通过转速传感器监测到机组转速超过爱护定值） 硬件超速爱护（超速模块监测到机组转速超过爱护定值） 超速模块爱护值的设置：输入信号脉冲频率值，以低速轴设置为例，若设置为10，意味着输入信号频率为10H z，即输入10个脉冲每秒，600个脉冲每分钟，低速轴转动一圈输入24个脉冲，则转速爱护设定值为600/24=25rp m 振动爱护 软件振动爱护（主控通过4084振动模块监测到机组振动超过爱护值）

齿轮箱振动爱护：X方向：1级振动0.06g 2级振动0.1g Y方向：1级振动0.015g 2级振动0.025g 塔筒振动爱护：X方向：1级振动0.06g 2级振动0.1g Y方向：1级振动0.06g 2级振动0.1g 硬件振动爱护（机组通过振动开关中断安全链回路实现机组硬件振动爱护） 电网爱护 电压爱护：过压：1.1Un 0.2s 欠压：0.9Un 0.2s 0.8Un 0s 电流爱护：70A 一相与其余两相平均值or 25% 一相与其余两相平均值 相位爱护：三相偏差同时大于4度（电网矢量波动）两相偏差大于6度（相位偏差过大）

750风机国产电控故障分析及检修

国产电控故障分析及检修 国产电控系统以可编程控制器为控制内核，是以西门子CPU315和EM277,EM224，EM231等通过DP总线结构组网构成，中文操作界面，国产电控将风机的故障分为96条，系统检测不同部件的输入量，输出量信号，反馈信号等，与系统内编程设定值比较，输出并控制风机作相应动作反应，不满足条件时，系统报相应故障。 金风S43/600风力机组控制结构如图所示： 下面将国产电控故障一一列举： 1：扭缆开关 此故障是风机安全链中的扭缆开关触点由常闭变为常开，造成安全链断，风机系统报扭缆开关动和安全链断故障，通过察看故障堆栈可以清楚看到故障的先后顺序。该故障发生在系统没有收到正确的偏航解缆信号，原因有：1)偏航计数器设置错误当左向扭缆时，左偏开关动，此时风机因该右解缆，如继续左向偏航则扭缆开关动，安全链断。2)扭缆开关损坏或接入开关的线开路，系统报扭缆开关，安全链断。

如图： 故障处理方法： 上风机检查是否真的扭缆，如扭缆开关拉动，检查偏航计数器各触点的位置及设置，重新调整并手动偏航解缆。如无扭缆；则全面检查扭缆开关及偏航计数器的情况。安全链重新上电，检查是否报扭缆开关动故障。 2：叶轮过速开关 风机报此故障有电控和液压两方面的原因，当风机的叶轮转速超过计算机设定的上限值时，即在大电机状态叶轮转速超过30rpm时报叶轮过速。另外风机在运行过程中，当叶轮转速达到一定程度时，叶尖油路压力达到压力开关（11.3）的整定值，（11.3）的整定值为100bar，（11.3）为叶尖压力高开关。压力开关动作，风机执行紧急刹车，同时报告“叶轮过速”故障。如果上述两种方法均未执行动作的情况下，离心力作用使叶尖压力达到防爆膜破裂压力，防爆膜被冲破，通过防爆膜执行叶轮过速保护。即防爆膜是最后一道屏障。冲破防爆膜，叶尖油路压力释放，叶尖甩出，风机执行正常停机，同时报“叶尖压力低”故障 如图：

风力发电机组控制系统

风力发电机组控制系统 一风电控制系统简述 风电控制系统包括现场风力发电机组控制单元、高速环型冗余光纤以太网、远程上位机操作员站等部分。现场风力发电机组控制单元是每台风机控制的核心，实现机组的参数监视、自动发电控制和设备保护等功能；每台风力发电机组配有就地HMI人机接口以实现就地操作、调试和维护机组；高速环型冗余光纤以太网是系统的数据高速公路，将机组的实时数据送至上位机界面；上位机操作员站是风电厂的运行监视核心，并具备完善的机组状态监视、参数报警，实时/历史数据的记录显示等功能，操作员在控制室内实现对风场所有机组的运行监视及操作。 风力发电机组控制单元（WPCU）是每台风机的控制核心，分散布置在机组的塔筒和机舱内。由于风电机组现场运行环境恶劣，对控制系统的可靠性要求非常高，而风电控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计，应具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等能力，其系统结构如下： 风电控制系统的现场控制站包括：塔座主控制器机柜、机舱控制站机柜、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源、紧急停机后备系统等。风电控制系统的网络结构。 1、塔座控制站 2、塔座控制站即主控制器机柜是风电机组设备控制的核心，主要包括控制器、I/O 模件等。控制器硬件采用32位处理器，系统软件采用强实时性的操作系统，运行机组的各类复杂主控逻辑通过现场总线与机舱控制器机柜、变桨距系统、变流器系统进行实时通讯，以使机组运行在最佳状态。 3、控制器的组态采用功能丰富、界面友好的组态软件，采用符合IEC61131-3标准的组态方式，包括：功能图（FBD）、指令表（LD）、顺序功能块（SFC）、梯形图、结构化文本等组态方式。 4、2、机舱控制站 5、机舱控制站采集机组传感器测量的温度、压力、转速以及环境参数等信号，通过现场总线和机组主控制站通讯，主控制器通过机舱控制机架以实现机组的偏航、解缆等功能，此外还对机舱内各类辅助电机、油泵、风扇进行控制以使机组工作在最佳状态。

风力发电750机组题库解析

金风750机组 客户服务人员上岗考试题库（初级） 金风科技股份有限公司客户服务部 2008年5月26日

一、填空题 整体认识 1、金风S48/750风力发电机组采用（水平）轴、三叶片、（上）风向、定桨距（失速）调节、（异步）发电机并网的总体设计方案 2、单级异步发电机与齿轮箱之间采用了（膜片式）联轴器连接，该联轴器既具有（扭矩传递）功能，又具有（扭矩过载）保护作用 3、750机组设置了齿轮润滑油（加热装置），外接（强迫油冷却）装置、发电机（加热）除湿装置、散热系统等。 4、机组的软并网装置可将电流限定在额定值的（1.5）倍之内；机组的无功补偿装置可保证功率因数在额定功率点达到（0.99）以上。 5、整个机组由计算机控制，数据自动（采集处理）、自动运行并可远程监控。 6、750机组安全系统独立于（控制系统），包括相互独立、（失效保护）的叶尖气动刹车和两组机械刹车。 7、750机组的切入风速（4.0）m/s，额定风速（15）m/s，切出风速10分钟均值（25 ）m/s 。 8、齿轮箱的弹性支撑承担着齿轮箱的全部重量。由于弹性支撑是主轴的一个（浮动）支点，也承担着主轴的部分重量。 9、S48/750机组叶轮转速是（22.3）rpm ，叶片端线速度（56）m/s 。 10、齿轮箱的齿轮传动比率是（67.9），润滑形式（压力强制润滑）。

异步发电机 1、原动机拖动异步电机, 使其转子转速n 高于旋转磁场的（同步转速）,即使转差率s< 0, 就变成异步发电机运行。 2、风力发电机选用（H）级的绝缘材料。 3、异步发电机本身不能提供激磁电流，必须从电网吸取（无功励磁）功率以建立磁场 4、三相异步发电机的基本结构与三相异步电动机（相同）。 5、异步发电机输向电网的电流频率和它自身的转差率（无关）。 6、发电机基本参数 额定功率（750 ） kW 额定电压（690） V 额定电流（690） A 额定转速（1520） rpm 额定滑差（1.33） % 绝缘等级（H） 8、750kW风力发电机为卧式、（强迫）通风、三相铜条（鼠笼异步）发电机。 9、发电机的自然（功率因数）要尽可能高，以减少对电网无功功率的吸收或降低补偿电容器的电容量。

主控系统技术指标

“主控系统”技术指标 设备名称型号详细配置 “创意之星”模块化机器人套件（标准版）Up-I nnoS TAR- S 1、★提供50余种，600多个结构零件，结构零件的连接采用独特的花键式结构，连接角度可以18度为单位调整，精密连 接，无间隙，无晃动。连接刚度高，强度大。单个连接可承受5Nm以上的弯矩。支持两个或三个零件可以各种角度连接，丰富构型数量。组装简便，只需一个螺丝即可固定，方便拆卸及构型重新搭建。 2、L1-1×10;L2-1×10;L3-1×10;CY-13×10;CY-15×10;CY-17×10;CY-LD1×15;CY-LD2×15;LM1×30;LM2×30;LM3×30 ;LM4×30;LX1×30;LX1L×30;LX2×30;LX3×30;LX4×30;KD×15;CY-D2×15;CY-D3×15;CY-DK×9;LX5×15;CY-DP×1 5;LZ4×5;CY-CGJ×4;DB×2; 3、2套机械手抓组件；2个仿生机器人脚掌；5个传动轮组件，也可用作轮式机器人行走机构；1个仿生机器人躯体. 4、★机器人采用AVR控制器，控制器上传感器接口众多，可同时将红外、温度、光强、声音、碰撞等传感器同时插在控 制器上（不使用产品本身以外的设备），并顺利运行。 a)16MHz RISC处理器 b)6个机器人舵机接口，可连接35个以上机器人舵机 c)8个传统R/C舵机接口 d)12个TTL电平的双向复用I/O口 e)8个AD转换器接口（0~5V） f)2个RS-422总线接口(可挂接1-127个422设备) g)1个蜂鸣器 h)7.4V/4600mAh大容量锂聚合物电池，机器人正常运行时间不少于2小时 i)USB-Debugger下载、调试、通讯一体化调试器 5、14个总线式机器人舵机，具备以下特点： j)全铜合金齿轮； k)最大扭矩16Kgf.cm以上，转速0.14sec/60゜，舵机模式下转动角度0-300゜； l)总线式通讯，多个舵机间串联数字式通讯，最多支持255个的舵机串联； m)具备整周旋转和调速功能，可作为直流减速电机使用，转动速度可达65rpm； n)具备温度、电压、位置、转速等反馈功能，可由上位机软件读取； o)具备温度、电流、堵转等保护功能； 6、图形化机器人集成开发环境： p)支持基于流程图的图形化编程和ANSI C语言混合编程；程序为交叉编译执行，非解释执行，支持所有ANSI C的

核电站仪控系统数字化改造解析

核电站仪控系统数字化改造解析 发表时间：2019-04-24T09:47:32.140Z 来源：《基层建设》2019年第2期作者：刘仕伟1 刘帅2 [导读] 摘要：在核电站改造过程中,重要的一部分就是仪控系统数字化改造，在改造时首先要考虑的工作是处理好部件数量不足、更新换代快，设施老旧、功能退化的问题。 1.中国中原对外工程有限公司北京 100044； 2.恒力石化（大连）有限公司辽宁大连 116318 摘要：在核电站改造过程中,重要的一部分就是仪控系统数字化改造，在改造时首先要考虑的工作是处理好部件数量不足、更新换代快，设施老旧、功能退化的问题。另外，值得从业人员注意的还有，仪控系统数字化改造是一个由外到内的系统过程，不能只看到当前的部件和设备状态，还要根据当前形势、预见未来一段时期内可能出现的设施更新和维护工作。 关键词：核电站；数字仪控系统；数字化改造 引言 随着当前社会经济的快速发展，人们在生产生活中对电能的需求量也快速增加，在此过程中关于核电站的建设和应用也引起了广泛的关注。区别于传统的火力发电以及水力发电，核电站在运行中具有能耗低、污染小、电能产出稳定的特点，实际应用中能为区域电能的稳定供应奠定良好的基础。核电站的运行原理为：通过核装置运行产生热量，之后通过加热水蒸气，转换机械能的方式推动发电机进行发电，以此实现能量转换的过程。在此过程中，分析仪控系统作为核电站运行中的主要控制单元，其运行状态以及效果也引起了研究人员及维护人员的重视。 1数字化仪控系统的主要特点 1.1多样性 所谓多样性就是用两种或两种以上的完全不同的方法实现同样的一个功能，包括功能多样性、硬件多样性和软件多样性。多样性只对安全级系统有要求，而对非安全级没有要求。对于传感器的多样性，只对模拟量有要求，对数字量没有要求。保护系统之间是孤立系统，互相没有任何硬件设备的连接。保护系统内部实现同样的停堆和专设安全设施驱动的功能，但使用了不同的传感器，采用不同的保护参数，采用两套独立的机柜，两个机柜内安装不同的组态软件，采用不同的时序和计算方法，从而实现了保护系统内部的多样性。 1.2冗余性 所谓冗余性，是指并行的重复配置设备，包括软件或硬件，以保证设备出现故障时，能继续保持系统运行，冗余性配置的主要目的是解决单一故障，提高系统的可利用率。所谓单一故障，另外，冗余性配置使得不停运系统时，可进行在线的维修和试验工作，冗余性主要体现在以下几个方面：（1）操作员站和工程师站的冗余。一套仪控系统配置有多台操作员站，工程师站除自有的特殊功能外，兼具操作员站的所有功能。（2）网络的冗余。当一个网络故障，另外一个网络自动投入使用。（3）服务器的冗余。防止服务器损毁，数据丢失。 1.3独立性 保证独立性要求的方式是隔离，隔离可阻止故障的传播，包括实体隔离、功能隔离、电气隔离等。实体隔离使用障碍物或距离，防止设备的故障从一个区域传播到另一个区域。使用功能隔离，降低出现复杂瞬态的概率。使用电气隔离，防止故障通过供电线路或信号线路传播，光电耦合设备是常用的电气隔离的方式。 2核电站仪控系统数字化改造要点 2.1备件问题和设备老化 备件问题及设备老化问题为当前核电站仪控系统运行中主要存在的问题。两类问题的出现造成核电站在运行中组件运行的可靠性和稳定性降低，且造成了一定的安全隐患。实际工作中为有效优化该类问题，应用单位可通过应用分布式控制系统的方式，或采用现场总线控制系统的方式进行仪控系统的数字化改造。通过优化软件技术的方式达到降低设备应用局限性的问题，最终达到提升设备应用质量并发挥组建控制应用效果的目的。另外，分析两类技术方案在实际应用中，智能化控制为其核心运行技术。实际应用中通过核心智能化技术的运行，实现了全站控制设备运行现状的监测以及运行性能的监测，及时针对设备运行中存在的问题及故障现象进行预警提示，最终达到提升系统运行可靠稳定性的目的。具体分析通过核心智能技术的运行应用，有效地减少了独立监测装置的安装数量，并且实现了系统控制的无障碍化。另外，ＤＣＳ系统及ＦＣＳ控制系统在应用中，其备件之间都可进行互换应用，有效降低因设备组件应用选择局限，造成了设备老化及运行成本升高问题。并且在实际运行中设备组件的互换应用，对系统控制运行中的智能性、可靠性、安全性、稳定性提升，奠定了良好的基础。 2.2核电站数字化仪控系统的功能 核电站的数字化仪控系统充分体现了“信息集中，控制分散”的设计思路。随着计算机信息控制技术的不断发展，各生产厂商竞相研制各种丰富多样的自带处理器的智能型I/O块。该类系统模块可与各类传感器，以及马达控制器，电磁阀门进行连接，同时在完成基本控制功能的过程中，还可以随时诊断设备的运行情况。如果在系统应用软件中采用智能控制算法或利用人工智能技术进行自诊断和故障的早期预测，并通过优化过程控制来提高系统的工作可靠性和控制水平，使系统更具有开放性、互操作性和互用性。将使现在的数字化仪控系统更加完善。但是目前因为计算系统在硬件支持方面的不足，较多的功能模块性能实现还存在一定的问题。较多情况下只能实现单一的控制回路和单一的功能控制，对复杂、多组件的设备构件控制还无法应用仪控系统进行全面控制。同时分析在实际发展中关于单回路输出输入频繁的运行方案，目前还存在成功案例少，参考价值低的现象。所以，有的用户借鉴上述仪控系统中的局部设计思路，尝试将现场已经应用成熟PLC设备连接到独立的现场总线网络服务器，与操作站直接通信。尤其在旧的核电站仪控系统改造方案中，可以直接利用现场原有的电缆和一次测量元件及执行机构，只是对监测和控制部分用先进的I/O模块和PLC设备对原来的控制柜或控制仪表进行改造或替换。根据现场的实际情况，选用适当的以太网PLC、现场总线PLC以及远程智能I/O设备更换现场的老式控制柜和辅助继电器柜，甚至利用先进的小型分布式控制网络替代原来的第一代模拟量组装仪表和控制盘台，使原先第一代或第二代的核电站仪控系统重新焕发了生命力，不但解决了原有老系统卡件老化严重且没有备品备件的问题，而且对机组的延寿、安全、稳定、经济运行起到至关重要的作用。 2.3于系统安全可靠性的分析 如果把DCS和FCS两种方案拿来比较可以知道，FCS可以对将要出现的故障进行预测，减少系统故障，具有很强的前瞻性维护效果。利用智能仪表的自我诊断和总线技术，可以连续监视出现的“先导性指示”，预测将要出现的故障。FCS可以进行状态监视，随时排查故障。