汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)（ets）是汽輪機(jī)保護(hù)*重要的一環(huán)，它是汽輪機(jī)電跳閘的出口，其運(yùn)行安全與否直接影響到汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。ets監(jiān)測汽輪機(jī)的一些重要參數(shù)，如：潤滑油壓力、凝汽器真空、汽機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子振動、軸向位移等，當(dāng)這些參數(shù)越，輸出跳閘信號到跳閘電磁閥，跳閘電磁閥卸掉保安系統(tǒng)的保安油，使汽輪機(jī)的主汽閥和調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉，完成汽輪機(jī)跳閘的功能，使汽輪機(jī)緊急停機(jī)，處于安全狀態(tài)，以避免發(fā)生嚴(yán)重的后果。

　　過去的汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)是由繼電器、觸發(fā)器等獨(dú)立電氣元件組成簡單的邏輯回路，由分離電子元件組成電子線路板接收模擬量輸入（轉(zhuǎn)速）等來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制功能，其特點(diǎn)是：線路復(fù)雜、體積龐大，功能有限;可靠性低，常出現(xiàn)“拒動”或“誤動”;穩(wěn)定性和靈活性差，極不利于系統(tǒng)維護(hù)工作。因此，必須對其進(jìn)行改造。

　　以耒陽電廠為例， 在2號機(jī)組（200 mw）dcs改造過程中，對的汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)也進(jìn)行了改造，淘汰了以往的危急跳閘聯(lián)鎖保護(hù)柜，采用了以可編程邏輯控制器（plc）為核心的ets。此次ets改造是由筆者負(fù)責(zé)安裝、編程、調(diào)試的，現(xiàn)在介紹plc在汽輪機(jī)ets中的應(yīng)用情況。

2 系統(tǒng)組成

　　耒陽電廠的2號機(jī)組（200mw）的ets系統(tǒng)是以可編程邏輯控制器plc為核心的控制柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、聲光報(bào)警和一次、二次外圍元件組成，系統(tǒng)裝置如圖1所示。ets控制柜里主要有雙plc、報(bào)警繼電器、跳閘繼電器、保護(hù)投切盤等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對應(yīng)的指示燈，可以檢查某一通道的動作情況。且系統(tǒng)具有在線試驗(yàn)功能。

　　圖1 ets系統(tǒng)裝置圖

　　借助dcs系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，使ets系統(tǒng)的人機(jī)界面成為dcs系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)?？梢苑奖愕貙φ麄€(gè)ets系統(tǒng)進(jìn)行直觀的狀態(tài)監(jiān)視分析，對系統(tǒng)狀態(tài)和眾多過程量設(shè)置聲光報(bào)警。并且把汽輪機(jī)跳閘的首出原因送進(jìn)了事故追憶系統(tǒng)（soe），可以方便的查找汽輪機(jī)跳閘原因。這樣豐富和完善了對ets系統(tǒng)的檢修、維護(hù)手段，提高了自動化水平。

　　ets選用了西門子公司的s7系列plc，選用了電源模塊、cpu模塊、di模塊和do模塊。由plc的中央處理單元cpu完成所有輸入信號的邏輯處理和輸出信號的邏輯控制。由于系統(tǒng)對該裝置的可靠性要求特別高，即保證在任何可能發(fā)生的緊急情況下，都能準(zhǔn)確無誤地使汽輪機(jī)組停機(jī)，所以該套裝置設(shè)置為雙plc運(yùn)行方式。由于雙plc是并列運(yùn)行，互不干擾，并具有“或”的關(guān)系，不需要在線熱切換，所以不存在切換擾動的問題。若其中任意一套發(fā)生故障，另一套可編程控制器還是正常運(yùn)行，此時(shí)，汽機(jī)運(yùn)行的保護(hù)功能仍是完整的。這種雙plc控制方案比通常所講的雙冗余控制方案的可靠性更高一些。

3 程序設(shè)計(jì)

　　輸入信號要求設(shè)定并組合，如三選二（確保消除誤停機(jī)現(xiàn)象）、四選二（適用于需要在線試驗(yàn)的情況），編程過程中可編程邏輯控制器的特點(diǎn)盡*大可能的發(fā)揮。通過編寫功能“子程序”、“中斷”程序等，達(dá)到控制功能完整，運(yùn)行快捷的目的。傳統(tǒng)控制方式中某一功能的觸點(diǎn)的可靠性受器件的限制，而改用可編程控制器后，該功能的觸點(diǎn)就變成控制器的一個(gè)內(nèi)在虛擬的地址，它的使用可以根據(jù)需求來確定。

　　輸出信號選用帶隔離、獨(dú)立回路的do輸出卡件，輸出觸點(diǎn)的帶負(fù)載的能力系統(tǒng)中執(zhí)行元件的要求

基于S7-200 PLC的系統(tǒng)辨識

　　接著，在y（t）上選取兩個(gè)坐標(biāo)值（t1，y（t1））和（t2，y（t2）），只要求0， y（t1），y（t2）這三個(gè)數(shù)值之間有明顯的差異即可?；癁闊o因次曲線后得：

　　　　        根據(jù)階躍響應(yīng)曲線，綜合式（4）及式（7）就可以求出一階慣性環(huán)節(jié)加純滯后環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)式（1）中的模型參數(shù)k、t、τ。

　　4.3階躍響應(yīng)曲線的獲取

　　采用step 7icro/win軟件編制包含pid控制器的 s7-200 plc應(yīng)用程序。連接step 7icro/win電腦與實(shí)體s7-200 plc，啟動plc運(yùn)行，進(jìn)入pid整定控制面板。pid整定控制面板圖形顯示區(qū)中用不同的顏色顯示了過程變量、設(shè)定值和輸出值相對于時(shí)間的函數(shù)。過程變量和設(shè)定值共同使用左側(cè)的縱軸，輸出值使用右側(cè)的縱軸。pid整定控制面板中的設(shè)定值要設(shè)定為階躍信號，過程變量即為階躍響應(yīng)信號，輸出值為plc輸出到執(zhí)行器的命令信號。通過設(shè)置pid整定控制面板的相關(guān)參數(shù)，保證設(shè)定值及輸出值均為階躍信號以獲取真實(shí)可靠的階躍響應(yīng)曲線。中藥提取罐溫度控制的階躍響應(yīng)曲線如圖1所示。

　　圖中紅線是過程量即階躍響應(yīng)曲線，綠線是設(shè)定值即step 7icro/win軟件給plc的指令，藍(lán)線是輸出值即plc輸出給辨識對象的階躍信號。

　　4.4模型參數(shù)的計(jì)算

　　模型參數(shù)計(jì)算圖如圖2所示。

　　圖2 模型參數(shù)計(jì)算圖

　　型參數(shù)計(jì)算圖中，有效的辨識時(shí)間范圍是120s~870s之間，階躍信號plc內(nèi)存儲的值為：

　　δu=.00=11008.00