秦臻
摘 要:某廠由于ETS系統(tǒng)組態(tài)設計的缺陷造成機組跳閘,對此技術人員通過分析ETS系統(tǒng)組態(tài)邏輯,檢查信號回路,分析事故經過,最終確認了造成機組跳閘的直接原因,并針對組態(tài)設計缺陷和人為隱患,對原有組態(tài)缺陷進行了修改,并增加了杜絕人為誤操作的環(huán)節(jié),徹底解決了該廠ETS系統(tǒng)可能會造成機組跳閘的問題。
關鍵詞:ETS;PLC;機組跳閘;AST;電磁閥;故障
某廠ETS控制系統(tǒng)為上海汽輪機廠330MW機組配套的保護控制設備,采用主、副PLC并行運行的結構。2013年XX月XX日,該廠#X機組ETS機柜副PLC機架CPU故障,工作人員對副PLC進行重啟,導致該機組跳閘。
一、原因分析
PLC設備的特點是在斷電重啟的過程中會丟失重啟前的所有過程參數(shù),所有內部運算參數(shù)在重啟過程中全部變?yōu)槌跏荚O定值,所有開關量歸零。
該廠ETS PLC組態(tài)主程序第60條設計為4個AST停機電磁閥指令取非后奇偶組合,組成汽機跳閘指令(見圖1)。當ETS PLC控制系統(tǒng)副機架斷電重啟后,PLC程序重新進行復位掃描,因DCS送至ETS的掛閘指令為5秒脈沖信號,所以在機組正常運行狀態(tài)下重新上電后掛閘指令已不存在(即邏輯“0”),此時程序判斷AST停機電磁閥開啟指令為邏輯“0”,取非后變?yōu)檫壿嫛?”,經奇偶組合后汽機跳閘信號輸出為邏輯“1”,即觸發(fā)汽機跳閘信號。這是造成此次跳機事故的直接原因。
同時,熱工技術人員在未充分研究邏輯組態(tài)結構,不清楚PLC設備斷電重啟可能會對運行設備造成何種影響的情況下,冒然對故障PLC進行斷電重啟,是造成此次跳機事故的人為原因。
二、優(yōu)化方案
(一)組態(tài)優(yōu)化
針對ETS系統(tǒng)PLC組態(tài)存在的設計缺陷,該廠技術人員對ETS系統(tǒng) 主、副PLC組態(tài)主程序第60條進行修改,將“汽輪機不存在跳閘條件”和“4個AST停機電磁閥指令取非后奇偶組合”相與,組成汽機跳閘指令,即當汽輪機不存在跳閘條件時閉鎖汽機跳閘指令,修改后的組態(tài)見圖2。
按此方式修改后,在機組正常運行狀態(tài)下,由于需要“汽輪機不存在跳閘條件”和“4個AST停機電磁閥指令取非后奇偶組合”同時為邏輯“1”時才會觸發(fā)汽機跳閘指令,因此無論發(fā)生何種情況下的PLC斷電重啟,均不會造成PLC誤發(fā)汽機跳閘信號造成機組跳閘。
(二)回路優(yōu)化
將“高排壓比低”,“發(fā)電機跳閘”,“鍋爐MFT”,“汽機TSI動作(差脹大、振動大)”四個汽機跳閘條件改造成可使用保護壓板投退保護(受通道數(shù)量所限,暫僅考慮以上四個保護),采用反邏輯方式:當保護壓板合上時,跳閘條件觸發(fā)時汽輪機不會跳閘,此為保護退出狀態(tài);當保護壓板斷開時,跳閘條件觸發(fā)時汽輪機跳閘,此為保護投入狀態(tài)。
相應在ETS系統(tǒng)主、副PLC邏輯組態(tài)中將上述4個保護壓板的分/合狀態(tài)串入對應保護條件對應的邏輯中,并在畫面上增加這4個保護壓板的狀態(tài)燈(綠色表示保護投入,紅色表示保護退出)。
保護壓板均采用硬接線形式,一端接自+24V PLC電源,另一端接至PLC對應通道內(見下圖)。
增加保護投退壓板,可以有效降低人為誤操作造成機組跳閘的概率。
綜上所述,該廠技術人員通過對ETS系統(tǒng)PLC邏輯組態(tài)和跳閘回路的優(yōu)化,一方面將邏輯組態(tài)中的缺陷進行修復,使汽輪機跳閘指令的邏輯構成更加合理與完善,大大提高了邏輯組態(tài)的安全可靠性;另一方面通過增加保護壓板的投/退功能,使檢修人員能夠安全地在機組正常運行中,通過壓板退出相應保護功能,對汽機跳閘回路進行檢修,而不會因為失誤造成機組跳閘。