摘 要：生產(chǎn)安全越來越受到人們的重視，因此各種保護(hù)系統(tǒng)也應(yīng)運而生，各種不同的配置有各自的特點，文章分析了常用的幾種配置特點。希望通過文章的分析，對相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；危急跳閘系統(tǒng)；配置分析

1 系統(tǒng)功能

汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)在機(jī)組危急時刻能夠緊急跳閘停機(jī)，保證人身和機(jī)組安全。此系統(tǒng)主要有三大功能：危急跳閘、在線試驗和首出記錄。

危急跳閘的觸發(fā)條件有很多種，根據(jù)來源主要分為三大類：

（1）汽輪機(jī)自身運行參數(shù)不正常，可以防止汽輪機(jī)自身損壞。比如軸振動大、超速等。

（2）其他系統(tǒng)出現(xiàn)問題，不能繼續(xù)運行，迫使汽輪機(jī)跳閘。比如鍋爐故障、發(fā)電機(jī)故障等。

（3）手動停機(jī)。由于整個發(fā)電系統(tǒng)非常復(fù)雜，在某些情況下雖然運行參數(shù)沒有到達(dá)跳閘條件，但是運行人員根據(jù)經(jīng)驗可以緊急跳閘。

在線試驗功能同樣非常重要。危急跳閘系統(tǒng)通過控制AST跳閘電磁閥動作，卸掉閥門壓力油，快速關(guān)閉所有閥門，從而實現(xiàn)機(jī)組停機(jī)。可見跳閘電磁閥非常重要，需要定期進(jìn)行試驗，從而保證其好使，在真正危急時刻能夠成功動作。在跳閘條件中有幾個信號同樣重要，因此也設(shè)計了在線試驗功能，它們通常是：抗燃油壓低、潤滑油壓低和凝汽器真空低等。

機(jī)組緊急停機(jī)后要分析其停機(jī)原因，排除故障。此時首出功能的作用就體現(xiàn)出來了。所有的跳閘條件都進(jìn)入危急跳閘系統(tǒng)，其中一個條件滿足時就會導(dǎo)致機(jī)組跳閘，但是在極短時間內(nèi)可能先后觸發(fā)很多條件，對判斷故障產(chǎn)生干擾。危急跳閘系統(tǒng)運行的掃描周期非?？?，是毫秒級別，可以很容易的記錄最先到來的跳閘條件，幫助故障分析。

詳細(xì)了解了此系統(tǒng)的功能后，即可根據(jù)需求進(jìn)行配置。

2 硬件架構(gòu)

汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)本身需要的邏輯功能并不復(fù)雜，簡單的與或非就能實現(xiàn)全部運算，但是要求掃描周期短、系統(tǒng)可靠。因此PLC就成為比較理想的選擇。

2.1 雙機(jī)并列運行

顧名思義，此種架構(gòu)是兩套相同的PLC同時運行，相互獨立，都能控制機(jī)組的跳閘。這種方式目前使用最多，比較可靠。兩套完整的PLC包括電源、CPU、IO卡等模件。其中一套PLC就能滿足運行要求，兩套PLC同時運行更加提高了系統(tǒng)的可用性，即使任意一個模件出現(xiàn)故障都不影響正常運行，同時能夠在線更換故障的模塊。因此這種配置應(yīng)用最廣。

2.2 雙機(jī)熱備運行

這種架構(gòu)是兩個PLC一臺運行、一臺備用，如果運行的PLC出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會自動切換到另一臺，以達(dá)到冗余的目的。與雙機(jī)并列運行結(jié)構(gòu)的差別在于上一種方式兩套PLC都是完整的，而熱備方式中只有CPU模塊是冗余的，IO模件只有一套，因此如果IO模塊故障了就只能停機(jī)維護(hù)，不能進(jìn)行在線更換。這種架構(gòu)中兩個CPU通過熱備模塊進(jìn)行溝通，能夠保證兩套邏輯的同步性，在切換時也能做到無擾。考慮到現(xiàn)在IO模塊質(zhì)量逐步提高，即使不冗余也能滿足安全運行需求，也能節(jié)省一部分成本。

2.3 SIL3標(biāo)準(zhǔn)配置

有些電廠需要汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)符合SIL3標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，在安全生產(chǎn)以及設(shè)備故障率等方面都有著更高要求，此時只能采用帶有SIL3認(rèn)證的硬件系統(tǒng)。通常此類硬件都有著三重冗余的思想，而且價格也會高出很多。

2.4 一體化配置系統(tǒng)

汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)與DCS一體化可以實現(xiàn)在同一操作平臺下對不同系統(tǒng)進(jìn)行同一管理及控制，極大減小了運行及維護(hù)成本，操作風(fēng)格統(tǒng)一。這種配置需要與DCS采用相同的硬件結(jié)構(gòu)，相同的組態(tài)軟，相比于PLC的梯形圖組態(tài)方式，有著更加方便的操作。

3 人機(jī)界面

汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)的人機(jī)界面通常包括各個跳閘項的首出和跳閘指示、在線試驗的操作等。實現(xiàn)這些功能也有很多種方式。

3.1 觸摸屏

在非一體化的配置中，人機(jī)界面可以選擇為觸摸屏的方式，既能顯示各個跳閘項的狀態(tài)又能進(jìn)行在線試驗的操作，同時科技感較高。但是觸摸屏的編程組態(tài)比較麻煩，為運行及維護(hù)人員增加了學(xué)習(xí)成本，而且觸摸屏本身也是一個故障點，如果出現(xiàn)故障則不能顯示首出信號，影響故障分析。

3.2 硬操作盤

這種方式同樣適用于非一體化配置中。硬操作盤上只有跳閘項等信息的指示燈和在線試驗的操作按鈕，雖然功能看起來簡單，但是已經(jīng)滿足了全部需求而且可靠。操作盤內(nèi)部全都是硬接線連接至IO卡件的各個通道，極少發(fā)生故障，也幾乎沒有學(xué)習(xí)成本。由于簡單可靠、成本低，所以此種方案很多電廠都在使用。硬操作盤的缺點也比較明顯，就是只能安裝在硬件機(jī)柜中，對于實時查看各個狀態(tài)不太方便。針對此缺點，很多電廠開始采用下面這種方案。

3.3 DCS一體化界面

如果硬件系統(tǒng)采用與DCS一體化，那么人機(jī)界面當(dāng)然也會一體化。由于硬操作盤存在上述缺點，因此非一體化硬件中，越來越多的電廠也采用了一體化的界面。這種方式中危急跳閘系統(tǒng)判斷完跳機(jī)及首出信號后通過通訊或者硬接線的方式將這些信號送至DCS系統(tǒng)進(jìn)行顯示，同時在線試驗的操作也同時發(fā)送給跳閘系統(tǒng)。一體化界面比較好的解決了信號狀態(tài)實時監(jiān)控的便利性，但是也增加了DCS系統(tǒng)的工作，同時兩個系統(tǒng)之間產(chǎn)生接口需要明確。

4 結(jié)束語

在上述各種方案中，無論是硬件架構(gòu)還是人機(jī)界面，都沒有唯一的最優(yōu)方案，每種方案都有著各自的優(yōu)缺點。只有熟練掌握了這些特點，在具體項目中才能進(jìn)行最優(yōu)選擇，選擇出適應(yīng)該項目的最優(yōu)方案。