1.概述
在发电机组的生产过程中,流量信号的累积显示不仅为操作员的监视提供了方便,同时为机组的经济运行提供了重要的参考依据。目前,安阳电厂的机组大多采用常规仪表进行流量的积算和累积,采用这种方法不仅需要投入相当的财力和物力,而且暴露出运行中不可靠、维护量大、积算不等问题,我们经过分析和研究发现利用#9、10机组WDPF控制系统软件能很好的解决这个问题,所以在2002年3月利用安阳电厂#9机组小修的机会在WDPF系统上实现了流量累积的功能,以下对本次设计的思想、方案等做一介绍。
2.设计思想
安阳电厂#9、10机组的控制系统采用的美国西屋公司开发的WDPF-Ⅱ分散处理系统,它实现了电厂生产中的调节、控制、数据采集、历史数据存储、检索等功能,由于整个系统的过程点和控制环很多,点数据库庞大,所以该次设计本着满足各项要求的前提下,zui小化的占用系统的内存空间。
实现流量的累加,可有两种方法:一是对流量进行积分,二是对流量进行连续累加。我们采用的是第二种方法。其原理图可表示如下:
我们把一个小时的时间段等分为n个△T,显而易见,当n趋近于无穷大时,△Tn时间内W的瞬时流量趋势就可近似为一条直线,△Tn时间内的流量△Wn可近似等于该时间段内的瞬时流量Wn,由此得出一个小时内的W点的累积流量可近似为:
Wl=Σ△Wn≈ΣWn(n=1,2,…)
实际上,由于过程点W的采样周期为1s,过多的等分时间段也就没有了太大的意义,所以我们把一小时等分为3600(n=3600)份,即以秒的单位进行流量的累加,已经可以获得较高的精度了。
3.设计方案
根据以上的设计思想,利用#9机组小修的机会,实现了A小机低压进汽流量(瞬时流量点名为FT5101)累积积算和显示的功能,方案如下:
3.1首先在WDPF系统的点数据库内新建一个点名为FT5101CT,描述为A小机低压进汽累积流量的模拟量中间点。
3.2在#8DPU内增建#42loop控制图,其中DU08A000是系统已有的常数0点,控制回路图如下图所示:
3.3控制原理
该控制回路在一个扫描周期(0.5s)内的扫描顺序为:FT5101、FT5101CT、DU08A000、XSUM、HI、XTRANSE、FT5101CT,该扫描周期内首先获得的FT5101CT的值其实是上一周期末的值,这个值与该周期获得的FT5101瞬时值在加法模块内完成增益和相加,则得到了该周期的新的FT5101CT值,控制回路周而复始的循环,由此我们总能在任意时刻获得的流量累积值。同时在加法模块的输出端(P位)增加一个高监视位,它产生的一个O008X42P点的值作为二选一模块的切换条件,则控制回路根据操作员的设定在累积流量达到一定的数值时对FT5101CT的值置0,再从0进行新的累积,从而实现了累积自动清零的功能。
3.4显示功能的实现
在A小机进汽系统流程图上显示A小机低压进汽流量(FT5101)的下方加入FT5101CT值的显示,操作员可以方便地监视瞬时值和累积值。
4.几个问题的解决
4.1加法模块的增益问题
由于瞬时流量FT5101的采样周期为1秒,控制回路的运算周期为0.5秒,所以我们每次其实是将0.5秒内的瞬时流量与上一个控制回路运算周期末的累积流量值进行相加从而获得该周期的累积流量值,这样我们就可得到加法模块P线输入的增益为:
PVGAIN=0.5*1/3600
WDPF系统控制算法的增益输入只支持7位的浮点数,我们得到PVGAIN的近似为0.000139,其C线的输入增益为1,一个控制回路运算周期内的流量累积值为:
(该周期FT5101CT值)=(0.000139*该周期FT5101值)+(上周期FT5101CT值)
4.2二选一模块的跟踪速率问题
XTRANSE模块的输入由C线输入切换为P线输入(置0)的条件是加法模块的高监视位生成点O008X42P的值为1(此时累积流量值达到操作员的设定值),由于该控制回路是一个循环累加的回路,如果XTRANSE模块P线的跟踪速率不够大的话,模块的输出不能在O008X42P为1的很短时间内有效置0,而只是仅仅低于操作员设定的值,此时,O008X42P的值已经跳变为0,XTRANSE模块的输入重新切换为C线输入,新的循环累积开始,而这个累积并不是从预想的0开始的,而只是从一个低于操作员的设定值开始的,达不到自动清零的目的,设计中我们经过多次的试验给定XTRANSE模块的P线跟踪速率为PTRKRT=50000,很好的解决了该问题。而且这个数值还可以进一步计算和摸索取得更为。
此切换算法的跟踪速率和我们的CCS系统中一般的切换算法的跟踪速率(取默认值2.5)取值不一样,也进一步加深了我们对此算法的理解。
5.设计效果
以上设计完成后,我们给A小机低压进汽流量置了一个固定的值(16T/H)进行了24小时的观察和统计,结果24小时内累积的误差仅仅为0.4吨,精度为0.4/(16*24)=0.1%,为了实现更高的精度,还可设计出较复杂的LOOP回路进行修正。可见这种流量累积方法的精度*可以和常规仪表相媲美,而且具有更高的可靠性。
6.结束语
本次设计*了我厂利用软件对重要流量参数进行累积积算的空白,具有较高的经济价值和应用推广价值,在以后的设计中我们还可以增加新的控制回路,对清零的次数进行累积而获得更长时间的参数依据,从而为保证机组的安全经济运行提供更大的帮助。