1、ETS系統系統 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司自動控制工程分公司目錄目錄1.1 ETS 簡介危急遮斷系統危急遮斷系統ETS（Emergency Trip System）是在緊急情況下，迅速關閉汽輪機進汽閥門，切斷汽輪機所有進汽的保護系統。 ETS系統主要功能通過跳閘控制塊上的電磁閥，打開抗燃油的泄油通道，以達到快速關閉進汽閥門的目的。另外ETS系統具備試驗功能，以檢驗系統及相關設備是否可以正常工作。ETS系統的功能主要有如下三項：系統的功能主要有如下三項：1）跳閘保護功能（跳閘塊原理）。用以監視汽輪機的某些重要停機參數，當這些參數超過汽輪機安全運行允許限制值時，該系統就使其控制的AST電磁閥動作，

2、使EH系統失去油壓，關閉全部汽輪機蒸汽進汽閥門，緊急停機，以保證汽輪機發電設備的安全，避免事故的擴大。2）在線試驗功能（試驗塊）。可實現真空試驗塊，潤滑油試驗塊，EH油試驗塊，AST跳閘保護塊的在線試驗。3）“首出”功能。可對第一個引起機組跳機的信號進行記錄。1.2ETS 功能。1.3ETS 原理 現場來的跳機信號及試驗信號經輸入端子分別送入現場來的跳機信號及試驗信號經輸入端子分別送入ETSETS控制器中的輸入模控制器中的輸入模塊，信號在控制器內進行邏輯處理后，通過輸出模塊輸出控制信號，控制跳閘電塊，信號在控制器內進行邏輯處理后，通過輸出模塊輸出控制信號，控制跳閘電磁閥及試驗電磁閥，同時在磁閥

3、及試驗電磁閥，同時在ETSETS操作的人機界面上設有跳閘操作的人機界面上設有跳閘“首出首出”信號記憶功信號記憶功能畫面，且每一跳閘信號都可以給出能畫面，且每一跳閘信號都可以給出“首出首出”記憶信號，即第一個到來的跳閘信記憶信號，即第一個到來的跳閘信號指示燈閃動亮，后續來的跳閘信號指示燈常亮。并且每一跳閘信號都可以給出號指示燈閃動亮，后續來的跳閘信號指示燈常亮。并且每一跳閘信號都可以給出兩路輸出，來作為事故追憶及聯鎖保護使用。兩路輸出，來作為事故追憶及聯鎖保護使用。1.3ETS 原理跳閘塊工作原理：跳閘塊工作原理：跳閘塊安裝在前箱的右側，塊上共有跳閘塊安裝在前箱的右側，塊上共有6 6個電磁閥，個

4、電磁閥，2 2個個OPCOPC電磁閥，常閉電磁閥電磁閥，常閉電磁閥（由（由DEHDEH控制）；控制）；4 4個個ASTAST電磁閥，常開閥。正常情況下，電磁閥，常開閥。正常情況下，ASTAST電磁閥是常帶電結構，電磁閥是常帶電結構，失電跳機。失電跳機。跳閘塊電磁閥連接如下圖：跳閘塊電磁閥連接如下圖： 1.3ETS 原理AST跳閘電磁閥接成“兩或-與”關系，即可防止誤跳，又可防止拒跳20-2/AST20-3/AST20-4/AST20-1/AST P1點壓力為130kg/cm左右。通過節流孔J1、J2使P2點壓力為65kg/cm左右。在作試驗時，20-1/AST和20-3/AST動作，使得P2點

5、壓力升高至130kg/cm；若20-2/AST和20-4/AST動作，則P2點壓力降為0kg/cm。壓力開關K1、K2設定值分別為K1。 90kg/cm，K2：40kg/cm。通道1（20-1/AST，20-3/AST）動作試驗時K1動作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）動作試驗時，K2動作；K1、K2分別送出指示信號1.3ETS 原理試驗塊工作原理：試驗塊工作原理：系統共有3個試驗塊EH油試塊原理圖如下：（真空低、潤滑油壓低試驗塊等同EH油）S1F1(20-1/LP)J2J1FF2S2 (20-2/LP)B2K2(63-2/LP-1)K4(63-4/LP-1)(63-1/LP-1

6、)K1(63-3/LP-1)K3B1試驗塊都被布置成雙通道。J1、J2為節流孔；F、F1、F2為手動閥；S1、S2為電磁閥；B1、B2為壓力表；K1、K2、K3、K4為壓力開關。節流孔的作用是將兩路隔離開，試驗時互不干擾。試驗可以手動就地試驗，也可以在主控室通過試驗按鈕遠方試驗。用按鈕試驗時，電路上有閉鎖，保證不會兩路同時試驗，一路試驗時，另一路還有保護功能。用就地手動閥試驗時，不能兩路同時作，否則將會引起誤跳機。手動試驗時，尤其要注意。正常情況下，壓力油通過節流孔送到壓力開關和指示表，指示表將指示正常油壓，一旦油壓降低，兩邊的4個壓力開關只要各有一個開關動作，將引起跳機。1.3ETS 原理手

7、動跳機原理圖手動跳機原理圖按 鈕 # 1按 鈕 # 2AST 1AST 3 kA1 電 磁 閥 kA3 (-)AST 2AST 4 kA2 kA4 (-)控 制 器KA 1KA 3KA 2KA 4擴 展 繼 電 器 (-)第 一 路 220V D C (+ )第 二 路 220V D C (+ ) 24 V D C (+ )方 案 1硬 回 路 跳 閘軟 回 路 跳 閘2.1 輸入信號輸入信號根據汽輪機類型的不同有一定差異，具體具體ETSETS輸入信號需要設計者根據機輸入信號需要設計者根據機組保護要求及用戶要求做出最終確定組保護要求及用戶要求做出最終確定。以下列舉了典型機組ETS測點信號。1）

8、DEH失電跳閘2）DEH超速跳閘1）軸向位移大跳閘2）軸振動大跳閘3）軸承振動大跳閘4）相對膨脹大跳閘5）TSI超速跳閘（1）來自DEH系統跳機信號（2）來自TSI系統跳機信號2ETS 系統配置（3）來自FSSS系統跳機信號主燃料跳閘（MFT）（4）來自電氣系統跳機信號（5）來自手動跳閘信號發電機主保護動作2ETS 系統配置 硬跳機和軟跳機共同動作2.1輸入信號（6）來自汽機控制油壓系統信號EH油壓低跳閘（7）汽機本體信號1）潤滑油壓力低跳閘2）真空低跳閘備用點跳機（8）備用跳機信號2ETS 系統配置 2.1輸入信號輸入信號（8）ASP壓力開關反饋信號 ASP-1壓力開關用于監視20-1/AS

9、T、20-3/AST電磁閥動作狀態 ASP-2壓力開關用于監視20-2/AST、20-4/AST電磁閥動作狀態（9）ETS復位信號（10）試驗操作信號 當跳閘條件清除后，在ETS控制界面上點擊“跳閘復位”按鈕才能使跳閘繼電器帶電。2ETS 系統配置 2.1輸入信號 2.2輸輸出出信號信號（1）四路跳閘信號接至跳閘塊（2）EH油、潤滑油、真空監測及試驗裝置（試驗電磁閥控制信號）（3）每個跳閘信號都能輸出兩對干接點（4）ETS交直流電源監視輸出信號（5）ASP-1、ASP-2 輸出信號可對ETS的供電電源，電磁閥的供電電源進行監視和電源事故報警。2ETS 系統配置 （3）每個跳閘信號都能輸出兩對干

10、接點可對ETS的供電電源，電磁閥的供電電源進行監視和電源事故報警。（4）ETS交直流電源監視輸出信號（5）ASP-1、ASP-2 輸出信號2ETS 系統配置 2.2輸出信號2 ETS 系統配置冗余電源裝置（正面）冗余電源裝置（正面）2.3 電源配置：冗余電源裝置（背面）冗余電源裝置（背面）冗余電源裝置（內部接線）冗余電源裝置（內部接線）2.4 控制器配置控制器配置當前ETS系統主要有兩大類：一是以可編程邏輯控制器（PLC）為控制核心搭建的，另一個是以集散控制系統（DCS）為基礎搭建的ETS系統，稱為與DCS一體化的ETS系統。可編程控制器有兩種配置：1、電源、CPU、輸入、輸出卡件兩套相同配置

11、即A/B機。2、電源、CPU 兩套配置，輸入、輸出一套配置即雙機熱備一體化控制器配置：1、電源和DPU兩套配置，DPU具備切換功能。輸入、輸出卡件無冗余2、電源和DPU兩套配置，DPU具備切換功能。輸入、輸出卡件三重冗余配置2.4 .1雙雙PLC控制器配置控制器配置PLC 雙卡件配置拓撲圖雙卡件配置拓撲圖CPU_ADIDIDIDODOCPU_BDIDIDIDODOS1/S3S2/S4OUT=(S1+S3) (S2+S4)潤滑油壓低潤滑油壓低1/41/4潤滑油壓低潤滑油壓低3/43/4潤滑油壓低潤滑油壓低2/42/4潤滑油壓低潤滑油壓低4/44/4EHEH油壓低油壓低1/41/4EHEH油壓低油

12、壓低3/43/4EHEH油壓低油壓低2/42/4EHEH油壓低油壓低4/44/4真空低真空低1/41/4真空低真空低3/43/4真空低真空低2/42/4真空低真空低4/44/4轉速轉速110%110%軸位移大軸位移大振動大振動大相對膨脹大相對膨脹大MFTMFTPLC 西門子西門子300系列系列 A/B機機圖（7）AB機控制柜實物：2.4.2 PLC雙機熱備雙機熱備CPU 之間互為熱備，熱備模板之間由光纜通訊(相互之間是一個發送一個接收），遠程模板之間由同軸電纜經過分支器通訊來控制輸入輸出模塊。2.4.3 一體化配置一體化配置圖（9） 一體化ETS系統拓撲圖潤滑油壓低潤滑油壓低1/41/4潤滑油

13、壓低潤滑油壓低3/43/4潤滑油壓低潤滑油壓低2/42/4潤滑油壓低潤滑油壓低4/44/4EHEH油壓低油壓低1/41/4EHEH油壓低油壓低3/43/4EHEH油壓低油壓低2/42/4EHEH油壓低油壓低4/44/4真空低真空低1/41/4真空低真空低3/43/4真空低真空低2/42/4真空低真空低4/44/4轉速轉速110%110%軸位移大軸位移大振動大振動大相對膨脹大相對膨脹大MFTMFTDIDIDICPU_BCPU_ADODOS1/S3OUT=(S1+S3) (S2+S4)S2/S42.5輸入端子模塊輸入端子模塊2.6 輸出端子模塊輸出端子模塊2.7人機界面人機界面人機界面是人與計算機

14、之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，是計算機系統的重要組成部分，是系統和用戶之間進行信息交換的媒介。 硬手操盤的模式硬手操盤的模式硬手操盤的模式：手操盤大多數用于基于PLC搭建的ETS系統，如（圖12）所示：上面兩排顯示機組各信號的當前狀態。跳機信號將點亮上面的指示燈，并且“首出”信號閃爍。第三行為操作區，包括試驗操作區和“手動停機”按鈕。最后一行為ETS機柜電源、PLC電源和AST電磁閥電源監視。硬手操盤硬手操盤軟手操盤人機界面軟手操盤人機界面軟界面軟界面如（圖14）所示，該界面分為三個區：第一列為操作區，包括各種試驗和復位的指令；第二列為首出顯示和跳機的狀態；第三列則為ETS輸入和輸出的信

15、號的狀態。3.軟件及邏輯組態3.1常用軟件操作常用軟件操作經常使用的PLC系統軟件有西門子300系列產品，莫迪康-昆騰系統（Modicon Quantum），羅克韋爾的AB5000系統等；一體化的系統包括艾默生、ABB、GE新華、國電智深等。具體軟件的使用可參考相關硬件供應商的系統手冊。下面以西門子PLC 300系列為例，簡要介紹其使用的方法。 首先打開電腦上已經安裝好的軟件西門子西門子300系列操作系列操作雙擊上面的圖標，進入西門子軟件界面，如下圖：硬件配置，點擊 圖中的 ， 選擇西門子系列的PLC類型，選擇西門子300系列。操作步驟操作步驟 1點擊 +SIMATIC300，根據ETS的要求

16、選擇處理器，見下圖：操作步驟操作步驟 2選擇CPU類型，ETS系統多數選擇SM-300。點擊 +SM-300，顯示出下面的界面。單擊SIMATIC 300站點，進入下列畫面：界面由“硬件”和“CPU 314（1）”兩大塊組成。操作步驟操作步驟 3雙擊“硬件”進入下列畫面，按照卡件的需要和位置的要求選擇ETS系統中的板卡。操作步驟操作步驟 4上圖是硬件位置配置圖，配置結束后，連接PLC下載該配置（即硬件下載），點擊 圖標，下載硬件，下載成功后，關閉硬件界面，返回到主頁面。下面介紹軟件的邏輯組態和下載，如下圖所示操作步驟操作步驟 5雙擊 圖標，出現樹形圖，在樹形圖的最底層 “塊”的界面中找到“OB

17、1”.單擊“OB1”進入邏輯程序編輯界面（打開原有程序），如下圖所示。3.2 邏輯組態畫面邏輯組態畫面組態畫面組態畫面 2軟件的編制如下：以3取2為例。點擊圖標 相應的節點即可以放到編制的邏輯中。如下邏輯:組態畫面組態畫面 3然后再單擊？.？，填入地址點及點名，即可以生成下圖。邏輯組態之后，點擊任務欄中的 ，將邏輯下載到PLC的控制器中。完成邏輯組態后，保存當前邏輯。3.3 邏輯組態邏輯組態ETS系統的控制程序主要包括跳機邏輯和試驗邏輯。跳機信號的邏輯主要的信號包括：三低信號（EH油壓、潤滑油壓和真空信號）；單點信號如TSI超速、位移大等；手動跳機信號。組態的總框圖如（圖15）所示。3.3 E

18、TS跳機邏輯跳機邏輯。ETS 三取二邏輯三取二邏輯 三低信號邏輯三低信號邏輯ETS 單點跳機邏輯單點跳機邏輯單點跳閘邏輯單點跳閘邏輯ETS試驗邏輯試驗邏輯2.3 在線試驗邏輯在線試驗邏輯 ETS 一體化邏輯一體化邏輯 1與與DCS一體化的邏輯示例一體化的邏輯示例ETS 一體化邏輯一體化邏輯 2 與與DCS一體化的邏輯示例一體化的邏輯示例4.ETS 試驗4.1 AST電磁閥試驗電磁閥試驗 在人機界面上將選擇開關置于“試驗”位置，對應在線試驗允許指示燈亮，點擊AST#1（AST#3)試驗按鈕,延遲幾秒后 ASP-1的狀態變化將被顯示在人機界面上，則試驗成功。進行20-1/AST或20-3/AST電磁閥單個試驗時，20-2/AST、20-4/AST試驗功能被閉鎖。 點擊AST#2或AST#4試驗按鈕，相應電磁閥動作，延遲幾秒后ASP-2壓力開關反饋信號的狀態變化將被顯示。進行20-2/AST或20-4/AST電磁閥單個試驗時，20-1/AST、20-3/AST試驗功能被閉鎖。4.2 LP、LBO、LV 試驗試驗在進行EH油壓低試驗時，先將開關置于“試驗”位置，”點擊EH#1試驗按鈕，對應電磁閥帶電，則壓力開關63-1/LP、63-3/LP動作，壓力開關狀態變