基于MACSV6.5.2的锅炉燃尽风开关量调节门控制功能块设计

丁景龙

(中国石油吉林油田公司热电厂热工分厂,吉林 松原 138000)

中国石油吉林油田公司热电厂因冬季供热能力不足，将原有2#汽轮机进行了技术改造，工作方式由凝汽式更改为抽背式。改造后的机组新增附属设备较多，因此借此机会对原有控制系统进行升级改造。新控制系统基于MACSV6.5.2，能够实现的基本控制功能包括数据采集、模拟量控制、锅炉炉膛安全监控、顺序控制及汽轮机数字电液控制等[1]。

由于建厂较早，2#汽轮机组的原执行机构均为开关量调节门，但在建电厂中已经弃用。控制功能块的使用是实现控制方案的重要环节之一[2]，但是在对DCS组态和调试过程中发现，MACSV6.5.2中没有开关量调节门的相关控制功能块。而采用类似的组合伺放功能块进行程序编程调试后无法实现预定的控制效果和有效操作，执行机构易产生振荡。而且同类软件的工程项目中也未有解决方案。因此笔者决定以模拟量调节门功能块HSVMAN为母本，自行编写控制功能块，实现开关量调节门的控制任务，以弥补MACSV6.5.2无法实现开关量调节门控制功能的不足。

以MACSV6.5.2原有的模拟量调节门控制功能块HSVMAN为母本，新增部分控制程序并封装为功能块以方便调用。控制逻辑由HSVMAN和所设计的功能块相结合，上层调用模拟量手操器图形模板，以实现开关量调节门的控制功能。

新控制功能块有死区设定和调整功能，当调节门指令与反馈差值大于死区时，功能块发出指令动作调节门，死区值可以根据设备情况自由设定，防止调节门振荡。

新控制功能块发出的指令分为长脉冲和短脉冲两种，根据设定自动进行长、短脉冲切换。当指令与反馈大于设定值时，用长脉冲动作调节门，快速开启或关闭；小于设定值时自动切换为短脉冲，用程序实现电机抱闸保护功能，防止设备发生超调现象，避免调节门振荡。长、短脉冲控制采用脉冲信号发生器功能块BLINK，长脉冲每隔2s发出一个1.00s脉冲，短脉冲每隔2s发出一个0.25s脉冲，根据设备不同，可对此参数进行调整。由于BLINK功能块在使能端输入为零时只能维持一个周期的输出，因此需要对BLINK功能块的输出再次与输入做运算进行修正，以保证功能块输出的准确性。

若设备出现问题拒启动，功能块应能判断出设备卡涩，并切断输出信号，防止电机长时间带电烧损。新功能块自指令与反馈出现偏差时开始计时，延时60s后自动切断输出信号，杜绝因卡涩问题引起电机烧损现象。

功能块输出将开操作和关操作指令进行隔离，通过程序实现开关互锁，防止开指令和关指令同时发出而引起设备损坏。

2 功能块的编制

进入MACSV6.5.2后，在用户程序中添加POU并命名为开关量手操器KGLSCQ，语言选择连续功能图CFC，POU类型选择功能块FB，进入方案页即可进行程序编制。

为了方便功能块相关参数的自由设定，共设定输入输出变量6个，其中输入变量4个，分别为调节门指令IN1、调节门反馈IN2、长短脉冲切换值设定IN3和死区值设定IN4；输出变量两个，分别为开指令输出OUT1和关指令输出OUT2。为了实现上述控制功能，设定局部变量6个，分别为开操作长短脉冲发生器BLINK01、BLINK02，关操作长短脉冲发生器BLINK03、BLINK04和开关卡涩保护定时器HSTON01、HSTON02。

以开操作为例，指令与反馈进行差值运算，当偏差大于死区设定值且大于长短脉冲切换值时，自动通过BLINK功能块输出长脉冲，反之输出短脉冲。长短脉冲进行或运算后与卡涩保护延时器和操作互锁进行与运算之后输出。关操作与开操作程序相同，但在与反馈进行差值运算之后需乘以-1对信号进行修正。

编制的功能块内部程序如图1所示，该模块与模拟量手操器配合使用，以实现开关量调节门的远操功能。

图1 编制的功能块内部程序

3 应用实例和运行效果

为实现预期的锅炉燃尽风调节门控制功能，调用自平衡模拟手操器控制功能块HSVMAN与自行编制的功能块KGLSCQ，将调节门反馈信号同时接入HSVMAN功能块FB输入端(阀位反馈输入量点)和KGLSCQ功能块输入端IN2，前者用于画面显示，后者用于操作控制。锅炉燃尽风调节门控制功能程序如图2所示。

图2 锅炉燃尽风调节门控制功能程序

DCS调试过程中，所有开关量调节门均实现了精细调节，达到了预期的控制功能。自机组改造至今，运行情况良好。

4 结束语

在锅炉燃尽风调节门控制功能设计和组态中，通过控制功能块的正确使用和控制回路图的正确连接实现了预期的控制功能。此次设计中，通过自行编制的控制功能块与原有的功能块相结合，实现了设备的有效操作并通过程序实现了设备的部分保护功能。是MACSV6.5.2开关量调节门控制功能的一次成功深度挖掘，具有一定的借鉴意义。

[1] 丁景龙.基于DCS系统的控制逻辑优化[J].化工自动化及仪表,2012,39(9):1218～1220.

[2] 王捷,艾红,李正熙.DCS系统控制功能块应用研究[J].仪器仪表学报,2004,25(z3):224～226.