超驰控制与自动调节运行安全.doc

超驰控制与自动调节运行安全

随着热工计算机分散控制系统〔DCS〕的广泛应用，热工自动调节“超驰控制〞〔override〕也在应用中。在珠海发电厂热工DCS自动控制系统中，日本三菱公司的DIASYS－UP也大量应用了超驰控制。超驰控制作为维系自动调节系统安全的保证体系，与规模类似的控制系统相比，日本三菱公司的超驰控制策略无论在使用范围还是在层次上都更为周全和细致。

1　超驰控制在调节系统中的作用
1．1　异常状况监测
　　超驰控制监测异常状况，保证自动调节系统使用安全。大型燃煤火力发电机组的自动控制系统由于控制对象的结构特性注定了它的构成复杂，各种信号装置、调节回路、执行机构都有万一可能失灵的状况。热工自动调节是闭环动态平衡系统，过渡过程决定了它有可能发散的趋向，以上因素都对控制系统的可靠运行构成了潜在的安全隐患。一个自动调节系统即使有再多的优点，如果对诸多不稳定因素缺乏有效防范，使用者自然对系统的运行安全心存疑虑，肯定不会冒着风险在生产中应用，自动投入率低就必定了。
1．2　超驰控制越权处理能力强
　　超驰控制具有越权处理系统内部算法、外部设备性能异变的能力，形成了针对过程信号、控制算法、逻辑状态的监察系统。它总是以自动调节系统正常运行时“发现异常、即时转换、坚持稳定〞为原则来制定工作结果，在系统出现异常，不能正常工作时，为使系统参数调节品质不再持续变坏，控制系统及时采用超驰控制，保证自动调节系统的使用安全。
2　超驰控制的功能
　　超驰控制由超驰逻辑实现超驰功能，变量异常夺取被监控的自动调节回路控制权，转自动为手动或预先设定的安全工作方式。
2．1　启动超驰逻辑的监测功能
   超驰监测的功能主要有以下几点：
　　a〕超驰控制能监测变量品质，判断变量品质是否变“坏〞。在线监测进入DCS系统的过程信号品质，此处的品质不是信号的相对误差，而是看绝对值是否超出正常工作量程，换句话说就是只鉴别一次元件或变送单元〔过程信号〕的“好、坏〞，而不管“优、劣〞。只要变量绝对值超出量程〔正或负〕，过程变量即为“坏〞值。现场一次元件如热电偶、热电阻测量系统的开路、短路，变送器的线路、管路、电路故障，测量卡件的故障，都是变量品质变坏的原因。
　　b〕监测参数偏差，判别参数偏差的变大。发电厂中用到的自动调节绝大多数是闭环负反馈调节系统，通常又都是无差调节，调节器增益确定的条件下，过程输入、给定值、输出信号和被调设备的反馈值偏差都应该在限定范围内,如果偏差越限,表示系统发生异常.一般状况下,偏差增大主要是防范现场设备如变送器、一次元件和执行机构等发生故障或调节器内部失灵而引发的系统失调。
　　c〕监测设备状态变异。自动调节系统工作是有条件的，工艺系统设备正常运转是自动调节投入的起码条件，设备未运行或该运行而未运行会被超驰逻辑认为是运行条件不符或设备状态异常。自动调节系统的调节回路都是互相关联的，其中各别回路退出自动，相关的调节回路也会判定系统不正常。机组保护装置动作则是最严重的系统异常。常规调节与超驰控制调节回路比较见图1。

2．2　比较常用的超驰越权处理功能
　　a〕切至手动〔MRE〕，避免自动调节发生异常时扩展不良趋向简单而有效。自动控制系统出现问题马上切到手动，转而由人来操作处理，显然是最稳妥的方法。
　　b〕优先打开〔PRA〕或优先关闭〔PLW〕，超驰条件许可，立即拥有调节回路优先控制权，把阀门或挡板向开大〔或关小〕方向的某一设定值调节。
　　c〕禁止打开〔RAI〕或禁止关闭〔LWI〕，超驰逻辑动作后，执行机构在开〔或关〕的方向，连手动操作也不同意。
3　如何实现超驰控制
　　超驰控制是一种耗费系统资源的控制方式，惟有使用像DCS这样规模的计算机系统才能真正实现对过程控制的全面监控，所以也可以认为超驰控制是伴随着DCS系统的应用而发展、充实的。在过程调节系统策略中，现代超驰控制已占有相当大的比重。
　　超驰控制主要由报警监视器、偏差监视器以及与、或、非等布尔逻辑算法组成。依据调节系统的构成，调节系统内部算法、变量量程、参数偏差；外部设备状态形成监控系统，以保证调节回路的可靠控制。可以认为超驰控制是附加在调节系统中的监控系统，有了超驰控制调节回路的工作才变得更为可靠。
4　应用举例
　　图2是珠海电厂送风调节系统自动／手动切换回路，图中虚框部分构成了送风调节的超驰控制，其中有对送风调节输出回路的偏差保护，有对风量和送风机动叶指令输出反馈越限保护，当这些被监控的信号发生异常时，处于自动状态的送风调节控制权就会被超驰回路所中止，把调节回路转为不致于劣化运行工况的手动方式。从这个例子中可以体会到超驰控制确实对系统安全起到了实时防护的作用。如果在一个复杂控制系统中，制定有完善的超驰控制，系统的可靠性显然加强。
5　结束语
　　工业领域中的自动控制能够提升工作效率、降低能耗、优化产品或工艺的品质，但自动调节系统在综合判断能力方面和人相比还差得太多，这就决定了自动调节系统在工作时碰到突发状况很难保证故障处置方向总是正确的，无疑选择使用自动控制的同时也带来了控制上的风险，在常规仪表控制系统时期，自动投入率低和人们对此的担心不无道理，控制设备的质量和功能局限都对自动投入率低造成过一定影响。有了超驰控制这种控制策略，并在计算机技术的支持下，只要人们在系统制定阶段把可以预见的异常工况纳进超驰控制之下,系统的安全就有了比较可靠的保证。当然这离不开对调节系统深入的了解，对工艺系统的调控方式理解得越深，超驰控制的功能越强大。