阜新發(fā)電有限責(zé)任公司1#機(jī)組TSI系統(tǒng)升級(jí)改造

項(xiàng)福祿1，田宇1，趙殿瑞2

(1.阜新發(fā)電有限責(zé)任公司 熱控分廠(chǎng)，遼寧 阜新 123003；2.沈陽(yáng)工程學(xué)院 仿真中心，遼寧 沈陽(yáng) 110136)

摘要：將德國(guó)EPRO公司的MMS6000旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和美國(guó)艾默生公司重組升級(jí)后推出的CSI6500機(jī)械設(shè)備健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比，簡(jiǎn)要說(shuō)明了新老系統(tǒng)的技術(shù)性能和功能特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)原TSI系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，利用CSI6500系統(tǒng)的優(yōu)越性解決了許多難題，使供電系統(tǒng)更加穩(wěn)定，擺脫了用硬接線(xiàn)搭邏輯的困境，在渦流傳感器安裝支架的設(shè)計(jì)方面提供了新的思路，為中間不帶接頭渦流傳感器的使用積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：TSI；MMS6000；CSI6500；傳感器支架

收稿日期：2015-03-24

作者簡(jiǎn)介：項(xiàng)福祿(1969-)，男(蒙古族)，遼寧彰武人，高級(jí)工程師。

DOI：10.13888/j.cnki.jsie(ns).2015.04.014

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-1603(2015)04-0360-05

Abstract：By comparing the MMS6000 rotating machinery monitoring system designed by Germany EPRO and the upgrading CSI6500 machinery and equipment health monitoring system by Emerson,the technical performance and features of the new and old systems were described.The upgraded TSI could increase the stability of the power supply system and avoid the hard wiring logic by taking advantages of the CSI6500 system.Especially,the upgrade offered a new design of eddy current sensor mounting bracket,and it was in favor of the experience accumulation of the use of the eddy current sensor without joint.

阜新發(fā)電有限責(zé)任公司采用的TSI系統(tǒng)是美國(guó)艾默生公司最新推出的CSI6500監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它的早期產(chǎn)品是德國(guó)飛利浦公司生產(chǎn)的RMS700監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在八十年代中期引入我國(guó)后，在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，后來(lái)由德國(guó)的艾普(EPRO)公司更新為MMS6000系統(tǒng)。

實(shí)質(zhì)上它是一套計(jì)算機(jī)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不但繼承了原系統(tǒng)精準(zhǔn)、可靠的優(yōu)點(diǎn)，而且功能更強(qiáng)大、操作更便捷。例如，對(duì)于監(jiān)測(cè)類(lèi)型、量程和零點(diǎn)設(shè)置、報(bào)警閾值設(shè)定等操作都由軟件組態(tài)實(shí)現(xiàn)，十分方便；該系統(tǒng)具有自診斷功能，如果監(jiān)測(cè)模塊或外回路出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并封鎖輸出信號(hào)，以防造成誤動(dòng)；該系統(tǒng)的所有監(jiān)測(cè)模塊都集中裝到專(zhuān)用框架中，根據(jù)需要可選用1個(gè)或多個(gè)框架，組裝于機(jī)柜之中，十分安全可靠；它的輸出信號(hào)可應(yīng)用于TDM分析診斷系統(tǒng)、DCS分散控制系統(tǒng)以及ETS緊急跳閘系統(tǒng)。

2009年3月，艾默生公司并購(gòu)了Epro GmBH，對(duì)MMS6000系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)已有的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行了品牌重組，并將系統(tǒng)更名為CSI6500機(jī)械設(shè)備健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?，F(xiàn)在的CSI6500系統(tǒng)對(duì)原MMS6000系統(tǒng)使用的監(jiān)測(cè)模塊全部兼容，即原來(lái)的監(jiān)測(cè)模塊在CSI6500系統(tǒng)中可正常使用?，F(xiàn)在新出廠(chǎng)的監(jiān)測(cè)模塊在前面板的標(biāo)志和圖案上作了部分改動(dòng)，以示與原系統(tǒng)監(jiān)測(cè)模塊的區(qū)別。

現(xiàn)在的CSI6500系統(tǒng)主要有以下3個(gè)方面的變化：

1)重新設(shè)計(jì)了框架，使接線(xiàn)和系統(tǒng)設(shè)置更方便。

在新框架中，常用型號(hào)為IMR6000/10，如圖1和圖2所示，其特點(diǎn)如下：

①框架槽位可安裝10個(gè)A6000系列模塊、1個(gè)A6740繼電器模塊、1個(gè)A6824通訊模塊。

②外部接線(xiàn)先通過(guò)螺釘接到專(zhuān)用插頭上，然后再插到框架背板的插座上。擺脫了原來(lái)針形接頭必須用專(zhuān)用工具接線(xiàn)的束縛，框架背板上的撥碼開(kāi)關(guān)用于系統(tǒng)相應(yīng)功能的設(shè)定。

圖1　框架正面

圖2　框架背面

③A6824通訊模塊(如圖3所示)插在專(zhuān)用的第14槽位，通過(guò)RS485總線(xiàn)與框架上的其他模塊進(jìn)行通訊，可方便地查看各個(gè)模塊的測(cè)量狀態(tài)，并進(jìn)行檢查或修改組態(tài)數(shù)據(jù)。

圖3　通訊模塊

④6路RS485輸入(廠(chǎng)家協(xié)議)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式為MODBUS RTU 協(xié)議，MODBUS 通過(guò)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議。

⑤數(shù)據(jù)通過(guò)兩路并行的總線(xiàn)系統(tǒng)傳輸，傳輸?shù)奶卣髦蛋四K和報(bào)警限制的狀態(tài)以及更多參數(shù)。

⑥歐洲標(biāo)準(zhǔn)的19”模塊，寬度6TE。

⑦可以通過(guò)前面板的RS232通訊口對(duì)框架內(nèi)所有模塊進(jìn)行組態(tài)。

⑧RS232/RS485端口用于現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)及通訊。

⑨冗余電源。

2)因原來(lái)插在框架上使用的UES815電源模塊容量有限，現(xiàn)改用容量較大的外置雙套電源冗余供電，提高了電源的可靠性，如圖4所示。

圖4　系統(tǒng)供電電源(24Vdc)

3)新開(kāi)發(fā)出了具有邏輯組態(tài)功能的繼電器模塊。

該繼電器模塊型號(hào)為A6740，如圖5所示，其特點(diǎn)如下：

①具有60個(gè)電氣隔離的數(shù)字輸入通道。

②具有30個(gè)內(nèi)部可編程邏輯塊。

③具有16個(gè)單刀雙擲輸出繼電器， 即每個(gè)繼電器各有一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)和一個(gè)常閉接點(diǎn)可選用。

④繼電器輸出可增設(shè)延遲環(huán)節(jié)。

⑤內(nèi)部可編輯邏輯運(yùn)算,包括：“與”“或”“3取2”“與與或”“關(guān)閉”。

⑥前面板有16個(gè)繼電器輸出狀態(tài)LED指示燈。

⑦RS232/RS485通訊接口，用于組態(tài)及通訊。

⑧歐洲標(biāo)準(zhǔn)的19"模塊，寬度12TE。

⑨支持熱插拔,掉電邏輯組態(tài)不丟失。

圖5　繼電器模塊

原來(lái)的MMS6000系統(tǒng)只能輸出孤立的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，或用外部硬接線(xiàn)搭接簡(jiǎn)單的“與”“或”邏輯。如果用戶(hù)需要較復(fù)雜的邏輯信號(hào)，就必須使用大量的繼電器，把若干開(kāi)關(guān)量信號(hào)送到DCS系統(tǒng)進(jìn)行邏輯運(yùn)算并進(jìn)行二次傳輸。這樣，不但在TSI系統(tǒng)上要增加許多繼電器，而且在DCS系統(tǒng)和ETS系統(tǒng)上也必須增加許多硬件，使系統(tǒng)變得龐雜，增大了維護(hù)難度和生產(chǎn)成本，還會(huì)因中間環(huán)節(jié)的增加而使故障點(diǎn)增多，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

有了可編程繼電器后，可滿(mǎn)足不同用戶(hù)邏輯輸出的需求，從根本上解決了原MMS6000系統(tǒng)的缺陷，應(yīng)用起來(lái)十分靈活、簡(jiǎn)便，使系統(tǒng)變得更加可靠。

為了使原有的汽機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更加完善、更加靈活、更加可靠，我公司決定對(duì)原有的MMS6000系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

1原有TSI監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本狀況

1.1原有系統(tǒng)配置

1#機(jī)組原來(lái)使用的是MMS6000監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其系統(tǒng)配置如圖6所示。

圖6　改造前的TSI框架布置

1.2機(jī)組設(shè)置的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

該機(jī)組設(shè)置的檢測(cè)項(xiàng)目如表1所示。

表1　機(jī)組設(shè)置的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

2原有系統(tǒng)存在的問(wèn)題

從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況看，原監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)主要存在下列問(wèn)題：

1)軸振動(dòng)跳閘只取決于各軸振通道的單一跳閘信號(hào)，誤動(dòng)幾率較大；

2)軸位移、超速等跳閘邏輯是靠外部硬接線(xiàn)搭接的，既不方便，又不易發(fā)現(xiàn)隱患；

3)渦流感器引線(xiàn)中間接頭接觸不良。

3改造目標(biāo)

1)優(yōu)化跳閘邏輯，盡量減少誤動(dòng)的可能性，確保機(jī)組的安全運(yùn)行；

2)改變靠硬接線(xiàn)搭接跳閘邏輯的現(xiàn)狀，使邏輯編程更靈活、更簡(jiǎn)便，使信號(hào)傳輸更快捷、更可靠，從而提高機(jī)組運(yùn)行的安全性；

3)加裝1#、2#和5#軸承的軸振傳感器，完善軸系的振動(dòng)監(jiān)測(cè)；

4)改進(jìn)渦流傳感器的安裝方法，為取消傳感器引線(xiàn)中間接頭、消除接觸不良隱患?jí)|定基礎(chǔ)。

4系統(tǒng)升級(jí)的具體方案

綜上所述，TSI監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的升級(jí)更新勢(shì)在必行。具體來(lái)說(shuō)，只要將MMS6000系統(tǒng)更新為CSI6500系統(tǒng)就可以解決上述全部問(wèn)題。

所謂更新，就是每臺(tái)機(jī)組只須更換2個(gè)IMR6000/10框架，每個(gè)框架增加一個(gè)可編程繼電器A6740，將原有的監(jiān)測(cè)模塊移到新框架中使用。這樣，所有輸出邏輯都可由A6740生成，不需要將若干信號(hào)送到其他系統(tǒng)去處理，從而可以避免過(guò)多地增購(gòu)硬件，既節(jié)省了開(kāi)支，又提高了系統(tǒng)的可靠性，更新后的CSI6500系統(tǒng)框架配置如圖7所示。

由圖7可見(jiàn)，改造后的TSI系統(tǒng)比原來(lái)增加了4個(gè)軸振通道，使得1至6瓦的軸振監(jiān)測(cè)得到了完善；另外，增加了2塊可編程繼電器模塊，分別對(duì)2個(gè)框架的開(kāi)關(guān)量輸出進(jìn)行控制。

5繼電器邏輯編程

以軸位移監(jiān)測(cè)保護(hù)為例，說(shuō)明如何通過(guò)邏輯編程實(shí)現(xiàn)所需的報(bào)警邏輯。

圖7　改造后的TSI框架

5.1繼電器模塊輸入信號(hào)的形成

每個(gè)繼電器模塊的輸入信號(hào)共有60個(gè)，每個(gè)信號(hào)的來(lái)源是固定的，排列次序也是有規(guī)律的，它們分別依次取自于框架1至10槽道各監(jiān)測(cè)模塊的開(kāi)關(guān)量輸出，即某輸入信號(hào)的具體內(nèi)容，隨對(duì)應(yīng)槽道的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目改變而改變，如圖8所示。

圖8　繼電器模塊1輸入信號(hào)明細(xì)

圖8中的信號(hào)名稱(chēng)可用代碼表示，也可用漢字描述。例如：AD1-C 表示“軸位移1回路故障”，AD1-A 表示“軸位移1 報(bào)警”，AD1-D 表示“軸位移1 危險(xiǎn)”，以此類(lèi)推。圖8中的其他代碼：KEY表示鍵相、SP表示轉(zhuǎn)速、SE表示偏心度、DE表示脹差。進(jìn)行邏輯組態(tài)時(shí)，可按需要隨意在60個(gè)信號(hào)中選用。

5.2軸位移報(bào)警信號(hào)的生成及輸送

軸位移報(bào)警信號(hào)邏輯編程如圖9所示。

每個(gè)繼電器模塊有16個(gè)輸出繼電器。對(duì)于某一邏輯輸出而言，原則上可以選用其中任意一個(gè)，只要是沒(méi)用過(guò)的都在可選之列。不過(guò)，應(yīng)盡量做到有規(guī)律。圖9中的K3是軸位移報(bào)警輸出繼電器，2個(gè)軸位移監(jiān)測(cè)通道只要有一個(gè)達(dá)到報(bào)警值，K3就被啟動(dòng)。

圖9　軸位移報(bào)警信號(hào)邏輯編程

5.3軸位移跳閘信號(hào)的生成和輸送

軸位移停機(jī)信號(hào)是由兩個(gè)軸位移通道的跳閘信號(hào)相“與”形成的跳閘邏輯，如圖10所示。

圖10　軸位移停機(jī)信號(hào)

軸位移跳閘信號(hào)最終由繼電器K4送出，其他輸出邏輯的編程同樣可以輕松實(shí)現(xiàn)。

6渦流傳感器安裝支架的更新

原來(lái)渦流傳感器的安裝是在“L”形支架或軸承外殼的適當(dāng)位置加工一個(gè)特定的螺孔，再將傳感器旋入，調(diào)整好后用螺帽鎖定。為了避免裝傳感器時(shí)引線(xiàn)扭絞，通常都選購(gòu)引線(xiàn)帶接頭的傳感器，但時(shí)常會(huì)出現(xiàn)接頭接觸不良的問(wèn)題。因此在安裝傳感器的位置加裝了一個(gè)專(zhuān)用的固定器件，如圖11和圖12所示，這樣就無(wú)需大量旋轉(zhuǎn)傳感器即可輕松完成安裝。

圖11　用于PR6423傳感器的安裝配件

圖12　用于PR6424 傳感器的安裝配件

7結(jié)論

通過(guò)對(duì)原TSI系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新改造，獲得了以下收效：

1)系統(tǒng)供電更加穩(wěn)定可靠；

2)輸出邏輯通過(guò)軟件以邏輯圖方式編程，功能強(qiáng)、直觀、易操作，徹底擺脫了用硬接線(xiàn)搭邏輯的困境；

3)框架接線(xiàn)改用螺釘固定方式，為接線(xiàn)的靈活變動(dòng)提供了方便；

4)改變了渦流傳感器的安裝方式，避免了安裝過(guò)程中必須頻繁地旋轉(zhuǎn)探頭的問(wèn)題，從而可以毫無(wú)顧忌地選用不帶中間接頭的渦流傳感器。這樣，就從根本上排除了因中間接頭接觸不良而引發(fā)的故障；

5)新TSI系統(tǒng)的信號(hào)傳輸途徑簡(jiǎn)捷、結(jié)構(gòu)清晰、便于維護(hù)，運(yùn)行穩(wěn)定且安全可靠。

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Study on TSI System Upgrade of 1th Unit in Fuxin Power

Generation Limited Liability Company

XIANG Fu-lu1,TIAN Yu1,ZHAO Dian-rui2

(1.Thermal Control Branch,Fuxin Power Generation Limited Liability Company,Fuxin 123003;

2.Simulation Center,Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,Liaoning Province)

Key words： TSI;MMS6000;CSI6500;sensor bracket

(責(zé)任編輯張凱校對(duì)佟金鍇)