华能邯峰电厂TTS系统软件优化

 1 华能邯峰电厂TTS系统简介
1.1 TTS的概述
华能邯峰电厂目前采用的TTS是SIEMENS公司90年代的产品。它采用冗余配置，由两套完全一样、各自独立的AG-F装置（故障-安全型自动控制装置S5-95F）组成，其关系是二取二，每套AG-F对应所有跳闸电磁阀的一个线圈；每个跳闸电磁阀上有两个独立的电磁线圈，只有两个线圈都失电时，才会使跳闸电磁阀失磁跳闸，因此一套TTS故障不会引发跳闸。它作为连接汽机保护系统（EPS）和跳闸电磁阀的纽带，接受来自EPS、发电机保护电路以及手动跳闸按钮来的所有跳闸指令，进行选通、存储，并传递给跳闸电磁阀。跳闸电磁阀为断电跳闸，每个门上有两个跳闸电磁阀，为二取一，即一个跳闸电磁阀失电动作，该门跳闸关闭。
1.2 TTS的测试功能
1.2.1 EPS来的跳闸信号通过硬接线连接到跳闸系统TTS
EPS的开关量输出有三个通道，由硬接线送到每个S5-95F的中央处理单元A、B上，EPS发出的跳闸信号在TTS中要经过三取二选择。为检测二者连接情况，TTS系统每60分钟，需要对跳闸通道一次进行自动检测，如果任一通道检测未通过，则中断检测，发出报警。
1.2.2 对超速保护也进行检测，每60分钟对各个通道进行自动检测
检测程序也可通过子机架上的按钮手动启动。测试程序为：在三个通道均没有故障且未保护动作时，每隔60分钟循环检测程序开始启动。
a、在通道1（CH1）上加一个测试频率信号3303rpm/min作为转速通道1的转速值。
b、检查1通道动作情况，如果通道1未动作，则发出“ch1Fault”信号，中断测试程序；如果动作，说明CH1正常，则继续以下步序。
c、检查通道1状态是否OK，如正常则以同样方法试验第二、第三通道。
d、在通道1上加一个测试频率信号3295rpm/min作为转速通道1的转速值。
e、检查1通道动作情况，如果通道1动作，则发出“ch1Fault”信号，中断测试程序；如果未动作，说明CH1正常，则继续以下步序。
f、检查通道1状态是否OK，如正常则以同样方法试验第二、第三通道。
1.3 TTS的软件介绍
TTS软件部分主要分为系统一和系统二两部分。每个系统软件又冗余的存放在两个PLC中。两个系统程序分别控制跳闸电磁阀的一个线圈，程序部分略有差别。其主要差别在超速测试部分。系统一在超速测试部分主要是对CS011/CS012/CS013三个带硬接线的探头进行测试。系统二在超速测试部分主要是对CS014/CS015/CS016三个直接接入软件的探头进行测试。此外，系统一和系统二都由53个程序块组成。其中PB13是汽机保护跳闸系统，PB20是超速保护测试系统，PB21是汽机保护测试系统，PB31是#1高截门跳闸，PB32是#1高调门跳闸，PB33是#2高截门跳闸，PB34是#2高截门跳闸，PB35、36、37、38是中截门、中调门跳闸逻辑等。53个程序块分别有各自的用途，在这里不再一一介绍。
2 对TTS软件改造的必要性
①SIEMENS公司的S5-95F型设备现在已经不再生产，存在备件价格较高且定货困难等问题，我们一直考虑设备换型，但都没有合适的方案，由于是早期产品，系统本身设计的不太合理。
②近两年内，我厂TTS已出现两次故障，最终触发跳机。并且，经常在出现故障后，机柜内没有任何报警，事故追忆也没有其他报警信息。根据S5-95F存在软件语句不透明，跳机时故障原因不易查清等缺陷，我们应对这部分进行优化，减少故障分析的难度。
③通过对其软件部分进行分析和研读，结合我厂两次故障跳机的事例，发现其存在一些不太合理的地方，这些不合理的地方都增加了误动的几率。
首先，S5-95F中把测试故障作为跳闸条件之一，这样会造成其在自动测试中发生故障就置跳闸位，而此时汽轮机运行良好，并未发生异常，所以增加了误动可能性。
其次，若在实际运行中一个通道发生故障时，又正好赶上系统自动测试，就会导致两个通道都故障而跳机。而一般情况下，当一个通道发生故障时，触发SPEEDLOW报警，检修人员会马上进行处理。可是若在检修人员还没处理完时，正好赶上自动测试，那么就会造成误动停机。
再次，自动测试固然是好的，但是测试间隔时间过短，造成自动测试频繁，同样增加了误动的几率。
3 软件优化方法
3.1 追加报警
针对S5-95F机柜报警不全，事故追忆报警信息缺乏的现象，增加相应的重要报警。S5-95F与DCS通讯用的是L1总线，一端为CP530，一端为BT777。在S5-95F的软件设计中预留了相应的通讯接口，可以直接传送至DCS。查找空闲的软件接口，我们在每套系统中增加了五个报警。它们分别是电池故障报警、开始测试提示以及三个通道故障报警。这样将大大加强检修人员查找解决问题的速度。
3.2 对测试故障信号所参与逻辑进行规范
将I64.3（超速保护测试通道2.1），I64.4（超速保护测试通道2.2），I64.5（超速保护测试通道2.3），Q65.3（超速保护测试通道1.1），Q65.4（超速保护测试通道1.2），Q65.5（超速保护测试通道1.3）的测试故障信号进行规范，删除其去参加汽机跳闸的逻辑。
3.3 修改自动测试时间
将自动测试时间增加至24小时一次。在S5-95F中，其程序逻辑只允许最大时间设为9990s，即2.75h。自动测试频繁会造成很多不必要的麻烦。因此，我们在程序中增加了一个时间计数器C1。在C1中，我们把一次时间设为1小时，C1计数24次后再进行下一次的自动测试程序。
3.4 完善停自动测试步序条件 针对上面所说的一个通道发生故障时，又正好赶上系统自动测试，就会导致两个通道都故障而跳机的危险，我们在逻辑程序中增加F9.0，F9.1，F9.2作为停止自动测试步序的增加条件。其逻辑关系表达见图1，即当发生一个通道故障时，停止自动测试逻辑。
4 效果测试
针对系统逻辑修改的位置，我们进行了一系列的测试工作。
通过表1，我们可以看出修改后的TTS软件系统保证了机组的安全动作。在手动跳闸按钮发出信号、发电机保护跳闸信号、MFT信号、DCS来的跳闸信号和两组探头分别三取二故障时能够准备无误可靠跳机。而在超速测试过程中产生的一系列问题采取了保留态度，避免了自动测试所带来的误动可能性。通过整体效果测试，充分证明了软件系统优化改进是成功的。
5 结论
该优化方案克服了S5-95F软件的晦涩性，打破了其封闭性，成功的修改添加了程序逻辑，完善了汽机跳闸系统，使我厂的汽机跳闸系统不仅避免了拒动，保证了机组的可靠动作，还降低了机组误动，为厂里节省了由于误动而带来的启停机费用，为安全运行提供了进一步的保障。