GE S109FA联合循环机组TCS控制系统国产化改造--控制界面优化

GE S109FA联合循环机组TCS控制系统国产化改造--控制界面优化

高学磊  ,杨旭涛

江苏华电戚墅堰发电有限公司,江苏 常州

摘要：随着国产化生产技术的不断革新，自主可控国产化TCS控制系统也在逐步的完善和取代国外技术的垄断，本次国产化改造后的TCS控制系统的人机交互界面采用全中文界面，因此强化对相关画面进行优化可以使人机互动友好、可视化程度高，从而可以更加直观提取机组状态信息，便于运行人员对机组运行状态的分析、诊断与异常处置。

关键词： TCS控制系统 全中文界面 人机互动友好 运行人员 异常处置

1、前言

重型燃气轮机作为发电的核心设备，被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”，当前国内燃机系统采用的核心元器件和操作系统等软硬件依赖进口，这形成了实质意义上的垄断，存在“卡脖子”风险，研制自主可控机组TCS控制系统对于打破国外技术垄断具有重要战略意义，此次国产化改造后的人机交互界面采用全中文界面，画面设计参照相关标准及操作人员习惯而定，在满足TCS反应、调用速度的要求下，对部分界面增加控制点数和实际设备外形的仿真显示，使得优化后的人机操作界面更加直观、清晰简练，便于运行人员对机组运行状况的全方位把控与监视。

2、优化项目

2.1操作与监视方面

该系统与联合循环DCS系统统一操作平台，采用了全中文界面，人机互动友好，可视化程度高；燃机控制系统操作监视画面共34张，与原燃机控制系统MarkⅥ系统相比新增了IGV实际传动、伺服阀整定、I/O清单一览、燃机通流部分传感器监视、机组主保护光字牌等界面，便于运行人员实时监控机组与控制系统运行情况。

               图1                                    图2

其中在主保护画面对燃机跳闸（见图1）、汽机跳闸条件（见图2）进行了进一步完善和增添，强化了对机组重要保护的可查可视化。

图3图4

在机组启动主画面中对燃气泄漏试验、清吹、点火等重要启机顺控流程动态集成于一体并进行合理画面布局，让运行人员对于原隐藏于内部模块化的逻辑组态过程有了更直观的监视判断（见图3）。

在传感器画面中增加了从压气机进口滤网、进气蜗壳等重要部位的参数监视，可直观提取压气机运行状态信息（见图4）。

             图5                               图6

在IGV实际传动画面增加了对IGV执行机构反馈连杆角度参数监视，从而可以动态掌握反馈值与实际传动值跟踪变化（见图5）；系统信息分类报警；CRT伺服阀整定（见图6）；I/O清单画面等等，均为保障机组健康运行提供了的重要操作依据。

2.2 监督管理方面

图7                                   图8

系统新增了燃机控制保护转速监视、盘车投运条件、压气机进气滤网差压、润滑油（见图7）、控制油等系统开关量信号报警动作、卸荷阀动作时间、天然气燃料、辅机运行时间、负荷间与发电机间空间温度、危险气体报警（见图8）等监督，实现了燃机重要参数与设备运行全过程监督、统计、报警功能，为综合分析机组运行状况与能耗指标提供了便利。

2.3 三冗余信号方面

              图9                                      图10

原MarkⅥ控制系统控制保护转速、凝汽器真空、压气机出口压力及温度等参与主保护逻辑判断的测点信号均为三冗余信号选出值（见图9），经讨论后采用画面上三点监视值，将更多设备动态参数接入TCS系统，方便运行人员对重要信号测点故障和品质判断。同时针对部分单点保护开关量存在不符合安全性评价要求的情况，也在画面上增加了相应数量压力变送器，将模拟量接入TCS系统，按照三取二逻辑建立保护（见图10），从而实现保护的进一步完善。  

2.4报警信息方面

             图11                                       图12

由于一开始报警信息是英文直译而成，存在着报警信息与实际识别存在较大差异大、误导运行人员的正确判断等问题（见图11），因此通过三方讨论对报警信息进行全面优化核对，同时将事件报警、过程量报警、主要报警进行分类筛选供运行人员选择性查看（见图12），减少了对重要测点报警的关注干扰，使得报警信息主次分明、重点突出，便于生产运行监视。

3、总结

本次GE S109FA联合循环机组TCS控制系统国产化改造从操作监视、监督管理、三冗余信号、报警信息四个方面对控制界面进行了进一步优化与完善，在严格参照相关标准的同时也兼顾运行操作经验，针对原Mark VI控制系统存在监视参数单一、操作界面信息量少等问题，通过多方不断地思考、讨论、完善，使得优化后的操作界面更加直观、清晰简练，最终达到高质量保护监视主设备的目的。