當前我們能夠接觸到的控制系統(tǒng)和監(jiān)視系統(tǒng)，包括plc、、tsi、ets等，凡是需要運算邏輯的，都離不開一個關鍵的選項，就是掃描周期。所謂掃描周期，就是指一個方案就算頁的計算周期，或者說是采樣周期。比如我們現(xiàn)場采集一個ai點的信號，這個信號并不是持續(xù)會送到系統(tǒng)中，而是每隔一定的時間采集一次，這個間隔時間就是所謂的掃描周期。而同樣，該數(shù)據(jù)參與到邏輯運算的過程也是該時間。
比如上海新華和和利時dcs系統(tǒng)掃描周期的概況：
掃描周期在一定意義上是系統(tǒng)工作頻率的反應，因此掃描周期越短，系統(tǒng)工作頻率就會越高，相應系統(tǒng)負載就會加大。因此，在考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性和現(xiàn)場生產(chǎn)需要兩方面，掃描周期需要合理設置，過低會影響系統(tǒng)穩(wěn)定，過高則不能正常反應生產(chǎn)現(xiàn)場參數(shù)的變化。
那么，如何設置火電廠deh和dcs系統(tǒng)系統(tǒng)的掃描周期？通過對比系統(tǒng)設計配置，綜合考慮現(xiàn)場生產(chǎn)需要，建議設置火電廠deh和dcs系統(tǒng)系統(tǒng)的掃描周期應把握三個原則。
1、大型高速轉動設備的監(jiān)視掃描周期要盡量低，比如汽輪機的控制系統(tǒng)，也就是deh系統(tǒng)。因為汽輪機屬于高轉速設備，一旦出現(xiàn)問題，比如機組突然解列，或者其他原因的保護動作，這期間側參數(shù)變化是電光火石之間的，汽輪機的相關聯(lián)鎖保護必須做到爭分奪秒，甚至是奪毫秒。如果系統(tǒng)允許，那么盡量將掃描周期設置到200ms以下，目前dcs系統(tǒng)基本都可以達到此要求，有一些甚至能設置到50ms甚至10ms。
2、對于一些參與重大保護、聯(lián)鎖的方案頁和測點信息采集頁，掃描周期盡量在200ms~500ms,不要超過500ms。除了汽輪機的保護，鍋爐側的相關保護雖然是重大保護，但是考慮到鍋爐相關參數(shù)的變化會有一個過程，不像汽輪機的相關參數(shù)變化那么迅速，因此可以考慮將該部分方案設置200ms~500ms。
3、大型單元制機組，協(xié)調控制系統(tǒng)所在的方案頁，盡量和deh系統(tǒng)相匹配。協(xié)調控制系統(tǒng)說白了就是機爐協(xié)調，與保護不同，這里面牽涉更多的是聯(lián)鎖和自動，需要將調節(jié)的遲緩率降低，因此建議設置在200ms以內。
4、普通的聯(lián)鎖、保護和自動，不牽涉到跳機滅爐的，可以設置到200ms~500ms。
5、對于其它無任何聯(lián)鎖、保護、自動的方案頁，設置500ms即可。
有人可能納悶了，目前部分的dcs系統(tǒng)掃描周期設置可以到100ms以內了，比如新華的ican，目前可以設置到10ms。這個設置固然水平更高，但是對于大多數(shù)的系統(tǒng)，如果所有方案頁都設置到這個水平的話，系統(tǒng)的運算強度勢必會幾何倍加大，系統(tǒng)可能會變的不穩(wěn)定。
說一個經(jīng)典案例：某公司2×660mw機組，2019年12月11日05時40分,#2號機組負荷515mw,磨煤機a、b、c、d、e運行，總燃料量258t/h，主蒸汽壓力22.7mpa，再熱蒸汽壓力4mpa，機組給水流量1350t/h，爐膛負壓-108pa，送、引、一次風機均雙列運行。05時44分17秒，2號機組dcs系統(tǒng)發(fā)出“2aups饋線回路報警”，2a ups 電流由47a降低至43a，2b ups電流由29.9a上升至31.7a。05時44時18秒，2a、2b、2c、2d、2e給煤機運行信號同時消失，鍋爐 mft，首出為“失去全部燃料”，汽輪機跳閘。
事故的直接原因是#2號機upsa段饋線柜斷路器zk5故障脫扣，導致2號機組熱控ups電源柜雙電源切換裝置啟動，切換過程中給煤機控制回路電源瞬時失電，五臺運行組煤機運行信號消失，鍋爐失去全部燃料。
該機組失去全部燃料mft邏輯判斷為:任一油層投運或者磨煤機運行記憶、鍋爐失去所油燃料及鍋爐失去所有煤燃料條件同時滿足。失去所有煤燃料條件為六套制粉系統(tǒng)磨煤停運或給煤機運行信號消失。
我們分析上述問題，給煤機控制電源切換過程中，給煤機運行信號消失?，F(xiàn)場資料顯示，熱控ups電源柜雙電源切換裝置故障切換時間約70ms，切換過程中電壓跌落至1.2v?？紤]到切換過程中其它的影響，比如控制系統(tǒng)對電源消失判斷可能在電壓低于額定電壓的80%就無法正常工作，因此雙電源切換電源的有效時間可能在100ms甚至更高。而此時如果高于了dcs系統(tǒng)的掃描周期，那么就會掃描到這個電壓消失的時間，造成保護動作。
有人會說，所以不能將掃描周期時間設置的過短，容易造成保護的誤動。的確，掃描周期越短，系統(tǒng)掃描到異常的可能性就會更高，如果本次系統(tǒng)掃描周期在500ms設置1s，可能就不會出現(xiàn)本次非停事故。但是，熱工保護講究寧可誤動、不可拒動，不能為了避免保護動作而摻雜進其它手段。
解決這個問題方式，要么將電源切換裝置的切換時間進一步縮短，或者是對部分信號增加延時功能，這樣就可以避免。
比如某一次調節(jié)事故，檢查曲線未發(fā)現(xiàn)觸發(fā)跳機的信號，而首出卻是該信號。這個問題也很好理解，我們很多dcs系統(tǒng)曲線的刷新周期往往是500ms甚至是1s，而dcs邏輯的掃描周期一般都會低于這個時間，因此也就不可避免的出現(xiàn)了畫面曲線查不到、邏輯卻動作了的結果。
因此，很多dcs系統(tǒng)引入了soe(sequence of event)的概念，也就是事故順序記錄。通過軟硬件的結合，將部分重要測點的掃描周期縮短到100ms甚至50ms以下，這樣既可以不增加整體系統(tǒng)的負擔，還可以記錄重要測點的參數(shù)變化。
不過，對于soe采集到的測點，盡量不要參與保護聯(lián)鎖，他可以作為事故調查的依據(jù)，但是參與保護聯(lián)鎖的話肯定會增加系統(tǒng)的保護動作次數(shù)，而這些又往往是可以避免的。昨天有人給我留言說，寧可誤動不可拒動是需要分情況的。的確，比如soe不參與保護聯(lián)鎖就是為了避免誤動的一種情況。
有人又會問，什么情況會導致更短信號的發(fā)生呢？
比如干擾！信號干擾永遠存在不確定性，有一些信號干擾造成的事故，甚至無法正常模擬出來，發(fā)生的幾率非常低，但是就是實實在在發(fā)生了，而系統(tǒng)卻無法記錄這一信號。
譬如某個項目遇到機組連續(xù)跳機的情況，首出是安全油壓低，可一直查不到安全油壓低的原因。我們把整個系統(tǒng)查了一遍，甚至懷疑停機電磁閥有故障，但是一般情況下兩個停機電磁閥同時故障的幾率也很低。最后原因未查明，但是通過試驗，得出幾個可能導致系統(tǒng)故障的原因，比如ast電磁閥電源短暫消失、兩個電磁閥同時故障、調節(jié)閥瞬間卡澀。我們將這幾個問題都進行了處理，問題最后解決。
這個問題就是典型的dcs系統(tǒng)沒有記錄，掃描周期內未能捕捉到跳機信號，但是通過逐一試驗和排除，將原因鎖定在某個范圍內，逐一攻破。
類似的問題還有很多，一般事故發(fā)生后，熱控專業(yè)首先是沖在前面，調查曲線，分析原因。這里依靠的就是dcs系統(tǒng)對于相關參數(shù)的記憶，而如果系統(tǒng)由于掃描周期的原因未能捕捉到某個信號，我們就要通過假設和試驗的方法進行推敲。
作者：貓 不捉老鼠