摘要： 热网首站#1小汽轮机原采用西门子PLC（可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller）控制器进行控制，文章研究了将原有就地PLC控制系统升级改造为DCS远方操作控制系统的方法。对DCS控制系统进行了整体设计，主要研究了控制系统硬件、控制逻辑、操作画面的改造实施。
一、改造背景
热网首站系统担汽泵采用西门子PLC对小汽轮机进行控制，经过多年运行，该控制系统硬件老化、性能降低，该PLC控制逻辑具有不可视化的特点，且不具备查询测点及控制操作历史记录的功能，严重影响系统正常运行。启动时，需要在冲转时进行手动增加转速指令的操作，而PLC控制操作箱在就地，给运行操作带来不便。对系统进行改造，将原有就地PLC控制系统升级改造为DCS远方操作控制系统。
二、控制系统改造方案
（1）控制系统设计
按照闭环负反馈控制系统设计原理，根据该小机控制系统的实际控制目标，通过控制该小机进汽调门开度控制进汽量，从而进一步控制小机转速和小机出力，系统达到控制循环水流量的目的。确定控制器为原热网首站集散控制系统的分散控制器，确定执行机构为该汽泵小汽轮机进汽调门，确定被控对象为主机四抽抽汽，确定被控参数为该小机转速，并采用光电式转速传感器作为小机转速测量、变送、传感装置。
（2）系统控制逻辑设计
采用PID控制器，输入为小机转速实际值与设定值的偏差，将控制器输出直接作为执行机构的控制指令。
设计该小机具有手动、自动两种控制方式。手动状态下，实现可以手动增减小机转速。自动状态下，可设定升速率，并且转速控制给定值由目标值和升速率共同计算得出。自动状态下，可选择自动进行或保持，当选择保持状态时，升速率为0。
当该小机为自动运行状态时，如果满足三者条件（转速给定值与实际转速偏差超过±100 r/min、实际转速低于600 r/min、实际转速测点品质坏）其中之一时，则切为手动运行状态。
（3）系统控制画面设计
控制画面设计小机转速目标值输入窗口、自动控制状态下升速率输入窗口、自动控制状态下进行/保持操作按钮、手动控制状态下转速增减按钮以及当前转速指令和实际转速反馈的棒柱。
三、改造实施过程
（1）系统控制逻辑改造
采用上海新华XDC800控制系统对热网#1循环水泵小汽轮机系统进行控制逻辑组态。
如图6所示，为PID控制逻辑。采用THRSEL三选一模块对3个转速测量信号进行中值选择，所选结果即为实际转速。采用DEV偏差计算模块进行转速控制给定值和实际转速的偏差计算。采用EPID2模块进行控制计算，并将控制输出值接入执行机构的手操器模块。采用ES/MA增强型手操器模块对执行机构进行控制。采用CMP比较器模块实现实际转速低限切手动功能。采用TQLT品质检测模块实现实际转速测点数据品质检测功能。
.png)
（2）系统控制画面改造
采用上海新华XDC800控制系统对热网#1循环水泵小汽轮机系统进行控制画面组态。
如图8所示，为热网#1循环泵汽轮机控制操作界面控制画面设计小机转速目标值输入窗口、自动控制状态下升速率输入窗口、自动控制状态下进行/保持操作按钮、手动控制状态下转速增减按钮以及当前转速指令和实际转速反馈的棒柱。
.png)
四、改造实施情况
（1）在实际运行中，进行升转速指令操作，指令由40%至65%，转速由740r/min升至954r/min。动态过程中，实际转速与转速目标设定值之差控制在±3r/min之内，达到稳态时偏差控制在±1r/min之内，控制效果较好。
.png)
（2）在实际运行中，进行降转速指令操作，指令由82%至30%，转速由1360r/min降至412r/min。动态过程中，实际转速与转速目标设定值之差控制在±3r/min之内，达到稳态时偏差控制在±1r/min之内，控制效果较好。
.png)