摘要：本文介绍了静态变频（SFC）系统逻辑控制盘（Control of Logic Panel，以下简称COLP）的基本功能，阐述了其在燃机电厂中的重要作用，分析了逻辑控制盘国产化改造的必要性和可行性，并介绍了一种冗余配置方案。

    1 概述
    东部电厂一期3x390MW联合循环机组，采用三菱SFC系统作为启动设备。SFC系统由两套SFC和一套COLP组成，两套SFC可分别拖动三台机组，而无论使用哪一套SFC、COLP都参与了控制，这就使得COLP的作用尤其重要。倘若COLP出现故障而无法及时排除，则会影响任何一台机组的启动。因此，如何保证COLP的低故障率是燃气轮发电机电厂应该考虑的问题。

    2 COLP的控制原理和功能
    静态变频（SFC在燃机启动过程中，电源取自6 kV厂用电，系统将大小与频率不变的交流电，变成大小与频率变化的交流电，加在发电机定子绕组上，使发电机在启动过程中以同步电动机的方式运行。转速从0到700 r/min后，进行高盘吹扫，再降转速至570 r/min，燃机点火，加速上升至2 000 r/min后，延时80s、sFC退出运行，燃机将发电机拖至3 000 r/min。这是目前主流燃气轮发电机由SFC拖动的正常启动流程。
    透平控制系统（TCS）与SFC之间的指令传递与执行反馈通过COLP来完成，这样，COLP作为中间桥梁，不但承担了指令及信号的传递作用，而且本身还配备了PLC，其控制程序用以安全实现机组参与启动的各个开关的分合配合和逻辑闭锁。
    三菱COLP的控制PLC硬件连接图如图1。

    从图1可以看出，COLP采用两套PLC实现双重化配置，两套PLC的CPU之间通过光纤互联，实现互相监听，在一套故障时切换至另一套运行；两套PLC共用一套PIO组件。用光纤进行通信。PIO组件采用双电源配置，最高具备32x 6路DI和32x 6路DO扩展接人，I/O口配置十分丰富。DI、DO采用干接点输入、输出，为了实现强弱电隔离，每路DI接人独立的DC110V中间继电器，每路DO接人独立的DC48V中间继电器。DI信号来自现场开关的分合闸位置反馈、TCS指令、SFC指令执行反馈、各种保护跳闸输入；DO信号主要是COLP指令执行反馈至TCS、至现场开关分合指令和逻辑闭锁信号、报警信号输出、TCS指令送至SFC。

    3 COLP国产化改造的必要性和可行性
    3.1 COLP国产化改造必要性分析
    鉴于COLP在燃机电厂机组启动过程中的重要性，单套配置的COLP如果出现故障而无法及时排除，将影响电厂所有机组的启动，造成的损失是巨大的。因此，如果COLP能够实现双重化配置或冗余配置，将大大提高COLP的可用率。
    从三菱COLP设计上看，采用双PLC配置可以解决由于PLC故障导致COLP不可用的问题，PIO组件双电源配置也可以提高设备的可用率，但仍然存在一系列自身难以克服的缺点，主要有以下几个方面。
   （1） DI、DO用到大量中间继电器，不但设备故障率增加，也大大增加了检修工作量。每路DI或DO都有独立的中间继电器，这种插拔式继电器可能由于接触不良或触点表面氧化，导致信号无效。
   （2） CPU之间、CPU与PIO之间、PIO与中间继电器底座之间采用光纤或数据线连接，存在受干扰或接触不良的情况，也会影响通信。
   （3）缺乏事件记录功能和录波功能，一旦出现故障，故障原因很难查找，对于故障的快速处理非常不利。
    另外，三菱COLP中使用了大量进口元件，备件采购价格高昂、供货周期长，售后服务跟不上，所以将其国产化改造势在必行。国内也有将三菱COLP国产化的先例，但只是局限于国内组装，设计没有变化，重要控制元件仍采用进口元件。要真正实现国产化改造，必须对整个控制系统进行重新设计，运用国内新技术和新控制平台，在沿用原设计逻辑的基础上进行规划，使系统简化、可靠。在国产化改造方案制定前，必须对原设备工作原理和控制方法完全吃透，部分控制策略上的缺陷应该加以改进。

     3.2 COLP国产化改造可行性分析
    由于全厂共用一套COLP，改造工作需在保证COLP可用的条件下进行，这将大大增加改造的难度。在制订改造方案时，应重点考虑以下问题：
   （1）为保证改造过程中COLP可用，是否只能新增一套功能一致的国产COLP;
   （2）两套COLP只能有一套投人使用，另一套备用，如何实现切换；
   （3）在尽量少增加电缆的前提下，原DI、DO信号如何实现两套COLP共用而不互相影响；
   （4）对TCS来说，控制系统中只能有一个控制对象，如何实现原有控制信号可以控制两套COLP；
   （5）原三菱COLP控制逻辑能否在国产控制系统中完全实现。
    针对上面的几个问题，可以有以下处理方法：
   （1）由于两套COLP原理不同，因此无法实现自动切换，可以通过手动切换实现；
   （2）为简化设计，减少控制电缆使用量，DI、DO信号可以采用并接方式实现；
   （3）为不影响两套COLP输出信号互相影响，当使用一套时，另一套需屏蔽信号输出；
   （4）两套设备报警信号根据信号产生类型，采用并接或串接方式。

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