引言
汽轮机安全监测系统（简称TSI系统Turbine Supervisory Instrumen-tation）是汽轮机最重要的监测保护系统之一，汽轮机轴系重要测点如振动、高低胀差、轴位移，键相等重要测点引入TSI系统进行安全监测和保护动作，为防止保护误动造成的机组非停事件及保护拒动造成的汽机严重损坏等恶性事故，从而达到全面提升设备安全稳定可靠性的目的，现通过对VM600型TSI系统振动逻辑进行优化改造
1 VM600简介
VM600系统是瑞士Vibro-Meter公司开发的全数字化TSI系统。其特点是：采用4+2通道的MPC4/IOC4T监测保护卡，实现对绝对振动（瓦振）、相对振动（径向振动测量，包括DC间隙电压测量）、绝对转子振动、轴向位移、Smax矢量值、转子偏心、绝对膨胀、相对膨胀（在转子与定子之间）、缸胀、位移等参数的测量，并通过其软件组态及逻辑参数设置，继而进行继电器通道及模拟量信号输出，以达到汽轮机组轴系重要参数的信号监视及保护动作输出。
2 VM600型TSI系统优化前状况
陕西国华锦界能源有限责任公司新扩建的三期2×660MW机组的汽轮机监测保护系统（TSI）使用瑞士Vibro-Meter品牌VM600系统，自投产以来运行稳定。但因其设计之初VM600系统轴振保护逻辑设计不完善，采用“单点保护逻辑”（目前轴振大跳闸的逻辑为当任意瓦某方向轴振达到停机值（254um）时，延迟1秒后，TSI的轴振大跳闸继电器动作，输出信号跳闸停机）。该设计存在轴振保护误动风险，不能完全可靠保障汽轮机安全运行该种逻辑设置存在误动风险，为保证VM600的安全稳定运行并满足热工监督的相关要求，需要对TSI系统轴振保护系统进行完善。
原TSI系统VM600通道布置分配如下：
3 VM600型TSI系统振动逻辑优化方案
本监测系统优化配置方案基于瑞士Vibro-Meter公司的VM600机械监测保护系统。为保证VM600的安全稳定运行以及热控逻辑更加优化，提出以下优化方案并实施：1）每台机组的TSI系统增加智能继电器卡IRC4，1块，以实现：（任意瓦的某一方向轴振大停机） AND （该轴振通道OK） AND {（同瓦另侧轴振大报警）OR（其相邻瓦轴振大报警）}”，保护动作后由TSI 系统输出3路跳闸信号，确保轴振保护动作更加准确、可靠。2）更改TSI系统通道布置，实现某一瓦轴承振动某一项与同瓦另一向轴承振动或其相邻瓦任一项轴承振动测点分布在不同的测量卡件。3）将原三组轴振大停机的继电器输出柜内移至该IRC4卡的接线端子。4）进行TSI通道测试。
3.1 智能继电器卡IRC4介绍
智能继电器卡IRC4来自Meggitt传感器系统的Vibro-Meter®产品线，应用于机械保护系统和性能监测系统VM600系列，IRC4卡与MPC4共同使用可以完成任意复杂组合的继电器输出逻辑。IRC4卡本身无跳线设置，并使用16位微控制器驱动。对于所有安装在VM600框架所有MPC4，IRC4卡可以实现对多达255个测量值组成复杂的方程，高水平配置使得它理想的实现复杂逻辑组合。
IRC4安装在VM600框架背部（ABE040），通过单一的连接器直接连接到机架背板。IRC4包含八个继电器转换触点，每个继电器包含三个触点端子排（公共端，常开点和常闭点）。IRC4完全使用软件配置，配套的专用Windows程序具有图形用户界面，因此无需跳线配置。该软件采用MPS IRC4配置文件从机架环境和微软®Excel®文件描述所需的逻辑方程（“虚拟机信号列表”）作为逻辑语句的输入。
3.2 轴振各个报警停机信号的分配总线
以VM600系统的9槽位的卡件和通道为例，说明总线分配步骤：VM600的9槽位的MPC4/IOC4T卡包含4个轴振信号，分别为轴振1X、轴振2X、轴振3X、轴振4X。 
3.2.1逻辑设置
下图为组态软件中的逻辑设置，在逻辑设置中定义：Basic function1（简称BF1）为“轴振1X报警”，即AND（V11A+，V1SOK）。
9槽位卡件轴振逻辑定义如下：
Basic function1（简称BF1）为“轴振1X报警”，即AND（V11A+，V1SOK）
Basic function2（简称BF2）为“轴振2X报警”，即AND（V21A+，V1SOK）
Basic function3（简称BF3）为“轴振3X报警”，即AND（V31A+，V1SOK）
Basic function4（简称BF4）为“轴振4X报警”，即AND（V41A+，V1SOK）
Basic function5（简称BF5）为“轴振1X停机”，即AND（V11D+，V1SOK）
Basic function6（简称BF6）为“轴振2X停机”，即AND（V21D+，V1SOK）
Basic function7（简称BF7）为“轴振3X停机”，即AND（V31D+，V1SOK）
Basic function8（简称BF8）为“轴振4X停机”，即AND（V41D+，V1SOK）
3.2.3 虚拟继电器分配
因为总线的分配只能针对继电器而分配，因此为需要将上文中定义的BF逻辑分配到继电器上才可以进行总线分配，但该继电器并不是实际的继电器，只是为了分配总线而假想的继电器，即该继电器仅为软件里设置的，但没有硬件。
如下图，RLC是假想的16通道继电器卡，该继电器卡有16个，RAW BUS的意思是指该继电器卡使用RAW方式将信号传输到VM600系统主板的VME总线上去。
3.2.4 总线分配
总线分配在TSI组态软件中的“Backplane Configuration”页面中完成，如图中的SLOT9中的总线分配。为了避免总线和继电器冲突，虚拟两个RLC16继电器卡，为SLOT1和SLOT2的RLC卡。
SLOT9：（BF1）to line37/Relay 11 RLC Slot1（NDE）含义为“SLOT9的BF1逻辑（轴振1X振动大报警），使用VM600框架的37号总线，在槽位1虚拟RLC继电器卡的11个继电器输出”。
注：总线不能重复使用，即必须保证每个停机或报警信号必须独占一个总线
3.3 IOC4T卡的硬件跳线
总线分配实际是采用硬件设置实现的，以上软件设置是为了完成下列跳线设置图，即具体是哪个信号使用哪个总线只与跳线设置有关，即便软件设置错误，跳线设置正确，也是没有问题的。以9卡槽为例的跳线如下图所示：
3.4 继电器卡IRC4的地址设置
VM600系统的背板卡是需要设置地址的，例如监测IO卡IOC4T和继电器卡IRC4，地址设置是通过拨码开关实现的，如果地址设置错误，卡件最下面的液晶灯会变成红色。卡件的拨码设置应按照卡件实际位置进行，本机组继电器卡IRC4插在VM600系统背板2槽位，地址拨码应按下图设置：
3.5 继电器卡IRC4的组态设置
继电器卡IRC4的组态由各个信号报警停机信号（即上文提到的BF逻辑）的组合而成，按照上文提到的逻辑优化要求，本机组逻辑优化为：((9BF5 AND 11BF2) OR (11BF6 AND 9BF1) OR (9BF6 AND 11BF3) OR (11BF7 AND 9BF2) OR (9BF7 AND 11BF4) OR (11BF8 AND 9BF3) OR (9BF8 AND 12BF1) OR (12BF5 AND 9BF4) OR (10BF5 AND 12BF2) OR (12BF6 AND 10BF1) OR (10BF6 AND 12BF3) OR (12BF7 AND 10BF2) OR (10BF7 AND 12BF4) OR (12BF8 AND 10BF3) OR (10BF8 AND 13BF1) OR (13BF3 AND 10BF4) OR (11BF5 AND 13BF2) OR (13BF4 AND 11BF1))。
3.6继电器卡IRC4的逻辑导入
继电器卡的组态软件的使用分为4步：1）Import Files，将EXCEL表的“IRC4 Canevas”文件和TSI组态文件“unit5.rck”一起导入该软件；2）点击Files Analyse，进行文件分析，不报错即成功；3）点击LI Code Generator，不报错即成功；4）点击SETTING，选择USB串口线的串口号，串口号要在硬件管理器中查看。以上工作进行完成后点击Download to board，将组态下载到继电器卡，不报错即成功。
3.7 接线更改
将轴振大停机和轴振大报警信号接线都移至该新加继电器卡的对应端子。
改造后TSI通道分配如下：
3.8 通道测试
根据优化后的振动逻辑按照下表进行逻辑验证（其他通道测试类似），以确保逻辑正确性：
4 结束语
TSI系统是保证汽轮发电机组安全可靠运行的重要保护系统，为确保其安全可靠性，逻辑设计的合理性和保护动作的可靠性是其关键所在，本文就VM600型TSI系统振动逻辑的优化具体实施过程及操作方法进行了简要阐述，实践证明通过对本机组TSI系统振动逻辑的可靠性优化改造，其保护可靠性明显提升，对同类型机组具有一定的推广及借鉴意义。
参考文献：
[1] R.Aunard.北京韦伯瑞华测控技术有限公司.VM600 硬件使用手册(中文);
[2] 刘宝新.VM600系统用户调试指南[M].2008（06）;
