CN101634866A - 一种高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统 - Google Patents

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CN101634866A CN200910037134A CN200910037134A CN101634866A CN 101634866 A CN101634866 A CN 101634866A CN 200910037134 A CN200910037134 A CN 200910037134A CN 200910037134 A CN200910037134 A CN 200910037134A CN 101634866 A CN101634866 A CN 101634866A
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Abstract

本发明公开了一种高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统。它包括两个独立的子系统，每个子系统均包括可编程逻辑控制器、输入/输出模块、采样测量系统、同步模块、人机界面系统、供电系统，两个子系统的可编程逻辑控制器通过同步光纤连接实现两个可编程逻辑控制器间无扰动切换和各子控制系统的信息无缝交换，它能实时监测各在线物理量，并根据具体物理量的变化，精准控制整套阀冷系统的各机电设备动作，以稳定的热备份控制子系统、控制元件、控制程序最大程度的保证了高压直流阀冷系统的可靠性，充分缩小事故范围，防止因阀冷系统故障导致晶闸管阀组的损坏，能维护晶闸管阀组的安全、稳定、可靠的运行。

Description

一种高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统
技术领域
本发明涉及一种直流输配电系统，特别是一种直流电力系统以及电力电子装置中晶闸管阀组的密闭式循环纯水冷却装置控制系统。
背景技术
传统的电网采用交流方式联网，其有方案实施简便、投资省和一侧网失缺功率后另一侧电网将以自然的事故紧急支援，反应速度快等优点。但正因为联网后两网之间的自然“捆绑”，使交流同步范围延伸，当其中有一电网发生故障时将会波及多个互联电网，将故障后果扩大，降低电能质量，而且极易造成联络线功率大幅波动，甚至激至振荡击破系统的薄弱环节，从而增加发生系统稳定破坏大事故的几率，那将是灾难性的，这将给交流联网的双方电网、与其同步相联的其它电网及有关联络线的稳定水平造成不同程度的相互影响，使联网线的稳定极限下降。
在这种背景下，出现了高压直流输电。高压直流输电技术兴起于20世纪50年代，经过半个世纪的发展，已经成为成熟的输电技术。直流电网互联采用直流或直流背靠背方式时则具有可以有效地隔断互联交流电网间的相互影响，不形成相互干扰，本网所发生的事故可以控制在本网范围内；直流联网不会增加电网的短路电流水平；利用直流控制的调制功能能提高互联系统的稳定水平，具有联络线功率控制简单，调度管理方便等优点。
晶闸管换流阀是为实现换流所需三相桥式换流器的桥臂，是实现交直流电能互相转换的换流器的基本设备单元，其安全运行在整个直流输电工程中起着核心的作用，由于晶闸管等器件工作中产生大量的热量，现有的直流输电系统均配备安全可靠的密闭式循环纯水冷却系统，对冷却水温度、流量、水质等指标精确调控，实现系统的控制与保护及通讯功能，使高压直流输电系统中核心部件一换流阀正常工作，是高压直流输电回路稳定运行的基础。由于直流输电与交流输电不同，具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点，因此要求直流输电中晶闸管阀应配备有大容量，高可靠性，高安全性，高控制性的阀体冷却系统。
参照图1，现有的密闭式循环纯水冷却装置主要包括主循环冷却回路、与主循环冷却回路并联的副循环水处理回路、与副循环水处理回路串联的氮气稳压回路、通过#1电动三通阀、#2电动三通阀与主循环冷却回路并联的外循环冷却回路及负责控制整套冷却装置的控制系统，副循环水处理回路连接有补水系统。
流经阀厅的主循环冷却回路中的设备主要包括互为备用的1#主循环泵和#2主循环泵，冷却介质在#1主循环泵、2#主循环泵动力作用下源源不断流经晶闸管阀体带出热量，温升水经空气散热器与冷却空气进行热交换，散热后回至主循环泵进口实现连续冷却的功能。
副循环水处理回路主要由混床离子交换器及相关附件组成。为适应大功率电力电子设备在高电压条件下的使用要求，防止在高电压环境下产生漏电流，冷却介质必须具备极高的电阻率。因此通过副循环水处理回路当中的混床离子交换器及相关附件对主循环回路的部分冷却介质进行纯化，不断脱除介质中离子，达到长期维持冷却介质高电阻率的目的。
氮气稳压回路，由膨胀罐、氮气瓶及系列控制阀组成。膨胀罐顶部充有稳定压力的高纯氮气，当冷却水因少量外渗或电解、蒸发而损失时，氮气自动扩张，把冷却水压入循环管路系统，以保持管路的压力恒定和冷却水的充满，同时氮气使冷却水与空气隔绝，对管路中冷却介质的电阻率等指标的稳定起着重要的作用。
外循环冷却回路置于室外实现循环水强制风冷，其主要包括空气冷却器和变频控制冷却风扇，循环水被输送入空气冷却器，流过冷却管束，水的热量传给冷却管，在空气侧，由冷却风扇将空气吸入，使之流过管束，热量吹出空气散热器外，从而达到循环水被冷却的目的，冷水由冷却器流出来，送回阀厅，从而保证阀体在允许的温度下运行。
补水系统主要包括互为备用的1#补水泵、#2补水泵，它在系统水量不足时启动水泵，补充循环水。
控制系统负责控制整套冷却装置的各机电设备，实时监测各在线物理量并精准调节，对阀冷系统的各种故障及时报警，该控制系统是阀冷却系统的核心，是维护高压直流晶闸管阀组安全运行极为重要的组成部分，因高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统的专业化知识性强，深入了解难度大，检测设备仪器多而复杂、价格高、投资大，技术上又相互保密，而本发明正是针对这一领域的技术良莠不齐的情况，开发设计的全套新技术。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能实时监测各在线物理量如冷却介质温度、压力、流量、电阻率等参数的变化，并根据物理量的变化，精准控制各机电设备动作，对晶闸管阀进行控制保护的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，包括两个独立的子系统，所述每个子系统均包括：
(1)、可编程逻辑控制器：用于协调及处理各种数据，并发出相应的信令；
(2)、输入/输出模块：与可编程逻辑控制器相连，用于转送输入信号给可编程逻辑控制器及将可编程逻辑控制器的输出信号转送给对应的机电设备；
(3)、采样测量系统：与输入/输出模块相连，用于在线采集物理量；
(4)、同步模块：用于负责两个子系统之间通信；
(5)、人机界面系统：与可编程逻辑控制器及输入/输出模块相连，以图文方式显示该控制系统个机电设备的运行状态及各实时检测参数，接受操作人员操作指令控制各机电设备的运行；
(6)、供电系统：用于为系统提供直流控制电源和交流动力电源；所述两个子系统的可编程逻辑控制器通过同步光纤连接实现两个可编程逻辑控制器间无扰动切换和各子控制系统的信息无缝交换。
作为本发明的进一步改进，所述两个子系统被分别安装在两面控制柜内实现空间隔离，所述可编程逻辑控制器为SIMATIC S7-400HPLC模块，该模块设置有两个DP接口，分别为DP1口和DP2口，所述两个子系统PLC模块对应的DP1口和DP2口通过同步光缆连接；所述每个子系统的人机界面系统均包括子人机界面和子上位机；所述输入/输出模块一路通过DP耦合器、光电转换器连接上位机，另一路连接PLC模块的DP2口，PLC模块的DP1口一路连接子人机界面，另一路通过DP耦合器、光电转换器连接子上位机，所述每个子系统均设置有两路独立的直流进线电源，所述直流进线电源依次通过直流电源模块、二极管接控制系统，在直流电源模块、二极管之间的线路上接有直流电源缓冲模块。
本发明采样测量系统的测量值包括：
(1)、主循环冷却回路中：阀厅温度/湿度、冷却水出阀温度、回水压力、主泵出水压力、冷却水进阀压力、冷却水进阀温度、冷却水流量；
(2)、副循环水处理回路中：冷却水电导率、去离子水电导率；
(3)、氮气稳压回路中：膨胀罐压力、膨胀罐液位；
(4)、外循环冷却回路中：空气冷却器出水温度。
本发明主循环冷却回路中设置有三台温度传感器测量冷却水进阀温度，所述三台温度传感器的信号分别通过与其一一对应的三台进阀温度变送器、三台信号隔离转换器连接到输入/输出模块，形成三路独立的冷却水进阀温度采样信号，所述两台PLC模块均按照如下步骤判断和取值：
(1)、三台进阀温度在线取值初始化；
(2)、将三台温度传感器的采样值转换为整数值；
(3)、对转换的三个整数值排序；
(4)、求取偏差：e1＝最大值-中间值；e2＝中间值-最小值；
(5)、求e1/e2的值，判断该值是否超差，如超差，显示仪表示值超差报警；否则执行步骤(6)：
(6)、判断e1是否等于e2，如不成立，则执行步骤(7)；如e1等于e2，则判断进阀温度是否达到低值，如达到低值，则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值，否则取整数值为最大值的温度传感器值为进阀温度在线取值；
(7)、判断e1是否大于e2，如不成立，则执行步骤(8)，如成立则判断进阀温度是否达到低值，如未达到低值，则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值；否则取整数值为最小值的温度传感器值为进阀温度在线取值；
(8)、判断e1是否小于e2，如不成立，则程序跳转至第(6)步，如成立则判断进阀温度是否达到低值，如未达到低值，则取整数值为最大值的温度传感器值为进阀温度在线取值；否则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值。
本发明的主循环冷却回路中设置有三台压力传感器测量冷却水进阀压力，所述三台压力传感器的信号分别通过与其一一对应的三台进阀压力变送器、三台信号隔离转换器连接到输入/输出模块，形成三路独立的冷却水进阀压力采样信号，所述两台PLC模块均按照如下步骤判断和取值：
(1)、三台进阀压力在线取值初始化；
(2)、将三台压力传感器的采样值转换为整数值；
(3)、对转换的三个整数值排序；
(4)、求取偏差：e1＝最大值-中间值；e2＝中间值-最小值；
(5)、求e1/e2的值，判断该值是否超差，如超差，显示仪表示值超差报警；否则执行步骤(6)；
(6)、判断e1是否等于e2，如不成立，则执行步骤(7)；如e1等于e2，则判断进阀压力是否达到高值，如达到高值，则取整数值为最大值的压力传感器值为进阀压力在线取值，否则取整数值为中间值的压力传感器值为进压力在线取值；
(7)、判断e1是否大于e2，如不成立，则执行步骤(8)，如成立则判断进阀压力是否达到高值，如未达到高值，则取整数值为最小值的压力传感器值为进阀压力度在线取值；否则取整数值为中间值的压力传感器值为进阀压力在线取值；
(8)、判断e1是否小于e2，如不成立，则程序跳转至第(6)步，如成立则判断进阀压力是否达到高值，如未达到高值，则取整数值为中间值的压力传感器值为进阀压力；否则取整数值为最大值的压力传感器值为进阀压力。
另外，本发明的控制系统电磁兼容设计中采取了强弱电隔离屏蔽、控制电源滤波、变频器电源侧EMI滤波、电缆屏蔽接地、电缆末端吸收环吸收和系统交流、直流分别接地等措施抑制电磁干扰，在软件逻辑上对不同的仪表特性和参数监控要求制定相应的滤波方案；控制系统的各机电设备配电均设短路保护、过载保护及欠压保护，其中欠压保护由接触器或继电器实现；三相电机短路保护、过载保护由带短路、过载保护且额定电流可调的电动机断路器实现；单相电机短路保护由断路器实现，过载保护由热继电器实现。
本发明的有益效果是：本发明的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统能实时监测各在线物理量，如冷却介质温度、压力、流量、电阻率等参数的变化，并根据具体参数的变化，精准控制整套阀冷系统的各机电设备动作，使各在线参数稳定在设定范围内，同时对超出设定范围的参数有效报警，并实时上传上位机，上位机根据报警严重程度采取预警、跳闸等措施，对晶闸管阀进行控制保护，它以相互独立、电气隔离且全面冗余的技术方案为设计原则，在系统供电、信号检测、输出控制、故障报警、逻辑判断、人机对话、高速通讯等各方面，即保证各子系统冗余，又实现了硬件、软件的冗余，实时交互信息，同步时钟控制，以稳定的热备份控制子系统、控制元件、控制程序最大程度地保证了高压直流阀冷系统的可靠性，充分缩小事故范围，防止因阀冷系统故障导致晶闸管阀组的损坏，维护晶闸管阀组的安全、稳定、可靠的运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是密闭式循环纯水冷却装置结构示意图；
图2是本发明的冷却装置控制系统组态原理框图；
图3是交流动力电源配电图；
图4是本发明的直流控制电源图；
图5是本发明的控制柜示意图；
图6是本发明的硬件组态示意图；
图7是数字量输入硬件组态图；
图8是数字量输出硬件组态图；
图9是模拟量输入硬件组态图；
图10是模拟量输出硬件组态图；
图11是主要采样仪表和作用表；
图12是冷却水进阀温度信号采集原理框图；
图13是冷却水进阀压力信号采集原理框图；
图14是其它物理量信号采集原理框图；
图15是软件程序处理结构示意图；
图16是人机界面结构图；
图17是冗余仪表信号采集的逻辑框图；
图18是冗余仪表判断/取值的逻辑框图；
图19是三台进阀温度的判断和取值逻辑框图；
图20是三台进阀压力的判断和取值逻辑框图；
图21是冷却水流量的判断和取值逻辑框图；
图22是回水压力的判断和取值逻辑框图；
图23是出阀温度的判断和取值逻辑框图；
图24是冷却水电导率的判断和取值逻辑框图；
图25是膨胀罐液位的判断和取值逻辑框图；
图26是主泵出水压力的判断和取值逻辑框图；
图27是膨胀罐压力的判断和取值逻辑框图；
图28是三通阀的逻辑框图；
图29是风机控制逻辑框图；
图30是气路电磁阀控制逻辑框图；
图31是硬件通讯配置示意图；
图32是人机界面的运行画面页面示意图；
图33是人机界面的参数设定页面示意图；
图34是人机界面的帮助页面示意图。
具体实施方式
参照图1，现有的密闭式循环纯水冷却装置主要包括主循环冷却回路、与主循环冷却回路并联的副循环水处理回路、与副循环水处理回路串联的氮气稳压回路、通过#1电动三通阀、#2电动三通阀与主循环冷却回路并联的外循环冷却回路及负责控制整套冷却装置的控制系统，副循环水处理回路连接有补水系统。
流经阀厅的主循环冷却回路中的设备主要包括互为备用的1#主循环泵和#2主循环泵，冷却介质在#1主循环泵、2#主循环泵动力作用下源源不断地流经晶闸管阀体带出热量，温升水经空气散热器与冷却空气进行热交换，散热后回至主循环泵进口实现连续冷却的功能。
副循环水处理回路主要由混床离子交换器及相关附件组成。为适应大功率电力电子设备在高电压条件下的使用要求，防止在高电压环境下产生漏电流，冷却介质必须具备极高的电阻率。因此通过副循环水处理回路当中的混床离子交换器及相关附件对主循环回路的部分冷却介质进行纯化，不断脱除介质中离子，达到长期维持冷却介质高电阻率的目的。
氮气稳压回路，由膨胀罐、氮气瓶及系列控制阀组成。膨胀罐顶部充有稳定压力的高纯氮气，当冷却水因少量外渗或电解、蒸发而损失时，氮气自动扩张，把冷却水压入循环管路系统，以保持管路的压力恒定和冷却水的充满，同时氮气使冷却水与空气隔绝，对管路中冷却介质的电阻率等指标的稳定起着重要的作用。
外循环冷却回路置于室外实现循环水强制风冷，其主要包括空气冷却器和变频控制冷却风扇，循环水被输送入空气冷却器，流过冷却管束，水的热量传给冷却管，在空气侧，由冷却风扇将空气吸入，使之流过管束，热量吹出空气散热器外，从而达到循环水被冷却的目的，冷水由冷却器流出来，送回阀厅，从而保证阀体在允许的温度下运行。
补水系统主要包括互为备用的1#补水泵、#2补水泵，它在系统水量不足时启动水泵，补充循环水。
控制系统负责控制整套冷却装置的各机电设备，实时监测各在线物理量并精准调节，对阀冷系统的各种故障及时报警，该控制系统是阀冷却系统的核心，是维护高压直流晶闸管阀组安全运行极为重要的组成部分。
为充分保证高压直流晶闸管阀组冷却系统安全可靠运行，便于检修维护，避免误操作事故，本发明的高压直流阀冷控制系统采用高性能硬冗余控制方案，参照图2，该控制系统采用硬件全冗余配置，分为A控制系统和B控制系统，且A控制系统与B控制系统快速响应，实时交互信息，即达到了冗余控制系统等时同步的高可靠性的控制目的，又实现了单个子控制系统彼此独立，互不影响的高安全性隔离的功能。
所述A控制系统和B控制系统均包括：
(1)、可编程逻辑控制器：用于协调及处理各种数据，并发出相应的信令；
(2)、输入/输出模块：与可编程逻辑控制器相连，用于转送输入信号给可编程逻辑控制器及将可编程逻辑控制器的输出信号转送给对应的机电设备；
(3)、采样测量系统：与输入/输出模块相连，用于在线采集物理量；
(4)、同步模块：用于负责两个子系统之间通信；
(5)、人机界面系统：与可编程逻辑控制器及输入/输出模块相连，以图文方式显示该控制系统各机电设备的运行状态及各实时检测参数，接受操作人员操作指令控制各机电设备的运行；
(6)、供电系统：用于为系统提供直流控制电源和交流动力电源；
所述两个子系统的可编程逻辑控制器通过同步光纤连接实现两个可编程逻辑控制器间无扰动切换和各子控制系统的信息无缝交换。
一、高压直流阀冷控制系统柜体设计
1、控制柜体的冗余、独立设计
参照图5，阀冷控制系统配备两面控制柜，A、B各子控制系统的控制元件实现空间隔离，各子控制系统所属的控制元件明确，即避免在系统维护和在线检修时，因误操作导致无故障运行系统的误输出或阀冷系统误跳闸，又防止意外事故发生时，A、B各子控制系统互不影响。
2、控制柜体的电磁兼容设计
由于本发明的控制系统工作于强电磁干扰环境下，电磁兼容设计是保证该纯水冷却装置稳定可靠运行的关键。其主要干扰源有：高压线路电晕放电噪声、晶闸管阀开关过程中由于电流瞬变造成的电磁噪声、电抗器运行过程中产生的谐波污染及电磁噪声以及该控制系统内部使用PWM技术的变频器所产生谐波污染及噪声等。
针对以上干扰源及电磁干扰传导、辐射耦合途径，本发明的控制系统电磁兼容设计中采取了强弱电隔离屏蔽、控制电源滤波、变频器电源侧EMI滤波、电缆屏蔽接地、电缆末端吸收环吸收和系统交流、直流分别接地等措施抑制电磁干扰，在软件逻辑上对不同的仪表特性和参数监控要求制定相应的滤波方案，同时对开关量进行300-500ms的滤波，顺利通过了电快速瞬变干扰试验、静电放电干扰试验及辐射电磁场干扰试验。
其中：
电快速瞬变干扰试验严酷等级：III级；
静电放电干扰试验严酷等级：III级。
二、高压直流阀冷控制系统组成
高压直流阀冷控制系统主要由供配电系统、冗余控制器系统、采样测量冗余系统、及人机界面系统四大部分组成。
1.供配电系统
(1)、交流动力电源的冗余
交流动力电源配电图如图3所示，交流进线动力电源为三相五线制设计，即TN-S保护系统，采用四路380VAC，设置电源故障自动切换回路，当一路进线电源在出现失电、缺相等故障情况时能自动切换到另一路电源，保证一次回路不间断供电，使系统正常运行。
在供配电系统中，包括两台一用一备的主循环泵、补水泵、风机、电动三通阀、电动蝶阀、气路电磁阀、电加热器等装置。主循环泵和电源切换装置各具有两条独立动力电源进线，保证阀冷系统动力电源不间断供电。
控制系统对四路交流动力电源状况进行实时监控，电源相间不平衡、缺相、失电以及当前工作电源回路等状态信息均实时上传，充分保证阀冷系统各设备的良好运行。
本发明控制系统的各机电设备配电均设短路保护、过载保护及欠压保护，其中，欠压保护由接触器或继电器实现；三相电机短路保护、过载保护由带短路、过载保护且额定电流可调的电动机断路器实现；单相电机短路保护由断路器实现，过载保护由热继电器实现。
(2)、直流控制电源的冗余
参照图4，阀冷控制系统的供电电源采用全冗余配置，充分保证为控制系统安全可靠供电，四路直流进线电源，各两路电源经各自解耦后分别接入A、B控制系统，即1#和2#直流电源接入A控制系统；3#和4#直流电源接入B控制系统。
(a)、直流进线电源冗余
A、B各子控制系统均有两路进线电源供电，充分保证在仅有单个子控制系统运行时，仍有冗余的直流电源供电；由于共提供四路进线电源，当发生最严重的进线电源故障时，如三路直流进线电源无电，仅有一路进线电源良好，系统仍将保持良好运行，实现直流控制电源的不间断供电。
(b)、硬件模块冗余
电源硬件包括：直流电源模块冗余(P-A1、A2、B1、B2)；直流电源缓冲模块冗余(BF-A1、A2、B1、B2)；解耦模块冗余等，所述每路直流进线电源均依次通过直流电源模块、二极管接控制系统，在连接直流电源模块和二极管之间的线路上接有直流电源缓冲模块，防止因电源硬件故障或损坏而导致直流控制电源无法良好供电。
综上所述，采用此供配电形式便于在线检修和系统维护，如在阀冷系统投运时，因A、B控制系统的控制元件或在线仪表出现故障而需更换维修，为防止在更换或维修时的误操作导致阀冷系统停运，可先将出现故障的控制系统断电，然后再进行相应维护，在确认正确维护后，再将已断电的控制系统上电投入运行，既保证阀冷系统正常投运，又可安全可靠的检修。
2、冗余控制器系统
该系统包括冗余的CPU、供电模块和用于冗余CPU通讯的同步模块，并根据阀冷控制系统特定的自动化控制过程需要，配置冗余的接口模块，实现在系统运行时的在线检修和PLC模块的带电热插拔，方便维护，确保在任何时候的系统可靠性，避免因误操作或系统维护而导致的晶闸管阀组误跳闸。
(1)、CPU冗余
本发明的硬件组态如图6所示。本发明的可编程逻辑控制器为SIMATIC S7-400H PLC模块，该模块设置有两个DP接口，分别为DP1口和DP2口，所述两个子系统PLC模块对应的DP1口和DP2口通过同步光缆连接。西门子S7-400H系列高端CPU，具有高程度的可靠性和容错能力，可避免因单个CPU故障造成系统瘫痪，由同步光纤实现CPU间无扰动切换和各子控制系统的信息无缝交换。
(2)、数字量输入冗余
参照图7，数字量输入硬件组态图，数字量输入冗余包括数字量输入点冗余和输入模块冗余，保证阀冷系统各设备的运行状态信号和故障信号及远程控制信号等准确、有效的传递。
(3)、数字量输出冗余
参照图8，数字量输出硬件组态图，数字量输出冗余包括数字量输出点、输出控制电气元件冗余和输出模块冗余，保证阀冷系统各设备和各机电单元安全、可靠、无误的运行，充分达到防拒动、防误动的目的。
(4)、模拟量输入冗余
参照图9，模拟量输入硬件组态图，模拟量输入冗余包括在线仪表模拟量输入冗余和输入模块冗余，保证阀冷系统各在线物理量如流量、温度、压力、液位等信号精准无误的采集，实时反映阀冷系统当前运行的真实工况，为各机电单元准确动作提供有效、可靠的依据。
(5)、模拟量输出冗余
参照图10，模拟量输出硬件组态图，模拟量输出冗余包括模拟量输出冗余和输出模块冗余，保证阀冷系统风机变频调速信号和在线物理量如进阀温度、出阀温度等信号精准无误的输出，实现空气散热器各风机组全自动PID调节转速，改变系统散热量，使晶闸管阀组得到良好的冷却，确保阀冷系统对进出阀温度等物理量得到实时、可靠、有效的控制。
3、采样测量冗余系统
(1)、在线物理量信号的采集
本发明采样测量系统的测量值包括：
(a)、主循环冷却回路中：阀厅温度/湿度、冷却水出阀温度、回水压力、主泵出水压力、冷却水进阀压力、冷却水进阀温度、冷却水流量；
(b)、副循环水处理回路中：冷却水电导率、去离子水电导率；
(c)、氮气稳压回路中：膨胀罐压力、膨胀罐液位；
(d)、外循环冷却回路中：空气冷却器出水温度。
主要采样仪表和作用见图11。高压直流阀冷控制系统对以上各在线物理量信号的采集，均配置有即彼此独立又互为冗余的传感器、变送器，将所采集的信号(4-20mA)经隔离转换(0-10V)后传送至PLC模拟量输入模块，由CPU的子程序对冗余仪表的各物理量信号作出判断和取值，再将取值后的信号反馈至机电执行单元，由控制元件自动调节阀冷设备，从而实现整个阀冷系统的闭环控制。
本发明控制系统所配置的独立、冗余的传感器、变送器，可避免单只仪表因故障导致物理量信号失效、晶闸管阀停运，对于已故障仪表可实现在线检修，便于维护，使阀冷系统对各物理量的采集和测量具有高可靠性，高连续性。冗余仪表中任意单只仪表示值超过预警限值时即发预警报警，提醒运行人员及时处理；冗余仪表中两只或三只仪表示值均超过跳闸限值时才发跳闸报警，防止误报。
(a)、冷却水进阀温度信号采集
参照图12，冷却水进阀温度信号采集原理框图，本发明测量冷却水进阀温度设置有三台温度传感器，所述三台温度传感器的信号分别通过与其一一对应的三台进阀温度变送器、三台信号隔离转换器连接到输入/输出模块形成三路独立的冷却水进阀温度采样信号。
(b)冷却水进阀压力信号采集
参照图13，冷却水进阀压力信号采集原理框图，测量冷却水进阀压力设置有三台压力传感器，所述三台压力传感器的信号分别通过与其一一对应的三台进阀压力变送器、三台信号隔离转换器连接到输入/输出模块形成三路独立的冷却水进阀压力采样信号。
(c)、其它物理量信号采集
参照图14，其它物理量信号采集原理框图，其它物理量信号采集设置有两台模拟量传感器，所述每台模拟量传感器的信号分别通过与其一一对应的两台模拟量变送器、两台信号隔离转换器连接到输入/输出模块形成两路独立的其它物理量采样信号。
(2)、在线物理量信号的处理
高压直流阀冷控制系统对所采集的各在线物理量信号，在硬件上作隔离转换处理，在软件程序上附加信号滤波，增强了信号采集的抗干扰性和稳定性，避免干扰信号、抖动信号、故障信号等进入各物理量的控制值。此外，在程序中固化冗余仪表的超量程限值，并对故障仪表作出判断，实现了信号采集的有效性，充分保证了阀冷控制系统所采集的物理量信号真实、可靠，使采样测量系统达到了精准采样、精准测量的目的。
参照图15、图17、图18，图15是软件程序处理结构图；图17是冗余仪表信号采集的逻辑框图；图18是冗余仪表判断/取值的逻辑框图。
除冷却水进阀温度、冷却水进阀压力外的其它冗余仪表信号采集的方法如下：
(1)、系统初始化，设定被测物理量的超限值；
(2)、系统物理量实时采样；
(3)、系统各物理量采样值峰值滤波；
(4)、延时1s去抖动；
(5)、判断采样值是否超限，如不超值，执行冗余仪表判断、取值程序，如超值，则认为物理量变送器故障，放弃该变送器采样值。
除冷却水进阀温度、冷却水进阀压力外的其它冗余仪表判断/取值的方法如下：
(1)、冗余仪表判断程序初始化；
(2)、判断1#冗余仪表是否故障，如判断结果为1#冗余仪表故障，则取2#冗余仪表的值为在线取值，如断结果为1#冗余仪表正常，取1#冗余仪表的值为在线取值，然后执行步骤(3)；
(3)、将1#冗余仪表的采样值转换为整数值；
(4)、判断2#冗余仪表是否故障，如判断结果为2#冗余仪表故障，则取1#冗余仪表的值为在线取值，如断结果为2#冗余仪表正常，则取2#冗余仪表的值为在线取值，然后执行步骤(5)；
(5)、将2#冗余仪表的采样值转换为整数值；
(6)、延时5s，去抖动；
(7)、冗余仪表在线取值。
(3)、冗余仪表模拟量信号的判断和取值
(A)、冷却水进阀温度、进阀压力
冷却水进阀温度、进阀压力是阀冷系统至关重要的物理量，其控制系统均设置三台冗余仪表，即使在较为严重的仪表故障发生时，如其中两台进阀温度或两台进阀压力仪表损坏时，仍有一台良好的仪表能正常工作，以保证该物理量信号采集的连续性。
三台冗余仪表信号的判断和取值控制逻辑，以三选二为原则，即在三台仪表中选出两台读数较为接近的仪表，在将这两台仪表的上传值进行判断比较，最后以最不利于阀冷系统运行的仪表为准，作为阀冷控制系统的控制值。
参照图19，三台进阀温度的判断和取值逻辑框图，所述两台PLC模块均按照如下步骤判断和取值：
(1)、三台进阀温度在线取值初始化；
(2)、将三台温度传感器的采样值转换为整数值；
(3)、对转换的三个整数值排序；
(4)、求取偏差：e1＝最大值-中间值；e2＝中间值-最小值；
(5)、求e1/e2的值，判断该值是否超差，如超差，显示仪表示值超差报警；否则执行步骤(6)：
(6)、判断e1是否等于e2，如不成立，则执行步骤(7)；如e1等于e2，则判断进阀温度是否达到低值，如达到低值，则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值，否则取整数值为最大值的温度传感器值为进阀温度在线取值；
(7)、判断e1是否大于e2，如不成立，则执行步骤(8)，如成立则判断进阀温度是否达到低值，如未达到低值，则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值；否则取整数值为最小值的温度传感器值为进阀温度在线取值；
(8)、判断e1是否小于e2，如不成立，则程序跳转至第(6)步，如成立则判断进阀温度是否达到低值，如未达到低值，则取整数值为最大值的温度传感器值为进阀温度在线取值；否则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值。参照图20，三台进阀压力的判断和取值逻辑框图，两台PLC模块均按照如下步骤判断和取值：
(1)、三台进阀压力在线取值初始化；
(2)、将三台压力传感器的采样值转换为整数值；
(3)、对转换的三个整数值排序；
(4)、求取偏差：e1＝最大值-中间值；e2＝中间值-最小值；
(5)、求e1/e2的值，判断该值是否超差，如超差，显示仪表示值超差报警；否则执行步骤(6)：
(6)、判断e1是否等于e2，如不成立，则执行步骤(7)；如e1等于e2，则判断进阀压力是否达到高值，如达到高值，则取整数值为最大值的压力传感器值为进阀压力在线取值，否则取整数值为中间值的压力传感器值为进压力在线取值；
(7)、判断e1是否大于e2，如不成立，则执行步骤(8)，如成立则判断进阀压力是否达到高值，如未达到高值，则取整数值为最小值的压力传感器值为进阀压力度在线取值；否则取整数值为中间值的压力传感器值为进阀压力在线取值；
(8)、判断e1是否小于e2，如不成立，则程序跳转至第(6)步，如成立则判断进阀压力是否达到高值，如未达到高值，则取整数值为中间值的压力传感器值为进阀压力；否则取整数值为最大值的压力传感器值为进阀压力。
三台冗余仪表的判断和取值逻辑说明如下：
(a)、排序：将三台仪表的上传值进行排序，求出最大值、中间值、最小值。
(b)、求偏差：求出最小值和中间值偏差值e1；最大值和中间值偏差值e2。
(c)、排除：将较大的偏差值排除掉，以具有较小的偏差值的两台仪表为参考，再进行比较，以最不利于阀冷系统运行的仪表上传值为准，作为阀冷系统的电动三通阀，风机和电加热器等动作设备的控制值。
(B)、其它冗余仪表物理量
除冷却水进阀温度、进阀压力，其它在线物理量如流量、液位、电导率等，控制系统均设置两台冗余仪表，PLC判断两路输入并选择最不利于阀冷系统运行的仪表上传值作为控制值。若两台冗余变送器的示值相差超过规定值，发出“冗余变送器示值超差，请检查”报警信息。参照图21，冷却水流量的判断和取值逻辑框图，冷却水流量通过程序比较，取两台仪表中数值较小的一个作为在线测量值，参照图22，回水压力的判断和取值逻辑框图，回水压力通过程序比较，取两台仪表中数值较小的一个作为在线测量值，参照图23，出阀温度的判断和取值逻辑框图，出阀温度通过程序比较，取两台仪表中数值较大的一个作为在线测量值，参照图24，冷却水电导率的判断和取值逻辑框图，冷却水电导率通过程序比较，取两台仪表中数值较大的一个作为在线测量值。
参照图25，膨胀罐液位的判断和取值按照如下步骤执行：
(1)、冗余膨胀罐液位仪表在线取值初始化；
(2)、判断是否达到高液位，如没有达到高液位，则执行步骤(3)，如达到高液位，则1#液位整数值大于或等于2#液位整数值时，膨胀罐液位在线取值为1#液位仪表，否则在线取值为2#液位仪表；
(3)、1#液位整数值大于或等于2#液位整数值时，膨胀罐液位在线取值为2#液位仪表，否则在线取值为1#液位仪表。
参照图26，主泵出水压力的判断和取值按照如下步骤执行：
(1)、冗余主泵出水压力仪表在线读值初始化；
(2)、判断主泵出水压力是否达到高值，如为达到高值，则程序跳转至第3步，如达到高值，则当1#主泵出水压力大于或等于2#主泵出水压力时，主泵出水压力在线取值为2#压力仪表，否则主泵出水压力在线取值为1#压力仪表；
(3)、当1#主泵出水压力大于或等于2#主泵出水压力时，主泵出水压力在线取值为1#压力仪表，否则主泵出水压力在线取值为2#压力仪表。
参照图27，膨胀罐压力的判断和取值按照如下步骤执行：
(1)、冗余膨胀罐压力仪表在线取值初始化；
(2)、判断膨胀罐压力是否未达到高值、超高值、低值或超低值，如膨胀罐压力正常，则程序跳转至步骤(3)，否则当1#压力整数值大于或等于2#压力整数值时，膨胀罐压力在线取值为2#压力仪表值，否则膨胀罐压力在线取值为1#压力仪表值；
(3)、再次判断膨胀罐压力是否未达到高值、超高值、低值或超低值，如膨胀罐压力正常，则程序跳转至步骤(2)，否则当1#压力整数值大于或等于2#压力整数值时，膨胀罐压力在线取值为2#压力仪表值，否则膨胀罐压力在线取值为1#压力仪表值。
4、人机界面系统
参照图16，阀冷控制系统的各子系统即A控制系统与B控制系统，分别配置独立的人机界面，以图文方式形象逼真的显示该控制系统各机电设备运行状态及各实时监测参数，接收操作人员操作指令控制各机电设备运行，方便操作人员实时监控设备运行状态和故障报警，实现人机的良好对话。
人机界面设有：运行画面页面、参数设置页面、当前故障页面、历史记录页面、清空记录页面及帮助页面。
(1)、运行画面页面如图32所示，在运行画面页面上显示有：
室外环境温度；
冷却器出水温度；
冷却水电导率；
冷却水流量；
K001阀位；K002阀位；
膨胀罐压力；
膨胀罐液位；
去离子水电导率；
进阀温度；
阀厅温度；
阀厅湿度；
出阀温度；
回水压力；
进阀压力。
该背景为晶闸管阀组密闭式循环纯水冷却装置工艺流程简图，在工艺流程简图上实时显示各在线测量参数，形象直观的显示该控制系统当前运行状态。
(2)、参数设定页面如图33所示，在参数设定页面上显示有：
冷却水流量报警限值；进阀压力报警限值；回水压力报警限值；进阀温度报警限值；出阀温度报警限值；
膨胀罐压力报警限值；膨胀罐液位报警限值；补水泵启泵液位；补水泵停泵液位；阀厅温度报警限值；阀厅湿度报警限值；当前露点；跳阀温度；
冷却水电导率报警限值；不符合换流阀投运电导率报警值；去离子水电导率报警限值；主泵出水压力；补气电磁阀V503/504工作压力；排气电磁阀V511工作压力；
一组风机启动温度；二组风机启动温度；三组风机启动温度；室外环境温度高值；电动三通阀K001/K002开关温度设定；1#2#电加热器启停温度设定；3#电加热器启停温度设定。
在参数设定页面上，可对各在线测量参数高低限报警限值进行设定，以方便操作人员进行维护调试。为防止操作人员误动，参数设定密码保护。
(3)、当前故障页面：记录系统当前存在的机电设备故障及在线参数超限报警信息，故障排除或在线参数恢复正常并经操作人员确认后，报警信息消失。
(4)、历史记录页面：记录系统曾经发生的所有报警信息，详细记录有各报警发生时间及恢复时间，这些记录可以停电保持，便于运行维护人员进行故障分析。
(5)清空记录页面：可对历史记录页面报警信息清空，清空记录设密码保护。
(6)、帮助页面如图34所示，帮助页面显示有：
按键说明：F1为帮助；F2为K001手动开；F3为电动蝶阀故障复位；F4为K001手动关；F5为选择V006电动蝶阀；F6为K002手动开；F7为选择V007电动蝶阀；F8为K002手动关；K1为水冷却装置就地自动启动；K10为确认泵切换信息；K3为水冷却装置就地停止；K18为确认报警信息；
并显示有1#泵时间(小时)；2#泵时间(小时)。
帮助页面详细记录有OP操作面板各功能键操作功能，方便于维护人员操作维护。
四、高压直流阀冷控制系统主设备控制逻辑说明
1.主循环泵
采用一用一备的配置方式，互为备用，正常工作时，系统流量恒定不变。
当系统检测到循环冷却水流量低或进阀压力低或工作泵故障或动力电源切换时，切换至备用泵运行，同时根据实际情况输出预警及跳闸信号。
2.补水泵
采用一用一备的配置方式，互为备用。工作泵故障时自动切换至备用泵运行。  水冷系统自动运行中补水泵能根据膨胀罐液位自动补水。膨胀罐液位低于设定值时补水泵启动自动补水，膨胀罐液位到达停泵液位时补水泵停运。
3.电动三通阀
采用一用一备的配置方式，互为备用。参见图28，三通阀的控制逻辑框图，电动三通阀的开闭是通过电动阀的设定温度工作范围来控制，可在OP操作面板参数设定页面中进行设定，其开闭方式是脉冲式开闭，PLC将在工作温度范围内自动控制电动三通阀的开闭动作，从而控制进入空气冷却器的冷却水流量，使冷却水进阀温度最终稳定在电动阀温度工作范围内。
低温段：供水温度处于低温段时，电动三通阀全关，切除室外空气散热器冷却回路，使系统散热量最小；如此时进阀温度继续下降，下降至设定值时，启动电加热器，防止进阀温度过低导致晶闸管阀损坏；或进阀温度下降至接近露点时，启动电加热器，防止晶闸管阀体结露。
中温段：进阀温度处于中温段时，通过开/关电动三通阀改变冷却介质流经空气散热器流量，从而改变系统散热量，最终使进阀温度稳定在电动三通阀工作温度范围内。
高温段：进阀温度处于高温段时，电动三通阀全开，冷却介质全部流经空气散热器冷却回路，系统散热量通过控制风机启动台数结合风机变频调速调节。
4.电加热器
采用多组配置方式，分级控制。PLC根据当前进阀温度，自动计算电加热器组数投入运行，在进阀温度低于设定限值时启动，以避免进阀温度过低导致晶闸管阀体损坏；进阀温度接近或低于阀厅露点时，电加热器强制启动。电加热器的启动与主循环泵运行及冷却水流量设定限值互锁，主循环泵停运或冷却水流量低于设定限值时电加热器禁止运行。
5.空气冷却器风机
参见图29，风机的转速通过目标温度设定值及当前进阀温度来控制，目标温度根据设定的风机启动温度确定，PLC根据当前进阀温度与目标温度间偏差变化，进行PID运算后，输出4-20mA模拟量给变频器，变频器根据此信号的增大/减小来升频/降频，控制风机转速，从而改变系统散热量，使进阀温度逐渐逼近目标温度并最终稳定在目标温度附近，达到准确控制进阀温度的目的。
6.气路电磁阀
包括补气电磁阀和排气电磁阀，均采用一用一备的配置方式，互为备用。
参照图30，气路电磁阀由控制器控制，根据膨胀罐压力高低限值而自动开关，从而使膨胀罐的压力稳定在一定范围内，并保证整个晶闸管阀组阀冷系统维持一定的静压。
7.泄漏、渗漏报警保护
该报警保护分为两个等级，分别为渗漏预警和泄漏跳闸。控制系统通过对膨胀罐液位值的连续采样，连续监测系统液位，由CPU建立系统液位数据库定时比较，以液位下降的速率和比较次数，实时判断系统是否有泄漏或渗漏现象，同时防止因温度骤降造成的液位异常变动所导致的误报警发生，充分保证阀冷系统安全稳定运行。
五、高压直流阀冷控制系统报警
本发明的控制系统故障报警以报警信息和报警信号两种形式进行报警，分为预警、跳闸两种报警等级。所有报警信息和报警信号均上传至上位机。
1、报警信号：以光报警的形式出现，为冗余开关量干接点
2、报警信息：以信息条形式出现，为Profibus报文并在OP操作面板上显示。
六、高压直流阀冷控制系统的通信
参照图31，该控制系统的通信方式中，对实时性要求较高的远程控制信号和阀冷系统报警信号采用开关量节点通信；对大信息量的在线物理量参数、设备状态及阀冷系统报警信息，该控制系统采用Profibus协议实现电/光信号通信，通信规约由通信双方约定。
1.通讯硬件冗余
每台CPU控制器含两个DP口，每台DP口出两条Profibus总线，每条Profibus总线分别连接各自的DP/DP耦合器，将阀冷系统的各个Profibus网段与上位机的Profibus网段隔离耦合，再经各自的OLM光电链路模块将电信号转换为不受干扰的光信号，通过光缆与两台冗余的上位机通讯，确保了阀冷控制系统与上位机通讯的实时响应、信息同步，具有极高的高速通讯和抗干扰能力。
2.通讯协议
通信协议物理层遵从Profibus通信接口标准，1.5M bps高传输速率。传输介质：柜内为屏蔽双绞线电缆，远程通讯为玻璃光纤。
通信数据以帧为单位传送，每帧数据字节长度按需确定。控制系统以固定周期连续对外发送，每个周期对外发送1帧数据。备用字节的每位均为0。每帧数据结构示例如下：
Figure A20091003713400391
3.远程控制信号
采用双重节点信号确认阀冷系统的远程启动及停止。远程启动水冷命令应为保持节点；停止命令应为一延时断开节点，防止干扰脉冲导致阀冷系统误停机；远程启动命令和停止命令同时有效时，阀冷系统不停机。
本发明的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统能实时监测各在线物理量，如冷却介质温度、压力、流量、电阻率等参数的变化，并根据这些物理量的变化，精准控制整套阀冷系统的各机电设备状态，使各在线参数稳定在设定范围内，同时对超出设定范围的参数有效报警，并实时上传上位机，上位机根据报警严重程度采取预警、跳闸等措施，对晶闸管阀进行控制保护。
本发明以相互独立、电气隔离且全面冗余的技术方案为设计原则，在系统供电、信号检测、输出控制、故障报警、逻辑判断、人机对话、高速通讯等各方面，即保证各子系统冗余，又实现了硬件、软件的冗余，实时交互信息，等时同步控制，以稳定的热备份控制子系统、控制元件、控制程序最大程度的保证了高压直流阀冷系统的可靠性，充分缩小事故范围，防止因阀冷系统故障导致晶闸管阀组的损坏，维护晶闸管阀组的安全、稳定、可靠的运行。

Claims (10)

1、一种高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于它包括两个独立的子系统，所述每个子系统均包括：
(1)、可编程逻辑控制器：用于协调及处理各种数据，并发出相应的信令；
(2)、输入/输出模块：与可编程逻辑控制器相连，用于转送输入信号给可编程逻辑控制器及将可编程逻辑控制器的输出信号转送给对应的机电设备；
(3)、采样测量系统：与输入/输出模块相连，用于在线采集物理量；
(4)、同步模块：用于负责两个子系统之间通信；
(5)、人机界面系统：与可编程逻辑控制器及输入/输出模块相连，以图文方式显示该控制系统各机电设备的运行状态及各实时检测参数，接受操作人员操作指令控制各机电设备的运行；
(6)、供电系统：用于为系统提供直流控制电源和交流动力电源；所述两个子系统的可编程逻辑控制器通过同步光纤连接实现两个可编程逻辑控制器间无扰动切换和各子控制系统的信息无缝交换。
2、根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述两个子系统被分别安装在两面控制柜内以实现空间隔离。
3、根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述可编程逻辑控制器为SIMATIC S7-400H PLC模块，该模块设置有两个DP接口，分别为DP1口和DP2口，所述两个子系统PLC模块对应的DP1口和DP2口通过同步光缆连接。
4、根据权利要求1或3所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述每个子系统的人机界面系统均包括子人机界面和子上位机；所述输入/输出模块一路依次通过DP耦合器、光电转换器连接上位机，另一路连接PLC模块的DP2口；PLC模块的DP1口一路连接子人机界面，另一路依次通过DP耦合器、光电转换器连接子上位机。
5、根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述采样测量系统的测量值包括：
(1)、主循环冷却回路中：阀厅温度/湿度、冷却水出阀温度、回水压力、主泵出水压力、冷却水进阀压力、冷却水进阀温度、冷却水流量；
(2)、副循环水处理回路中：冷却水电导率、去离子水电导率；
(3)、氮气稳压回路中：膨胀罐压力、膨胀罐液位；
(4)、外循环冷却回路中：空气冷却器出水温度。
6、根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述每个子系统均设置有两路独立的直流进线电源，所述每路直流进线电源均依次通过直流电源模块、二极管接控制系统，在连接直流电源模块和二极管之间的线路上接有直流电源缓冲模块。
7、根据权利要求5所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述主循环冷却回路中设置有三台温度传感器测量冷却水进阀温度，所述三台温度传感器的信号分别通过与其一一对应的三台进阀温度变送器、三台信号隔离转换器连接到输入/输出模块，形成三路独立的冷却水进阀温度采样信号，所述两台PLC模块均按照如下步骤判断和取值：
(1)、三台进阀温度在线取值初始化；
(2)、将三台温度传感器的采样值转换为整数值；
(3)、对转换的三个整数值排序；
(4)、求取偏差：e1＝最大值-中间值；e2＝中间值-最小值；
(5)、求e1/e2的值，判断该值是否超差，如超差，显示仪表示值超差报警；否则执行步骤(6)：
(6)、判断e1是否等于e2，如不成立，则执行步骤(7)；如e1等于e2，则判断进阀温度是否达到低值，如达到低值，则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值，否则取整数值为最大值的温度传感器值为进阀温度在线取值；
(7)、判断e1是否大于e2，如不成立，则执行步骤(8)，如成立则判断进阀温度是否达到低值，如未达到低值，则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值；否则取整数值为最小值的温度传感器值为进阀温度在线取值；
(8)、判断e1是否小于e2，如不成立，则程序跳转至第(6)步，如成立则判断进阀温度是否达到低值，如未达到低值，则取整数值为最大值的温度传感器值为进阀温度在线取值；否则取整数值为中间值的温度传感器值为进阀温度在线取值。
8、根据权利要求1或5所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述主循环冷却回路中设置有三台压力传感器测量冷却水进阀压力，所述三台压力传感器的信号分别通过与其一一对应的三台进阀压力变送器、三台信号隔离转换器连接到输入/输出模块，形成三路独立的冷却水进阀压力采样信号，所述两台PLC模块均按照如下步骤判断和取值：
(1)、三台进阀压力在线取值初始化；
(2)、将三台压力传感器的采样值转换为整数值；
(3)、对转换的三个整数值排序；
(4)、求取偏差：e1＝最大值-中间值；e2＝中间值-最小值；
(5)、求e1/e2的值，判断该值是否超差，如超差，显示仪表示值超差报警；否则执行步骤(6)：
(6)、判断e1是否等于e2，如不成立，则执行步骤(7)；如e1等于e2，则判断进阀压力是否达到高值，如达到高值，则取整数值为最大值的压力传感器值为进阀压力在线取值，否则取整数值为中间值的压力传感器值为进压力在线取值；
(7)、判断e1是否大于e2，如不成立，则执行步骤(8)，如成立则判断进阀压力是否达到高值，如未达到高值，则取整数值为最小值的压力传感器值为进阀压力在线取值；否则取整数值为中间值的压力传感器值为进阀压力在线取值；
(8)、判断e1是否小于e2，如不成立，则程序跳转至第(6)步，如成立则判断进阀压力是否达到高值，如未达到高值，则取整数值为中间值的压力传感器值为进阀压力在线取值；否则取整数值为最大值的压力传感器值为进阀压力在线取值。
9、根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述该控制系统电磁兼容设计中采取了强弱电隔离屏蔽、控制电源滤波、变频器电源侧EMI滤波、电缆屏蔽接地、电缆末端吸收环吸收和系统交流、直流分别接地措施抑制电磁干扰。
10、根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制系统，其特征在于所述控制系统的各机电设备配电均设短路保护、过载保护及欠压保护，其中欠压保护由接触器或继电器实现；三相电机短路保护、过载保护由带短路、过载保护且额定电流可调的电动机断路器实现；单相电机短路保护由断路器实现，过载保护由热继电器实现。
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