汽轮机冗余数字电液控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽轮机冗余数字电液控制系统，该系统包括双电源切换装置、控制单元和人机接口，所述控制单元包括Ａ控制机、Ｂ控制机、Ａ组信号采集模块、Ｂ组信号采集模块、双机切换模块和多个通讯模块，其中Ａ控制机通过Ａ组信号采集模块与汽轮机组及伺服系统进行信号交互，Ｂ控制机通过Ｂ组信号采集模块与汽轮机组及伺服系统进行信号交互，Ａ控制机和Ｂ控制机相连且可分别通过通讯模块与人机接口进行信息交互，Ａ控制机和Ｂ控制机的信号同时还连接到双机切换模块并通过通讯模块与人机接口进行信息交互。本发明专利技术实现了汽轮机数字电液控制系统的控制单元、电源单元和人机接口的三重冗余设计，极大地防止了因控制系统本身故障对汽轮机组的正常运行造成威胁，保证了汽轮机组在各种工况下安全、可靠运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽轮机的控制系统，特别是涉及一种汽轮机冗余数字电液控制系统。
技术介绍
汽轮机数字电液控制系统由电子控制系统部分和液压调节保安系统部分组成。汽 轮机数字电液调节系统的主要任务就是调节汽轮发电机组的转速、功率，使其满足电网的 要求，采用数字电液控制可以提高高、中压调门的控制精度，为实现CCS协调控制及提高整 个汽轮机机组的控制水平提供了基本保障，更有利于汽轮机的运行。现有技术中的汽轮机 数字电液控制系统在可靠性设计方面，大部分的做法是将重要信号或回路采用冗余设计， 但对信号接收单元和信号综合处理环节没有考虑冗余，控制系统本身一旦出现故障就会对 汽轮机组的正常运行造成威胁，难以保证汽轮机组在各种工况下安全、可靠运行。同时现有 技术中采用两路电源实现冗余供电，如果其中一路电源故障，立即切换到另一路，但在切换 过程中存在切换时间长、干扰用电设备等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种汽轮机冗余数字电液控制系统，其中的控 制单元采用双控制机和双信号采集模块的冗余设计，可防止因控制系统本身故障对汽轮机 组的正常运行造成威胁，以保证汽轮机组在各种工况下安全、可靠运行。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种汽轮机冗余数字电液控 制系统，包括双电源切换装置、控制单元和人机接口，其中双电源切换装置和控制单元安装 在控制柜中，双电源切换装置为控制单元和人机接口提供电源，控制单元接收、处理现场信 号并与人机接口进行信息交互，所述控制单元包括A控制机、B控制机、A组信号采集模块、 B组信号采集模块、双机切换模块和多个通讯模块，其中A控制机通过A组信号采集模块与 汽轮机组及伺服系统进行信号交互，B控制机通过B组信号采集模块与汽轮机组及伺服系 统进行信号交互，A控制机和B控制机相连且可分别通过通讯模块与人机接口进行信息交 互，A控制机和B控制机的信号同时还连接到双机切换模块并通过通讯模块与人机接口进 行信息交互。作为优选，所述双电源切换装置包括交流模块，交流模块中含有交流电源故障切 换板，其中切换板中的电压基准芯片与电阻、电位器配合输出2路大小不同的基准电压信 号作为高低切换动作电压，2路220VAC电源通过电压互感器转换成2路独立的直流电压信 号，分别与切换动作电压做比较，当直流信号大于高切换动作电压或小于低切换动作电压 时，晶体管导通，继电器动作，电源装置自动将另一路输入电源作为工作电源。作为优选，所述控制机包括主机模块、多功能接口板、状态显示板和通讯卡，其中 主机模块通过多功能接口板与状态显示板、通讯卡和信号采集模块进行信息交互，主机模 块连接有显示器接口和鼠标键盘接口，通讯卡连接有通讯接口。作为优选，所述双机切换模块包括切换主板和切换显示板，所述切换主板用于信号输入、输出、内部电源变换、切换逻辑组合及状态指示输出，当A机工作时双机切换模块 将A机的控制输出切换至系统的控制输出，当B机工作时双机切换模块将B机的控制输出 切换至系统的控制输出，所述切换显示板接收切换主板输出的状态指示信号，通过LED指 示灯指示。作为优选，所述通讯模块包括电源单元、232控制单元和422控制单元，所述电源 单元接收外部24V直流电源，经独立的DC/DC转换模块转换成2路5V电源，分别供232控 制单元、422控制单元使用，所述232控制单元和422控制单元之间的信号传输需通过光电隔离器。作为优选，所述人机接口包括由主机、显示器、键盘、鼠标、打印机构成的传统操作 终端和智能操作盘。作为优选，所述智能操作盘包括柔性按键电路板和主板，所述柔性按键电路板主 要完成所有按键操作，包括实现参数修改、参数查询及对机组的控制，所述主板集成了 DC/ DC转换回路，CPU控制回路、专用控制芯片和标准RS232串行通讯 接口。本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统，其中的控制单元包括A控制机、B控制机、 A组信号采集模块、B组信号采集模块、双机切换模块和多个通讯模块，这里采用了相互连 接的两台控制机并配备两组信号采集模块的结构设计，同时还在两台控制机之间连接有双 机切换模块，这样便组成了两组独立的信号接收和处理系统，并且当其中一组出现故障时 可自动或手动进行快速切换，实现了汽轮机数字电液控制系统核心模块控制单元的冗余设 计，大大提高了设备运行的稳定性。本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统，双电源切换装置的交流模块中含有交流电 源故障切换板，当输入电源中任意一路电压高于250V或低于180V并且另一路正常时，自动 将另一路切换为工作电源，反之亦然；当任意一路电源故障后，另一路电源不再进行越限判 断，即使故障也将作为工作电源并输出，直到先故障的电源恢复。当两路电源均正常时，可 人为在线切换，切换动作电压高低可通过板件内部的电位器调整。模块内部切换逻辑回路 由继电器与交流接触器直接连接组成，减小了切换时间。本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统，其中的人机接口包括由主机、显示器、键 盘、鼠标、打印机构成的传统操作终端和智能操作盘，冗余的人机接口用于保证实现对控制 系统各冗余单元之间无扰切换，且简化了现场运行人员对控制系统的操作过程。综上所述，本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统，通过双控制机和双信号采集模 块、双电源切换装置、传统操作终端和智能操作盘实现了汽轮机数字电液控制系统的控制 单元、电源单元和人机接口的三重冗余设计，极大地防止了因控制系统本身故障对汽轮机 组的正常运行造成威胁，保证了汽轮机组在各种工况下安全、可靠运行。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统框图。图2是本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统中的双电源切换装置电路图。图3是本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统中的控制机框图。图4是本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统中的双机切换模块框图。图5是本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统中的通讯模块框图。图6是本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统中的智能操作盘框图。具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效 或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1所示，本专利技术汽轮机冗余数字电液控制系统，包括双电源切换装置、控制单 元和人机接口，其中双电源切换装置和控制单元安装在控制柜中，双电源切换装置为控制 单元和人机接口提供电源，控制单元接收、处理现场汽轮机组及伺服系统信号并与人机接 口进行信息交互，所述控制单元包括A控制机、B控制机、A组信号采集模块、B组信号采集 模块、双机切换模块和多个通讯模块，其中A控制机通过A组信号采集模块与汽轮机组及伺 服系统进行信号交互，B控制机通过B组信号采集模块与汽轮机组及伺服系统进行信号交 互，A控制机和B控制机相连且可分别通过通讯模块与人机接口进行信息交互，A控制机和 B控制机的信号同时还连接到双机切换模块并通过通讯模块与人机接口进行信息交互。现 场信号通过电线连接到机柜上的接线端子，再将各种信号由内部电线连接到信号采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽轮机冗余数字电液控制系统，包括双电源切换装置、控制单元和人机接口，其中双电源切换装置和控制单元安装在控制柜中，双电源切换装置为控制单元和人机接口提供电源，控制单元接收、处理现场信号并与人机接口进行信息交互，其特征在于：所述控制单元包括Ａ控制机、Ｂ控制机、Ａ组信号采集模块、Ｂ组信号采集模块、双机切换模块和多个通讯模块，其中Ａ控制机通过Ａ组信号采集模块与汽轮机组及伺服系统进行信号交互，Ｂ控制机通过Ｂ组信号采集模块与汽轮机组及伺服系统进行信号交互，Ａ控制机和Ｂ控制机相连且可分别通过通讯模块与人机接口进行信息交互，Ａ控制机和Ｂ控制机的信号同时还连接到双机切换模块并通过通讯模块与人机接口进行信息交互。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，陆晓阳，
申请(专利权)人：德阳瑞能电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]