[发明专利]可组态的一体化数字电液调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过控制电液伺服阀开度来实现汽轮机转速及功率控制的设备。具体地说是一种可组态的一体化数字电液调节器。

特别是一种将全部硬件集成在一个机箱中且具有触摸屏，硬件及控制策略可以通过软件进行灵活组态的数字电液调节器。

背景技术

蒸汽推动的汽轮机是目前生产电力或提供直接旋转动力的最常用手段。汽轮机通常采用电子液压系统操纵调门的方法进行控制。随着科学技术的发展和汽轮机应用水平的提高，不同现场间汽轮机控制策略及监控现场信号常常差别很大，用户个性化需求越来越强烈。为每个现场定制用于汽轮机控制用的电液调节器，在经济性上现实，也不符合工业化生产电液调节器的趋势。目前用于电液控制的调节器，基本实现了数字化。但是纵观世界各国的相关技术，其解决方案有以下2种。

其一、采用分散控制技术，将现场要进行测控的不同信号根据类型，分别接到一个个独立的模件上，如使用数字量模件、模拟量模件、超速动作保护模件、伺服卡驱动模件、数据处理模件等。这种方案的代表如南京科远自动化集团推出的DEH-NK数字电液调节系统。

这种系统，通过配置独立的信号及处理模件的方法来适宜现场的个性化需要。但是各个模件是独立的，因此系统规模较大。且必须通过操作员站的工控机来构建人机界面。

其二、以Wardwood公司505型数字调节器为代表，虽然将现场的各种控制信的处理和控制也集成在一个机箱上，但是其基本型号采用点阵数码管显示，一次只能显示2行共48个字符。显示信息数量较少。虽然该设备的外部通道也可以进行配置。但这种配置是通过仪表板上的按键进行设置的。只能进行通道变量有限种类的配置。不具备根据现场需要，进行控制策略配置的能力。且其控制量输出只能通过4~20mA的形式进行，不能直接输出伺服电流信号。从本质上仍然没有实现一体化。

发明内容

为了适应电液调节器批量生产与用户个性化控制要求，本发明的目的是提供一种可组态的一体化数字电液调节器，该电液调节器将硬件和控制策略通过软件进行组态，并将触摸屏等硬件集成在一个机箱中，结构紧凑；并且可以根据现场及汽轮机特点自由组态控制策略，使得单一品种的数字电液调节器可以适用于多种不同的应用场合，有利于数字电夜调节器的批量化工业生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可组态的一体化数字电液调节器，其特征在于：该电液调节器包括集成在同一机箱内的数字量输入接口、频率输入检测接口、4~20mA输入检测接口、位置传感器输入接口、4~20mA输出接口、伺服输出接口、继电器输出接口、通信接口、微处理器、存储器、模拟/数字转换器、数字/模拟转换器和触摸屏；数字量输入接口、频率输入检测接口、4~20mA输入检测接口和位置传感器输入接口通过模拟/数字转换器与微处理器连接；4~20mA输出接口、伺服输出接口和继电器输出接口通过数字/模拟转换器与微处理器连接；通信接口、存储器和触摸屏连接在微处理器上。

本发明中，数字量输入接口用于接收手动控制信号或来自其他控制源的数字量控制信号，如：汽门关闭、停机、复位、启动、发电开关、大网开关、转速增、转速减、同期转速增、同期转速减、功率增、功率减、功率控制投入、抽气投入、外部停机、其他备用信号。频率输入检测接口用于检测以频率形式表示的转速信号。4~20mA输入检测接口用于接收来自外部变送器或控制源发来的4~20mA信号。如来自现场的功率、主汽压力、抽汽压力、来自DCS或其他控制源的遥控转速信号、遥控负荷信号、遥控主汽压力和其他备用信号。位置传感器输入接口用于接收来自现场阀门位置的LVDT传感器信号。

所述4~20mA输出接口用于驱动阀门开关的伺服阀或对外以DDZ-III型信号形式对外输出信息。该输出的信息可根据需要配置为不同的物理意义。伺服输出接口用于驱动阀门开关的各种伺服阀。继电器输出接口用于对外发送开关量，以表示各种报警，控制信号。如：超过高速报警输出、超过超高速报警、同期投入、遥控投入、请求停机及其他备用信号。

通讯接口用于对外发送以数字量表示的各种信息也可通过通讯接口完成组态下装或扩展远程操作员站。存储器用于存储本发明所涉及的软件程序、组态信息、设备运行参数和历史数据等。

微处理器用于处理来自各个数字、模拟量及通信信号，根据组态完成设备控制和通信输出。触摸屏用于直接显示设备状态，完成设备控制、试验等操作。提供友好的人机界面。