CN101788785A - 汽轮机ets系统的对时系统及其记录动作时间的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽轮机ETS系统的对时系统，包括GPS对时系统，其特征在于：所述GPS对时系统通过RS232接口与主站计算机相连，主站计算机通过以太网与中间控制器相连，中间控制器通过CANBUS通信总线与ETS系统相连。本发明的汽轮机ETS系统的对时系统及其记录动作时间方法，在实现常规要求的汽轮机危急保护动作的同时，增加了监控对象异常时，输入信号的动作时标记录，当保护信号动作时，其动作的准确时间也将被记录下来，对事故起因的分析等具有重要的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽轮机危急保安ETS动作时间记录实现方法，属于电力系统自动控制技术领域。
背景技术
ETS(EMERGENCY TRIP SYSTEM)是汽轮机危急跳闸系统的简称。汽轮机危急跳闸系统具体应用于火电厂综合自动化系统(Heat-Engine PlantComprehensive Automation)中，用以监视汽轮机的运行参数(汽机转速、润滑油压力、凝汽器真空、DEH故障、轴承振动、轴向位移、热膨胀、差胀、轴承回油温度、高加水位、排气室压力等)，当参数超过其限制值时，系统会自动关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，紧急停机，以保证汽轮机安全运行。
汽轮机危急保安ETS系统完成汽轮机危急跳闸控制过程中全部电动阀门的开关控制功能，包括完成开关量的数据采集、处理、计算及开关量的实时输出，并将相关数据经通讯传送到中央控制室操作站。可以监测的开关量信号有：汽机转速、润滑油压力、凝汽器真空、DEH故障、轴承振动、轴向位移、热膨胀、差胀、轴承回油温度、高加水位、排气室压力等。当被监视的参数超过规定值时，ETS系统输出跳闸信号到跳闸电磁阀，跳闸电磁阀卸掉保安系统的保安油，使汽轮机的主汽阀和调节阀迅速关闭，完成汽轮机跳闸的功能，实行紧急停机，确保机组设备及人身的安全，以避免发生严重的后果。
传统的汽轮机危急保安ETS系统通过PLC或DCS系统实现。在该单一的系统中，任意一个环节的异常保护均会引起相关系统重要关联参数的连锁动作。该汽轮机危急保护系统着重关心汽轮机运行参数的异常，所以一般不对发生异常动作的时间做精确记录。
但是目前，在大中型火电机组应用中，锅炉系统、汽轮机系统、发电机系统等经常作为关联系统统一进行大型连锁控制，该大型系统中的任意一个子系统的任意一个环节的异常保护均会引起相关系统重要关联参数的连锁动作。而这种连锁保护动作往往在几个毫秒(ms)内完成。若能精确记录各保护动作的动作时间，则对事故起因的分析等具有相当重要的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽轮机ETS系统的对时系统，可以精确记录各保护动作的动作时间。
为解决上述技术问题，本发明提供一种汽轮机ETS系统的对时系统，包括GPS对时系统，其特征在于：所述GPS对时系统通过RS232接口与主站计算机相连，主站计算机相连通过以太网与中间控制器相连，中间控制器通过CANBUS通信总线与ETS系统相连。
前述的汽轮机ETS系统的对时系统的记录动作时间方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)主站计算机通过RS232串口得到GPS时钟的时间标志；
2)通过以太网将主站计算机对时后的时间发送到中间控制器上；
3)中间控制器在整秒时刻发出对时接点脉冲信号至ETS系统，收到对时接点脉冲信号后ETS系统启动内部毫秒时钟计时器，得到毫秒信号；同时中间控制器将该时刻秒以上的信息通过CANBUS通信总线用通信的方式传送到ETS系统；毫秒信号的计时起始点为接受到中间控制器在整秒时发出对时接点脉冲信号时刻；毫秒时间与来自与中间控制器同步的秒以上的信息相加得到准确的系统时间；或ETS系统直接接受GPS的对时操作，直接获得准确的系统时间；
4)ETS系统接收到汽轮机超限信号并动作时，ETS系统记录其动作的准确时间，并通过CANBUS通信总线将超限信号和系统记录的相应时间信息同时发送至DCS系统。
本发明所达到的有益效果：
本发明的汽轮机ETS系统的对时系统及其记录动作时间方法，在实现常规要求的汽轮机危急保护动作的同时，增加了监控对象异常时，输入信号的动作时标记录，当保护信号动作时，其动作的准确时间也将被记录下来，对事故起因的分析等具有重要的作用。
附图说明
图1为本发明的ETS系统的对时系统结构示意图；
图2为本发明的ETS动作时间记录功能略解示意图；
图3为本发明的ETS系统硬件电路架构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
图1为本发明的ETS系统的对时系统结构示意图；对时系统包括一套GPS对时系统、一个主站及中间控制器、一套ETS系统为例，GPS对时系统与主站的通信接口为RS 232接口，中间控制器与ETS系统的通信接口为CAN接口，CAN2.0协议。
主站为大型IBM_PC兼容计算机，该主站计算机应该有独立的以太网口，和一套带RS232接口的GPS系统，主站计算机的操作系统采用DOS6.0也可以采用WINDOWS、LINUX、WINCE操作系统，再将GPS系统和计算机的串口(RS232接口)相连。
本发明的ETS系统的对时系统的动作时标获得有以下两种方式：
1)通过外部标准时钟接口获得：系统外接GPS对时系统，每隔一段时间与GPS系统进行一次对时，在一次对时后系统自动进行时间模拟直至下一次对时到达。
2)通过DCS(大中型分散控制系统)统一的内部时钟时标传递方式获得：本ETS系统每隔一段时间与大中型分散控制系统进行一次对时，在一次对时后系统自动进行时间模拟直至下一次对时到达。以保证时标与大中型分散控制系统时标一致。
主站获得时标后，通信到下挂的中间控制器上，中间控制器在整秒单位发出对时信号给下挂的ETS系统，同时将此时的秒以上信息通过CANBUS通信总线传送ETS系统。
ETS系统根据接收到的控制器发出的整秒单位对时信号启动内部毫秒时钟计时。将计时得到的毫秒信号与通信得到的秒以上信号相合成得到ETS系统完整的时钟信号。
图2为ETS动作时间记录功能略解示意图。
ETS系统接受上位控制器的对时处理，以获得精准的系统运行时间。
当外部汽轮机运行参数超限时，通过现场就地的监测设备，相应地会有超限信号发出，ETS系统会捕获到这些信号，从而判断出是哪些参数超限。ETS系统同时会通过对时系统记录超限信号到达时系统运行的精准时间，后将二者结合起来并通过CANBUS发送给中间控制器，中间控制器又将二者结合后的信息通过以太网发送至DCS上位系统。这样，在DCS上位系统，对运行超限参数及动作时间有比较直观的记录。
图3为该ETS系统硬件电路架构示意图。
本ETS系统内部采用两套CPU(微处理器)系统：复杂可编程逻辑阵列部分+51MCU部分。现场就地设备监视汽轮机运行参数信息，并把是否越限信息以开关量的形式发送到本ETS系统的开关量输入通道，复杂可编程逻辑阵列((包含：CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)及FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列))会实时监视经开关量输入通道处理后的通道信息，并经过内部预先设置好的逻辑判断完成相应的逻辑处理，当运行参数满足内部设置好的动作逻辑时，复杂可编程逻辑阵列发出跳闸信号给本ETS系统自带的开关量输出通道，开关量输出通道控制继电器等器件完成汽轮机跳闸电磁阀的动作，从而达到安全停机的目的。同时，复杂可编程逻辑阵列会实时地将采集到的多路运行参数开关量信息动态上传给51MCU(51系列单片机)。51MCU在接收来自复杂可编程逻辑阵列的开关量上传信息的同时，又通过本ETS系统自带的对时通道接收来自控制器的对时操作，并通过自己内部的毫秒模拟操作模拟系统时间。当接收到的来自复杂可编程逻辑阵列的开关量上传信息有变化时，记录相应的变化量序号并记录当前的系统时间。最后通过本ETS系统自带的CAN总线将以上信息发送至DCS系统，完成信息采集并时标记录功能，从而中央监控站可清晰地记录事件变化的时间。
与传统的ETS系统相比，具备事故追忆的汽轮机危急保安ETS系统既可作为单一装置工作于工程现场，也可借助DCS(大中型分散控制系统)系统的强大功能，使其成为DCS系统的一个子系统。通过系统自带的冗余I/O总线技术，DCS系统可以方便地接收ETS系统上传的事件SOE信息，从而可对整个ETS系统进行直观的状态监视分析。该功能的存在丰富和完善了对ETS系统的检修、维护，提高了自动化水平。
以上仅以最佳实施例对本发明做进一步的说明，然其并非对本发明的限定，本发明的保护范围以表示在权利要求的内容为准。
Claims (2)
1.一种汽轮机ETS系统的对时系统，包括GPS对时系统，其特征在于：所述GPS对时系统通过RS232接口与主站计算机相连，主站计算机通过以太网与中间控制器相连，中间控制器通过CANBUS通信总线与ETS系统相连。
2.根据权利要求1所述的汽轮机ETS系统的对时系统的记录动作时间方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)主站计算机通过RS232串口得到GPS时钟的时间标志；
2)通过以太网将主站计算机对时后的时间发送到中间控制器上；
3)中间控制器在整秒时刻发出对时接点脉冲信号至ETS系统，收到对时接点脉冲信号后ETS系统启动内部毫秒时钟计时器，得到毫秒信号；同时中间控制器将该时刻秒以上的信息通过CANBUS通信总线用通信的方式传送到ETS系统；毫秒信号的计时起始点为接受到中间控制器在整秒时发出对时接点脉冲信号时刻；毫秒时间与来自与中间控制器同步的秒以上的信息相加得到准确的系统时间；或ETS系统直接接受GPS的对时操作，直接获得准确的系统时间；
4)ETS系统接收到汽轮机超限信号并动作时，ETS系统记录其动作的准确时间，并通过CANBUS通信总线将超限信号和系统记录的相应时间信息同时发送至DCS系统。
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