CN108019559A - 一种用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置，所述智能电动执行器包括互相连接的控制单元和执行单元，所述停止保护装置包括与控制单元连接的分散控制系统，所述分散控制系统还通过执行器保护模块与执行单元连接，所述执行单元设置有位置传感器，所述位置传感器输出依次连接控制单元和分散控制系统。本发明所提供的用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置，增加DCS为保护逻辑运算的载体，发出保护指令，以执行器的保护装置为核心，停止电动机运转，从而使被控对象如阀门、挡板等调节装置保持位置，避免进入危险区域，由人工手动操控调节装置，避免开足或关煞，给工艺系统造成停运甚至事故损失。
Description
技术领域
本发明涉及电动执行器保护，特别涉及一种用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置。
背景技术
智能电动执行器由控制单元和执行单元两大部分组成，其中：
控制单元包括：微处理控制器、I/O接口 、人机接口、电机驱动器、位置变送器、等等；
执行单元包括：电动机、涡轮减速、手动/电动切换机构、位置传感器、等等；
微处理控制器负责通讯、计算控制、监视、(基于微处理控制器的)保护功能。
保护功能包括：力矩高、过电流、缺相、过压、欠压、超温、断指令信号、断位置传感器信号等等项目。
现有技术中位置传感器本身故障或执行器运行后连续5s未采集到信号，或与开阀、关阀信号相反等，控制单元采取保位或安全方向的开/关动作。现有技术是依赖执行器的控制单元，完成保护项目。但是，一旦控制单元中的电机驱动电路或者保护电路故障导致失灵，在控制单元中的保护功能将起不到作用。在以下情况没有保护，将导致被控制对象超限，引发事故：
1、在控制单元的微处理控制器故障，在没有指令变化的情况下，误发开/关指令给电机驱动器，使电机旋转而输出位置变化。
2、电机驱动器的控制电路故障，在没有指令变化的情况下，打开驱动电路，使电机旋转而输出位置变化。
3、电机驱动器的驱动电力元件多个击穿，在没有指令变化的情况下，使电机旋转而输出位置变化。
例如：望亭发电厂11号机组，作为汽轮机唯一通道的中低压联通管调节蝶阀，在2017年8月20日22:20:07，DCS发出指令由19.7%上升到21.7%，执行器动作中发生控制单元的电机驱动控制电路故障，结果执行器动作关至7%（7%是定位在机械零位处），造成机组负荷急降，中排压力上升，至安全门动作近一个小时。
发明内容
本发明目的是：提供一种用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置，检测到电动执行器失控，并经过过程参数验证，阻止电动执行器继续动作，防止电动执行器动作到危险境地。
本发明的技术方案是：
一种用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置，所述智能电动执行器包括互相连接的控制单元和执行单元，所述停止保护装置包括与控制单元连接的分散控制系统，所述分散控制系统还通过执行器保护模块与执行单元连接，所述执行单元设置有位置传感器，所述位置传感器输出连接控制单元，控制单元再输出给分散控制系统。
优选的，所述分散控制系统为保护逻辑运算的载体，向执行器保护模块发出保护指令，执行器保护模块控制执行单元停止运转。
优选的，所述执行器保护模块嵌入电动执行器，接受分散控制系统发出的指令，断开执行单元电源电路，使执行单元保持保护动作时的位置。
优选的，所述控制单元包括微处理控制器及其连接的I/O接口、人机接口、电机驱动器、位置变送器。
优选的，所述执行单元包括电动机及其连接的涡轮减速、手动/电动切换机构、位置传感器。
优选的，所述停止保护装置的保护功能包括：微处理控制器故障误开的保护；微处理控制器故障误关的保护；驱动电路误开的保护；驱动电路误关的保护；位置传感器某些异常导致误关的保护；位置传感器某些异常导致误开的保护。
本发明的优点是：
本发明所提供的用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置，增加DCS为保护逻辑运算的载体，发出保护指令，以执行器的保护装置为核心，停止电动机运转，从而使被控对象如阀门、挡板等调节装置保持位置，避免进入危险区域，由人工手动操控调节装置，避免开足或关煞，给工艺系统造成停运甚至事故损失。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置的结构原理图；
图2为实施例的汽轮机组中共排热系统的结构原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所提供的用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置，所述智能电动执行器包括互相连接的控制单元和执行单元，所述停止保护装置包括与控制单元连接的分散控制系统，所述分散控制系统还通过执行器保护模块与执行单元连接，所述执行单元设置有位置传感器，所述位置传感器输出依次连接控制单元和分散控制系统。所述分散控制系统为保护逻辑运算的载体，向执行器保护模块发出保护指令，执行器保护模块控制执行单元停止运转。所述执行器保护模块嵌入电动执行器，接受分散控制系统发出的指令，断开执行单元电源电路，使执行单元保持保护动作时的位置，而不会进一步发展到停机事故状态。
如图2所示，汽轮机组中共排热系统中，中低压联通管调节蝶阀采用本发明的电动执行器保护装置，位置传感器和压力传感器分别测量位置和压强信息，汽轮机组中压缸排汽供热系统正常运行时压力0.86-0.92MPa，由DCS进行该阀门所在系统的监控，介于电动执行器以外的DCS是判断智能电动执行器失控误动的一种逻辑运算载体，当发生下列任一情况时断开该阀门电动执行器的电动机电源。保护装置动作指令产生的逻辑如下。
1、开驱动电路误动的判断：指令小于阀门位置4%，且中排压力小于0.70MPa;
2、关驱动电路误动的判断：指令大于阀门位置4%，且中排压力大于0.97MPa;
3、微处理控制器故障或位置传感器某些异常导致误关的判断：运行参数超限，自动运行时，中排压力大于1.03MPa，延时1s。
4、微处理控制器故障或位置传感器某些异常导致误开的判断：运行参数超限，自动运行时，中排压力小于0.55MPa，延时1s。
DCS发出保护指令的同时报警，由人工确认阀门、电动执行器的状态，手动操作阀门，维持机组正常运行。待专业人员确定电动执行器正常后，复制DCS保护后，电动执行器投入运行。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置,所述智能电动执行器包括互相连接的控制单元和执行单元，其特征在于：所述停止保护装置包括与控制单元连接的分散控制系统，所述分散控制系统还通过执行器保护模块与执行单元连接，所述执行单元设置有位置传感器，所述位置传感器输出连接控制单元，控制单元再输出给分散控制系统。
2.根据权利要求1所述的用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置, 其特征在于：所述分散控制系统为保护逻辑运算的载体，向执行器保护模块发出保护指令，执行器保护模块控制执行单元停止运转。
3.根据权利要求2所述的用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置, 其特征在于：所述执行器保护模块嵌入电动执行器，接受分散控制系统发出的指令，断开执行单元电源电路，使执行单元保持保护动作时的位置。
4.根据权利要求3所述的用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置, 其特征在于：所述控制单元包括微处理控制器及其连接的I/O接口、人机接口、电机驱动器、位置变送器。
5.根据权利要求4所述的用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置, 其特征在于：所述执行单元包括电动机及其连接的涡轮减速、手动/电动切换机构、位置传感器。
6.根据权利要求5所述的用于智能电动执行器异常动作时的停止保护装置, 其特征在于：所述停止保护装置的保护功能包括：微处理控制器故障误开的保护；微处理控制器故障误关的保护；驱动电路误开的保护；驱动电路误关的保护；位置传感器某些异常导致误关的保护；位置传感器某些异常导致误开的保护。
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