CN109446124B - 一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构及方法 - Google Patents

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Abstract

一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构及方法,该驱动级结构包括工程师站,工程师站与数据交换模块通过以太网线连接,输入信号组通过信号线连接输入端子模块,输入端子模块与输入模块连接,输出模块与输出端子模块连接,输出端子模块的输出通道将输出信号组通过输出数据通道传输到外部设备;输入模块、控制模块和输出模块并行连接在系统总线上,数据交换模块与控制模块连接;本发明还公开了该驱动级结构的驱动方法;设备驱动级连接结构简单,驱动控制方式多样,脉冲指令和单控长指令可以随时切换,脉冲宽度可设定,具有启动允许条件限制、停止允许条件限制、保护启动、保护停止、自动判断反馈信号故障、自动判断设备跳闸和自动判断操作失败功能。

Description

一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构及方法
技术领域
本发明涉及电厂控制技术领域,具体涉及一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构及方法。
背景技术
火电机组生产过程中包含了大量的马达及电磁阀类设备,这类设备通过脉冲信号或者电平信号进行启动和停止控制,具有启动和停止反馈,在控制过程中没有中停控制及反馈。例如电厂的各种给水泵(凝结水泵、反渗透给水泵、综合水泵等)、各种电压等级的马达及电机(引风机、一次风机、密封风机)以及各种类型的电磁阀等。对这些马达及电磁阀类设备的运行控制策略及方法直接决定机组的发电效率,并对设备的安全运行及保护至关重要。不当的控制策略及方法往往会导致发电机组停机,严重的会造成设备损坏、人员伤亡等重大安全事故。所以,研究马达及电磁阀类设备的控制方法至关重要,目前各个电厂对马达及电磁阀类设备的控制及运行方法多样,各种控制方法都没有能够全面考虑到马达及电磁阀类设备的特点,包括各种条件下的启动、停止操作方法、调试及监控的操作方法等,这些控制方法具有潜在的局限性,不能够满足火电机组安全控制的需求。在此基础上,提出一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构及方法。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构及方法,设备驱动级连接结构简单,驱动控制方式多样,脉冲指令和单控长指令可以随时切换,脉冲宽度可设定,具有启动允许条件限制、停止允许条件限制、保护启动、保护停止、自动判断反馈信号故障、自动判断设备跳闸和自动判断操作失败功能。
为达到以上目的,本发明采用如下技术方案:
一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构,包括工程师站A、数据交换模块C、输入端子模块D、输入模块E、控制模块F、输出模块G、输出端子模块H、输入信号组B和输出信号组I;
所述工程师站A与数据交换模块C之间通过以太网线连接,输入信号组B通过信号线连接输入端子模块D,输入端子模块D通过8位并行数据线与输入模块E连接,输出模块G通过8位并行数据线与输出端子模块H连接,输出端子模块H的输出通道将输出信号组I通过输出数据通道传输到外部设备;输入模块E、控制模块F和输出模块G并行连接在系统总线上,系统总线为标准的CAN总线;数据交换模块C与控制模块F通过8位并行数据总线连接。
所述输入端子模块D包含10路互相隔离的输入通道,能够接入10路互相隔离的输入信号,每个输入通道包含两个接线柱,一个为正极接线柱,一个为负极接线柱;输出端子模块H包含6路独立的输出通道,每个输出通道包含两个接线柱,一个为正极接线柱,一个为负极接线柱。
输入信号组B包含10路数字量输入,数字量只有0和1两种值,10路数字量输入分别为第一路输入信号B1,第二路输入信号B2,依次第十路输入信号B10;输出信号组I包含6路输出信号,这六路输出信号分别为第一路输出信号I1,第二路输出信号I2,依次第六路输出信号I6,其中第一路输出信号I1的输出数据类型为4字节无符号整形输出,其余五路输出均为数字量输出。
第一路输入信号B1连接设备驱动级MOTOR的自动启Auto1输入,第二路输入信号B2对应设备驱动级MOTOR的自动停Auto2输入,依次,B3对应启动允许Pmt1输入,B4对应停止允许Pmt2输入,B5对应保护启动Pro1输入,B6对应保护停止Pro2输入,B7对应启动反馈Fb1输入,B8对应停止反馈Fb2输入,B9对应就地或远方Fb3输入,B10对应就地故障Fb4输入;第一路输出信号I1对应设备驱动级MOTOR的状态打包点DS输出,I2对应启动指令Dmd1输出,I3对应停止指令Dmd2输出,I4对应反馈故障FL输出,I5对应跳闸故障Trip输出,I6对应操作故障OpFL输出。
上述所述一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级方法:
火电机组马达及电磁阀类设备驱动级,符号采用MOTOR,输入包括:自动启Auto1、自动停Auto2、启动允许Pmt1、停止允许Pmt2、保护启动Pro1、保护停止Pro2、启动反馈Fb1、停止反馈Fb2、就地或远方Fb3和就地故障Fb4;输出包括:状态打包点DS、启动指令Dmd1、停止指令Dmd2、反馈故障FL、跳闸故障Trip和操作故障OpFL;中间参数包括:设备类型及输出指令信号模式DType、输出指令脉冲宽度DmdT、设备行程时间OverT;
火电机组马达及电磁阀类设备的类型DType根据指令信号的类型分为两种:脉冲指令类设备,采用DType=0表示以及单控长指令类设备,采用DType=1表示;
火电机组马达及电磁阀类设备驱动级内部包括如下参数:设备驱动级故障,采用Fail表示,当Fail=1时,表示整个设备驱动级处于故障状态,设备驱动级拒绝执行任何对设备的操作指令,用户必须发复位指令复位设备驱动级故障到正常状态,即Fail=0,才能通过设备驱动级控制设备;启动故障,采用OpenFail表示,当OpenFail=1时,表示设备在启动过程中发生故障;停止故障,采用CloseFail表示,当CloseFail=1时,表示设备在停止过程中发生故障;输出指令脉冲宽度DmdT,表示当输出指令为脉冲指令时脉冲指令信号的宽度;运算周期dt,表示该设备驱动级的运算周期,设备驱动级按照该时间周期执行运算;设备挂牌TagOn,表示设备的一种状态,在该状态下通过设备驱动级的所有操作都不执行;
火电机组马达及电磁阀类设备驱动级内部包含三个定时器,指令发出脉冲时间计时器PulseTime:表示指令发出后的脉冲宽度时间,用于实现脉冲指令发出设定时间的脉冲宽度,在指定的脉冲时间将指令置0;操作故障判断计时器OpflTime;跳闸故障判断计时器TripTime;驱动级内部包含触发器,用来存储和记录设备的状态,具有设备状态保位的功能;分别为启动触发器RS[0]、停止触发器RS[1]、启动故障判断触发器RS[3]和停止故障判断触发器RS[4];启动触发器RS[0],RS[0]=1表示设备启动指令已经发出,正在执行启动操作;停止触发器RS[1],RS[1]=1表示设备停止指令发出,正在执行停止操作;停止故障判断触发器RS[4];在设备停止指令发出后置位,用来实现停止故障的判断;启动故障判断触发器RS[3],在设备启动指令发出后,用来实现启动故障的判断;
工程师站A通过控制组态和监控画面两个模块操作该设备驱动级,通过控制组态执行设备调试操作和在线命令操作,通过监控画面执行在线命令操作;其中,设备调试操作包括启动、停止、复位、挂牌和挂牌切除操作;在线命令包括复位指令Reset、启动指令Open和停止指令Close;复位指令Reset表示通过工程师站控制组态或者监控画面发出的复位指令,Reset=1,复位指令有效,Reset=0复位指令无效;启动指令Open表示通过工程师站控制组态或者监控画面发出的启动指令,Open=1,启动指令有效,Open=0启动指令无效;停止指令Close表示通过工程师站控制组态或者监控画面发出的停止指令,Close=1,停止指令有效,Close=0停止指令无效;
工程师站A执行设备调试操作或者在线命令操作,这些操作通过数据交换模块C发送给控制模块F,设备驱动级在控制模块F按照执行的周期执行设定的运算,每个运算周期控制模块F读入输入信号组B,执行马达及电磁阀类设备驱动级方法,结果数据写入到输出信号组I;每个运算周期输入端子模块D将输入信号组B传输到输入模块E,输入模块E将输入信号组B通过CAN总线发送给控制模块F,输出模块G将输出信号传输到输出端子模块H,输出端子模块H将输出信号输出到输出信号组I;
马达及电磁阀类设备驱动级按照设定的运算周期dt执行计算,每个运算周期依次按照顺序执行复位、停止、启动、脉冲指令计时、停止故障判断、启动故障判断和打包点计算;每个步骤在执行时首先要进行条件判断,当本步骤执行的条件满足时,才执行本步骤的操作,否则直接进入下一步骤执行;马达及电磁阀类设备的停止优先于启动,所以先处理停止,然后处理启动;反馈故障FL的判断,当启动反馈Fb1和停止反馈Fb2同时为1时,FL=1,否则FL=0;每个运算周期,马达及电磁阀类设备驱动级按照如下方法执行:
步骤1,复位
复位阶段首先判断设备驱动级故障,当驱动级存在故障,并且复位指令Reset发出,执行设备驱动级的复位操作,否则,不执行复位操作;当复位指令有效,即Reset=1,并且设备驱动级故障,即Fail=1,操作过程如下:
(1)将复位指令清零,使复位指令无效,即Reset=0;
(2)将跳闸故障Trip输出复位为0,即Trip=0;
(3)将操作故障OpFL输出复位为0,OpFL=0;
(4)将启动触发器RS[0]置为0,RS[0]=0;
(5)将停止触发器RS[1]置为0,RS[1]=0;
(6)将启动故障判断触发器RS[3]置为0,RS[3]=0;
(7)将停止故障判断触发器RS[4]置为0,RS[4]=0;
(8)启动故障和停止故障复位为0,即OpenFail=0,CloseFail=0;
(9)设备驱动级故障复位为0,即Fail=0;
(10)指令发出脉冲时间计时器置为0,用于指定脉冲宽度后将指令置为0,PulseTime=0;
(11)将操作故障判断计时器复位为0,OpflTime=0;
(12)将跳闸故障判断计时器复位为0,TripTime=0;
步骤2,停止
首先判断设备是否挂牌,当设备没有挂牌即TagOn=0,并且满足如下条件(a)和条件(b)之一:
(a)保护停止指令有效,即保护停止指令Pro2从0变为1,
(b)设备驱动级无故障即Fail=0,并且保护启动指令无效即Pro1=0,停止允许有效即Pmt2=1,并且未发停止触发器指令即RS[1]=0的条件下,自动停指令发出即Auto2=1或者在线命令的停止指令发出即Close=1,进入设备停止的操作过程,执行如下操作:
(1)启动指令无效,置启动指令输出Dmd1为0即Dmd1=0;
(2)停止指令有效,置停止指令输出Dmd2为1即Dmd2=1;
(3)停止触发器置为1即RS[1]=1,表示设备正在执行停止;
(4)启动触发器置为0即RS[0]=1;
(5)指令发出脉冲时间计时器清零即PulseTime=0;
(6)操作故障判断计时器清零即OpflTime=0;
(7)跳闸故障判断计时器清零即TripTime=0;
步骤3,启动
首先判断设备是否挂牌,当设备没有挂牌即TagOn=0,并且满足如下条件(a)和条件(b)之一:
(a)保护启动指令有效,即保护启动Pro1从0变为1;
(b)设备驱动级无故障即Fail=0,并且保护停止指令无效Pro2=0,启动允许有效即Pmt1=1,并且自动停指令无效Auto2=0,且在未发启动触发器指令即RS[0]=0的条件下,自动启指令发出即Auto1=1或者在线命令的启动指令发出即Open=1,进入设备启动的操作过程,执行如下操作:
(1)启动指令有效,置启动指令输出Dmd1置为1即Dmd1=1;
(2)停止指令无效,置停止指令输出Dmd2为0即Dmd2=0;
(3)启动触发器置为1即RS[0]=1,表示设备正在执行启动;
(4)停止触发器置为0即RS[1]=0;
(5)停止故障判断触发器RS[4]置为0即RS[4]=0;
(6)指令发出脉冲时间计时器清零即PulseTime=0;
(7)操作故障判断计时器清零即OpflTime=0;
(8)跳闸故障判断计时器清零即TripTime=0;
步骤4,脉冲指令计时
判断DType=0时,表示设备是脉冲指令类设备,需要执行脉冲指令计时,否则当设备为长指令类设备时,本步骤不执行;
然后判断停止指令Dmd2是否有效,即Dmd2=1,当停止指令有效,停止指令已经输出1,开始计时,到了DmdT时间后,停止指令无效,输出置为0,即Dmd2=0;每个周期指令发出脉冲时间计时器PulseTime执行累加操作,累加运算周期dt,即PulseTime=PulseTime+dt;累加操作执行完成后,判断PulseTime是否大于输出指令脉冲宽度DmdT,当PulseTime>DmdT时,脉冲时间到,将停止指令Dmd2置为0,即Dmd2=0,将指令发出脉冲时间计时器置为0,即PulseTime=0;
其次判断启动指令Dmd1是否有效,即Dmd1=1,当启动指令有效,启动指令已经输出1,则开始计时,到了DmdT时间后,启动指令无效,输出置为0,即Dmd1=0;每个周期指令发出脉冲时间计时器PulseTime执行累加操作,累加运算周期dt,即PulseTime=PulseTime+dt;累加操作执行完成后,判断PulseTime是否大于输出指令脉冲宽度DmdT,当PulseTime>DmdT时,脉冲时间到,将启动指令Dmd1置为0,即Dmd1=0,将指令发出脉冲时间计时器置为0,即PulseTime=0;
步骤5,停止故障判断
停止故障包括设备的操作故障或跳闸故障,当设备出现操作故障或者跳闸故障任何一种故障时,或者两种故障同时出现时,表示设备处于停止故障;停止故障是操作故障和跳闸故障执行或操作;停止故障判断按照如下顺序执行:
当停止触发器RS[1]已经输出1,停止操作执行,开始计时;当无停止反馈Fb2,且无跳闸故障Trip,且无操作故障OpFL时,操作故障判断计时器OpflTime执行累加操作,累加设备驱动级的运算周期dt,即OpflTime=OpflTime+dt;当操作故障判断计时器大于设备行程时间OverT并且停止反馈Fb2为0,则发操作故障OpFL输出,即OpFL=1,同时将操作故障判断计时器OpflTime清零,即OpflTime=0;
当停止反馈Fb2为1时,表示设备停止结束,将操作故障OpFL置0,表示无操作故障,设备成功停止,同时将操作故障判断计时器OpflTime清零,即OpflTime=0;
每个运算周期,跳闸故障判断计时器TripTime执行累加操作,累加设备驱动级的运算周期dt,即TripTime=TripTime+dt,然后执行如下操作:
如果TripTime大于设备行程时间OverT并且停止反馈为0且无操作故障,则发跳闸故障输出即将跳闸故障Trip置为1,即Trip=1,否则将跳闸故障Trip置为0;
最后计算停止故障,停止故障=跳闸故障或操作故障,即CloseFail=OpFL||Trip,||表示逻辑或操作;
步骤6,启动故障判断
首先,判断启动触发器RS[0],当RS[0]已经输出1,则开始计时,操作故障判断计时器和跳闸故障判断计时器开始执行周期累加操作,即OpflTime=OpflTime+dt;TripTime=TripTime+dt;
其次,当操作故障判断计时器大于设备行程时间并且启动反馈为0,则发操作故障,将操作故障OpFL置为1,并将操作故障判断计时器置为1,否则将操作故障OpFL置为0,将操作故障判断计时时间置为0;如果跳闸故障判断计时器大于设备行程时间并且启动反馈为0且无操作故障,则发跳闸故障输出,将跳闸故障Trip置为1,否则将跳闸故障Trip置为0;
最后,计算启动故障,启动故障=跳闸故障或操作故障,即OpenFail=Trip||OpFL,其中||表示逻辑或运算;
步骤7,打包点的计算
打包点DS,打包点DS的输出值按照如下步骤和方法计算,其中<<表示位左移操作,第二个操作数表示左移的位数;
(1)第0位到第4位的含义按照位顺序依次为保护停止Pro2、保护启动Pro1、自动中间停Auto3、自动停Auto2和自动启Auto1,公式如下:
DS=DS+Pro2+(Pro1<<1)+(Auto3<<2)+(Auto2<<3)+(Auto1<<4);
(2)第5到第7位的含义按照位顺序依次为中停指令Dmd3、停止指令Dmd2和启动指令Dmd1,公式如下:
DS=DS+(Dmd3<<5)+(Dmd2<<6)+(Dmd1<<7);
(3)第8到第10位的含义按照位顺序依次为允许远操Din[9]Fb3、停止允许Din[4]Pmt2和启动允许Din[3]Pmt1,公式如下:
DS=DS+(Fb3<<8)+((Pmt2&&!Fail&&!Pro1)<<9)+((Pmt1&&!Fail&&!Pro2)<<10);
(4)第11位、第13到第16位的含义按照位顺序依次为挂牌TagOn、停止触发器RS[1]、启动触发器RS[0]、停止反馈Fb2和启动反馈Fb1,第12为预留位;公式如下:
DS=DS+(TagOn<<11)+(RS[1]<<13)+(RS[0]<<14)+(Fb2<<15)+(Fb1<<16);
(5)第17位到第22位的含义按照位顺序依次为停止故障CloseFail、启动故障OpenFail、反馈故障FL、操作故障OpFL、就地故障Fb4和跳闸故障Trip,公式如下:
DS=DS+(CloseFail<<17)+(OpenFail<<18)+(FL<<19)+(OpFL<<20)+(Fb4<<21)+(Trip<<22);
至此,马达及电磁阀类设备驱动级的计算全部完成。
本发明和现有技术相比,具有如下优点:
1、马达及电磁阀类设备驱动级工作方式多,可以根据控制工艺选择设备的驱动级工作方式,同时支持控制信号类型为脉冲指令和单控长指令的设备,并且支持在线修改设备信号的类型。
2、马达及电磁阀类设备驱动级实现了脉冲宽度的动态设置,可以根据实际需要进行调试和动态改变指令脉冲宽度。
2、马达及电磁阀类设备的驱动级方法具有记忆功能,每次运行都会判断设备的运行状态,为设备的安全运行和保护提供了保证。
3、马达及电磁阀类设备的驱动的功能多样,具有启动允许条件限制、停止允许条件限制、不受允许条件限制的保护启动、不受允许条件限制的保护停止、自动判断反馈信号故障、自动判断设备跳闸、自动判断操作失败等功能。
4、马达及电磁阀类设备的驱动级停止优先于启动,所以先处理停止,然后处理启动,并且在停止和启动过程中加入了保护启动和停止允许条件判断,保护启动和保护停止条件判断,并且保护启动指令及停止指令优先级高于常规启动和停止指令。
附图说明
图1是一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构图;。
图2是一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级逻辑模型图。
图3火电机组马达及电磁阀类设备驱动级应用示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及工程中的应用实例,对本发明做进一步详细描述。
如图1所示,本发明一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构,包括工程师站A、数据交换模块C、输入端子模块D、输入模块E、控制模块F、输出模块G、输出端子模块H、输入信号组B和输出信号组I;所述工程师站A与数据交换模块C之间通过以太网线连接,输入信号组B通过信号线连接输入端子模块D,输入端子模块D通过8位并行数据线与输入模块E连接,输出模块G通过8位并行数据线与输出端子模块H连接,输出端子模块H的输出通道将输出信号组I通过输出数据通道传输到外部设备;输入模块E、控制模块F和输出模块G并行连接在系统总线上,系统总线为标准的CAN总线;数据交换模块C与控制模块F通过8位并行数据总线连接。
所述输入信号组B包含10路数字量输入,数字量只有0和1两种值,10路数字量输入分别为第一路输入信号B1,第二路输入信号B2,依次第十路输入信号B10;输出信号组I包含6路输出信号,这六路输出信号分别为第一路输出信号I1,第二路输出信号I2,依次第六路输出信号I6,其中第一路输出信号I1的输出数据类型为4字节无符号整形输出,其余五路输出均为数字量输出。
如图2所示,第一路输入信号B1连接设备驱动级MOTOR的自动启Auto1输入,第二路输入信号B2对应设备驱动级MOTOR的自动停Auto2输入,依次,B3对应启动允许Pmt1输入,B4对应停止允许Pmt2输入,B5对应保护启动Pro1输入,B6对应保护停止Pro2输入,B7对应启动反馈Fb1输入,B8对应停止反馈Fb2输入,B9对应就地或远方Fb3输入,B10对应就地故障Fb4输入;第一路输出信号I1对应设备驱动级MOTOR的状态打包点DS输出,I2对应启动指令Dmd1输出,I3对应停止指令Dmd2输出,I4对应反馈故障FL输出,I5对应跳闸故障Trip输出,I6对应操作故障OpFL输出。
如图3为火电机组发达及电磁阀类设备驱动级的一种应用示意图,图中给出了火电厂水系统中的2#一级反渗透变频泵的启动、停止控制方法。六路输入信号连接关系,2#一级反渗透变频泵自动启动Sig-1连接驱动级的Auto1、2#一级反渗透变频泵自动停止Sig-2连接驱动级的Auto2、清水泵跳闸停2#反渗透变频泵Sig-3连接Pro2、2#一级反渗透变频泵运行Sig-4连接驱动级的Fb1、2#一级反渗透变频泵关闭Sig-5连接驱动级的Fb2、2#一级反渗透变频泵远方Sig-6连接驱动级的Fb3,2路输出信号连接关系,2#一级反渗透变频泵启动指令Sig-7连接驱动级的Dmd1、2#一级反渗透变频泵停止指令Sig-8连接驱动级的Dmd2;该控制方法包含自动启动过程,自动停止、保护停止和远方就地控制。当2#一级反渗透变频泵自动启动Sig-1信号有效,并且2#一级反渗透变频泵自动停止Sig-2无效,且清水泵跳闸停2#反渗透变频泵无效(无保护停止),则输出2#一级反渗透变频泵启动指令;当2#一级反渗透变频泵自动启动Sig-1信号无效,并且2#一级反渗透变频泵自动停止Sig-2有效,且清水泵跳闸停2#反渗透变频泵无效(无保护停止),则输出2#一级反渗透变频泵停止指令;当2#一级反渗透变频泵自动启动Sig-6信号有效,设备工作在就地,则2#一级反渗透变频泵启动指令和2#一级反渗透变频泵停止指令均不会输出,就地控制优先级高于设备驱动级远方启动和停止指令,通过该马达及电磁阀类设备驱动级可以完成对2#一级反渗透变频泵的远程控制,实现了2#一级反渗透变频泵的受允许条件限制的启动和停止、不受允许条件限制的保护启动和保护停止、自动判断反馈信号故障、自动判断设备跳闸、自动判断操作失败等功能,非常快捷地完成了对2#一级反渗透变频泵的运行控制和故障保护。

Claims (4)

1.一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构的驱动方法,所述设备驱动级结构包括工程师站(A)、数据交换模块(C)、输入端子模块(D)、输入模块(E)、控制模块(F)、输出模块(G)、输出端子模块(H)、输入信号组(B)和输出信号组(I);
所述工程师站(A)与数据交换模块(C)之间通过以太网线连接,输入信号组(B)通过信号线连接输入端子模块(D),输入端子模块(D)通过8位并行数据线与输入模块(E)连接,输出模块(G)通过8位并行数据线与输出端子模块(H)连接,输出端子模块(H)的输出通道将输出信号组(I)通过输出数据通道传输到外部设备;输入模块(E)、控制模块(F)和输出模块(G)并行连接在系统总线上,系统总线为标准的CAN总线;数据交换模块(C)与控制模块(F)通过8位并行数据总线连接;
其特征在于:所述驱动方法如下:
火电机组马达及电磁阀类设备驱动级,符号采用MOTOR,输入包括:自动启Auto1、自动停Auto2、启动允许Pmt1、停止允许Pmt2、保护启动Pro1、保护停止Pro2、启动反馈Fb1、停止反馈Fb2、就地或远方Fb3和就地故障Fb4;输出包括:状态打包点DS、启动指令Dmd1、停止指令Dmd2、反馈故障FL、跳闸故障Trip和操作故障OpFL;中间参数包括:设备类型及输出指令信号模式DType、输出指令脉冲宽度DmdT、设备行程时间OverT;
火电机组马达及电磁阀类设备的类型DType根据指令信号的类型分为两种:脉冲指令类设备, 采用DType=0表示以及单控长指令类设备,采用DType=1表示;
火电机组马达及电磁阀类设备驱动级内部包括如下参数:设备驱动级故障,采用Fail表示,当Fail=1时,表示整个设备驱动级处于故障状态,设备驱动级拒绝执行任何对设备的操作指令,用户必须发复位指令复位设备驱动级故障到正常状态,即Fail=0,才能通过设备驱动级控制设备;启动故障,采用OpenFail表示,当OpenFail=1时,表示设备在启动过程中发生故障;停止故障,采用 CloseFail表示,当CloseFail=1时,表示设备在停止过程中发生故障;输出指令脉冲宽度DmdT,表示当输出指令为脉冲指令时脉冲指令信号的宽度;运算周期dt,表示该设备驱动级的运算周期,设备驱动级按照该运算周期执行运算;设备挂牌TagOn,表示设备的一种状态,在该状态下通过设备驱动级的所有操作都不执行;
火电机组马达及电磁阀类设备驱动级内部包含三个定时器,指令发出脉冲时间计时器PulseTime:表示指令发出后的脉冲宽度时间,用于实现脉冲指令发出设定时间的脉冲宽度,在指定的脉冲时间将指令置0;操作故障判断计时器OpflTime;跳闸故障判断计时器TripTime; 驱动级内部包含触发器,用来存储和记录设备的状态,具有设备状态保位的功能;分别为启动触发器RS[0]、停止触发器RS[1]、启动故障判断触发器RS[3]和停止故障判断触发器RS[4];启动触发器RS[0],RS[0]=1表示设备启动指令已经发出,正在执行启动操作;停止触发器RS[1],RS[1]=1表示设备停止指令发出,正在执行停止操作;停止故障判断触发器RS[4];在设备停止指令发出后置位,用来实现停止故障的判断;启动故障判断触发器RS[3],在设备启动指令发出后,用来实现启动故障的判断;
工程师站(A)通过控制组态和监控画面两个模块操作该设备驱动级,通过控制组态执行设备调试操作和在线命令操作,通过监控画面执行在线命令操作;其中,设备调试操作包括启动、停止、复位、挂牌和挂牌切除操作;在线命令包括复位指令Reset、启动指令Open和停止指令Close;复位指令Reset表示通过工程师站控制组态或者监控画面发出的复位指令,Reset=1,复位指令有效,Reset=0复位指令无效;启动指令Open表示通过工程师站控制组态或者监控画面发出的启动指令, Open=1,启动指令有效,Open=0启动指令无效;停止指令Close表示通过工程师站控制组态或者监控画面发出的停止指令,Close=1,停止指令有效,Close=0停止指令无效;
工程师站(A)执行设备调试操作或者在线命令操作,这些操作通过数据交换模块(C)发送给控制模块(F),设备驱动级在控制模块(F)按照执行的周期执行设定的运算,每个运算周期控制模块(F)读入输入信号组(B),执行马达及电磁阀类设备驱动级方法,结果数据写入到输出信号组(I);每个运算周期输入端子模块(D)将输入信号组(B)传输到输入模块(E),输入模块E将输入信号组(B)通过CAN总线发送给控制模块(F), 输出模块(G)将输出信号传输到输出端子模块(H),输出端子模块(H)将输出信号输出到输出信号组(I);
马达及电磁阀类设备驱动级按照设定的运算周期dt执行计算,每个运算周期依次按照顺序执行复位、停止、启动、脉冲指令计时、停止故障判断、启动故障判断和打包点计算;每个步骤在执行时首先要进行条件判断,当本步骤执行的条件满足时,才执行本步骤的操作,否则直接进入下一步骤执行;马达及电磁阀类设备的停止优先于启动,所以先处理停止,然后处理启动;反馈故障FL的判断,当启动反馈Fb1和停止反馈Fb2同时为1时, FL=1,否则FL=0 ;每个运算周期,马达及电磁阀类设备驱动级按照如下方法执行:
步骤1,复位
复位阶段首先判断设备驱动级故障,当驱动级存在故障,并且复位指令Reset发出,执行设备驱动级的复位操作,否则,不执行复位操作;当复位指令有效,即Reset=1,并且设备驱动级故障,即Fail=1,操作过程如下:
(1)将复位指令清零,使复位指令无效,即Reset=0;
(2)将跳闸故障Trip 输出复位为0,即Trip=0;
(3)将操作故障OpFL 输出复位为0,OpFL=0;
(4)将启动触发器RS[0]置为0,RS[0]=0;
(5)将停止触发器RS[1]置为0,RS[1]=0;
(6)将启动故障判断触发器RS[3]置为0,RS[3]=0;
(7)将停止故障判断触发器RS[4]置为0,RS[4]=0;
(8)启动故障和停止故障复位为0,即OpenFail=0,CloseFail=0;
(9)设备驱动级故障复位为0,即Fail=0;
(10)指令发出脉冲时间计时器置为0,用于指定脉冲宽度后将指令置为0,PulseTime=0;
(11)将操作故障判断计时器复位为0,OpflTime=0;
(12)将跳闸故障判断计时器复位为0,TripTime=0;
步骤2,停止
首先判断设备是否挂牌,当设备没有挂牌即TagOn=0,并且满足如下条件(a)和条件(b)之一:
(a)保护停止指令有效,即保护停止指令Pro2从0变为1,
(b)设备驱动级无故障即Fail=0,并且保护启动指令无效即Pro1=0,停止允许有效即Pmt2=1,并且未发停止触发器指令即RS[1]=0 的条件下,自动停指令发出即Auto2=1或者在线命令的停止指令发出即Close=1,进入设备停止的操作过程,执行如下操作:
(1)启动指令无效,置启动指令输出Dmd1 为0即Dmd1=0;
(2)停止指令有效,置停止指令输出Dmd2 为1即Dmd2=1;
(3)停止触发器置为1即RS[1]=1,表示设备正在执行停止;
(4)启动触发器置为0即RS[0]=1;
(5)指令发出脉冲时间计时器清零即PulseTime=0;
(6)操作故障判断计时器清零即OpflTime=0;
(7)跳闸故障判断计时器清零即TripTime=0;
步骤3,启动
首先判断设备是否挂牌,当设备没有挂牌即TagOn=0,并且满足如下条件(a)和条件(b)之一:
(a)保护启动指令有效,即保护启动Pro1从0变为1;
(b)设备驱动级无故障即Fail=0,并且保护停止指令无效Pro2=0,启动允许有效即Pmt1=1,并且自动停指令无效Auto2=0,且在未发启动触发器指令即RS[0]=0 的条件下,自动启指令发出即Auto1=1或者在线命令的启动指令发出即Open=1,进入设备启动的操作过程,执行如下操作:
(1)启动指令有效,置启动指令输出Dmd1 置为1即Dmd1=1;
(2)停止指令无效,置停止指令输出Dmd2 为0即Dmd2=0;
(3)启动触发器置为1即RS[0]=1,表示设备正在执行启动;
(4)停止触发器置为0即RS[1]=0;
(5)停止故障判断触发器RS[4]置为0即RS[4]=0;
(6)指令发出脉冲时间计时器清零即PulseTime=0;
(7)操作故障判断计时器清零即OpflTime=0;
(8)跳闸故障判断计时器清零即TripTime=0;
步骤4,脉冲指令计时
判断DType=0时,表示设备是脉冲指令类设备,需要执行脉冲指令计时,否则当设备为长指令类设备时,本步骤不执行;
然后判断停止指令Dmd2是否有效,即Dmd2=1,当停止指令有效,停止指令已经输出1,开始计时,到了DmdT时间后,停止指令无效,输出置为0,即Dmd2=0;每个周期指令发出脉冲时间计时器PulseTime执行累加操作,累加运算周期dt,即PulseTime=PulseTime+dt;累加操作执行完成后,判断PulseTime是否大于输出指令脉冲宽度DmdT,当PulseTime>DmdT时,脉冲时间到,将停止指令Dmd2 置为0,即Dmd2=0,将指令发出脉冲时间计时器置为0,即PulseTime=0;
其次判断启动指令Dmd1是否有效,即Dmd1=1,当启动指令有效,启动指令已经输出1,则开始计时,到了DmdT时间后,启动指令无效,输出置为0,即Dmd1=0;每个周期指令发出脉冲时间计时器PulseTime执行累加操作,累加运算周期dt,即PulseTime=PulseTime+dt;累加操作执行完成后,判断PulseTime是否大于输出指令脉冲宽度DmdT,当PulseTime>DmdT时,脉冲时间到,将启动指令Dmd1 置为0,即Dmd1=0,将指令发出脉冲时间计时器置为0,即PulseTime=0;
步骤5,停止故障判断
停止故障包括设备的操作故障或跳闸故障,当设备出现操作故障或者跳闸故障任何一种故障时,或者两种故障同时出现时,表示设备处于停止故障;停止故障是操作故障和跳闸故障执行或操作;停止故障判断按照如下顺序执行:
当停止触发器RS[1] 已经输出1,停止操作执行,开始计时;当无停止反馈Fb2,且无跳闸故障Trip,且无操作故障OpFL时,操作故障判断计时器OpflTime执行累加操作,累加设备驱动级的运算周期dt,即OpflTime=OpflTime+dt;当操作故障判断计时器大于设备行程时间OverT并且停止反馈Fb2为0,则发操作故障OpFL输出,即OpFL=1,同时将操作故障判断计时器OpflTime清零,即OpflTime=0;
当停止反馈Fb2为1时,表示设备停止结束,将操作故障OpFL置0,表示无操作故障,设备成功停止,同时将操作故障判断计时器OpflTime清零,即OpflTime=0;
每个运算周期,跳闸故障判断计时器TripTime执行累加操作,累加设备驱动级的运算周期dt,即TripTime=TripTime+dt,然后执行如下操作:
如果TripTime大于设备行程时间OverT并且停止反馈为0且无操作故障,则发跳闸故障输出即将跳闸故障Trip置为1,即Trip=1,否则将跳闸故障Trip置为0;
最后计算停止故障,停止故障=跳闸故障或操作故障,即CloseFail=OpFL||Trip,||表示逻辑或操作;
步骤6,启动故障判断
首先,判断启动触发器RS[0],当RS [0]已经输出1,则开始计时, 操作故障判断计时器和跳闸故障判断计时器开始执行周期累加操作,即OpflTime=OpflTime+dt; TripTime=TripTime+dt;
其次,当操作故障判断计时器大于设备行程时间并且启动反馈为0,则发操作故障,将操作故障OpFL置为1,并将操作故障判断计时器置为1,否则将操作故障OpFL置为0,将操作故障判断计时时间置为0;如果跳闸故障判断计时器大于设备行程时间并且启动反馈为0且无操作故障,则发跳闸故障输出,将跳闸故障Trip置为1,否则将跳闸故障Trip置为0;
最后,计算启动故障,启动故障=跳闸故障或操作故障,即OpenFail=Trip|| OpFL,其中||表示逻辑或运算;
步骤7,打包点的计算
打包点DS,打包点DS的输出值按照如下步骤和方法计算,其中<<表示位左移操作,第二个操作数表示左移的位数;
(1)第0位到第4位的含义按照位顺序依次为保护停止Pro2、保护启动Pro1、自动中间停Auto3、自动停Auto2和自动启Auto1,公式如下:
DS=DS+Pro2+(Pro1<<1)+(Auto3<<2)+(Auto2<<3)+(Auto1<<4);
(2)第5到第7位的含义按照位顺序依次为中停指令Dmd3、停止指令Dmd2和启动指令Dmd1,公式如下:
DS=DS+(Dmd3<<5)+(Dmd2<<6)+(Dmd1<<7);
(3)第8到第10位的含义按照位顺序依次为允许远操Din[9]Fb3、停止允许Din[4]Pmt2和启动允许Din[3]Pmt1,公式如下:
DS=DS+(Fb3<<8)+((Pmt2&&!Fail&&!Pro1)<<9)+((Pmt1&&!Fail&&!Pro2)<<10);
(4)第11位、第13到第16位的含义按照位顺序依次为挂牌TagOn、停止触发器RS[1]、启动触发器RS[0]、停止反馈Fb2和启动反馈Fb1,第12为预留位;公式如下:
DS=DS+(TagOn<<11) +(RS[1]<<13)+(RS[0]<<14)+(Fb2<<15)+(Fb1<<16);
(5)第17位到第22位的含义按照位顺序依次为停止故障CloseFail、启动故障OpenFail、反馈故障FL、操作故障OpFL、就地故障Fb4和跳闸故障Trip,公式如下:DS=DS+(CloseFail<<17)+(OpenFail<<18)+(FL<<19)+(OpFL<<20)+(Fb4<<21)+(Trip<<22);
至此,马达及电磁阀类设备驱动级的计算全部完成。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构的驱动方法,其特征在于:所述输入端子模块(D)包含10路互相隔离的输入通道,能够接入10路互相隔离的输入信号,每个输入通道包含两个接线柱,一个为正极接线柱,一个为负极接线柱;输出端子模块(H)包含6路独立的输出通道,每个输出通道包含两个接线柱,一个为正极接线柱,一个为负极接线柱。
3.根据权利要求1所述的一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构的驱动方法,其特征在于:输入信号组(B)包含10路数字量输入,数字量只有0和1两种值,10路数字量输入分别为第一路输入信号B1,第二路输入信号B2,依次第十路输入信号B10;输出信号组(I)包含6路输出信号,这六路输出信号分别为第一路输出信号I1,第二路输出信号I2,依次第六路输出信号I6,其中第一路输出信号I1的输出数据类型为4字节无符号整形输出,其余五路输出均为数字量输出。
4.根据权利要求1所述的一种火电机组马达及电磁阀类设备驱动级结构的驱动方法,其特征在于:第一路输入信号B1连接设备驱动级MOTOR的自动启Auto1输入,第二路输入信号B2对应设备驱动级MOTOR的自动停Auto2输入,依次,B3对应启动允许Pmt1输入,B4对应停止允许Pmt2输入,B5对应保护启动Pro1输入,B6对应保护停止Pro2输入,B7对应启动反馈Fb1输入,B8对应停止反馈Fb2输入,B9对应就地或远方Fb3输入, B10对应就地故障Fb4输入;第一路输出信号I1对应设备驱动级MOTOR的状态打包点DS输出,I2对应启动指令Dmd1输出,I3对应停止指令Dmd2输出,I4对应反馈故障FL输出,I5对应跳闸故障Trip输出,I6对应操作故障OpFL输出。
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