CN112965402A - 火电厂负荷独立控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火电厂负荷独立控制装置及方法，该装置包括主板及信号隔离器，主板包括控制器、模拟量信号输入模块、模拟量信号输出模块、数字量信号输入模块、数字量信号输出模块、电源空开、电源指示灯、故障指示灯、模拟量信号输入端子、模拟量信号输出端子、数字量信号输入端子、数字量信号输出端子及通讯接口。本发明解决了由于采用不同分散控制系统而导致组态上无法统一优化和升级的问题，当采用其他非专用装置时，其控制方式封闭，无法实现电厂负荷的独立控制，并且由于各个不同装置的内部组态方式及功能码都不相同，无法统一优化和升级的问题，其能够将火电厂负荷控制独立于DCS系统之外，并且不受制于电厂原有的DCS系统，兼容性好。

Description

火电厂负荷独立控制装置及方法

技术领域

本发明属于火电厂自动控制系统技术领域，尤其涉及一种火电厂负荷独立控制装置及方法。

背景技术

火电厂负荷控制对于火电机组的运行有着十分重要的意义。火电厂系统复杂，其中负荷控制系统为最重要也是最核心的系统，当负荷控制系统投入自动后，可以自动调节机组负荷，以响应电网侧的需求。

目前国内一般采用分散控制系统(以下简称DCS系统：Distribution ControlSystem)实现负荷控制，如北京ABB贝利控制有限公司生产的Symphony系统、艾默生过程控制有限公司生产的Ovation系统。

上述的装置主要存在以下缺点：

(1)负荷控制无法独立于DCS系统之外，无法实现独立控制。

(2)兼容性差，由于各家DCS系统的组态方式和控制策略都不相同，每一次的逻辑修改和升级都需要根据不同系统进行复杂的逻辑组态，并且其内部参数优化方式也各不相同，对负荷控制策略的统一管理造成了很大的不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种火电厂负荷独立控制装置及方法，以解决当前不同火电厂的负荷控制由于采用不同分散控制系统而导致组态上无法统一优化和升级的问题，当采用其他非专用装置时，其控制方式封闭，无法实现电厂负荷的独立控制，并且由于各个不同装置的内部组态方式及功能码都不相同，无法统一优化和升级的问题，其能够将火电厂负荷控制独立于DCS系统之外，并且不受制于电厂原有的DCS系统，兼容性好。

本发明提供了一种火电厂负荷独立控制装置，包括主板及信号隔离器，所述主板包括控制器、模拟量信号输入模块、模拟量信号输出模块、数字量信号输入模块、数字量信号输出模块、电源空开、电源指示灯、故障指示灯、模拟量信号输入端子、模拟量信号输出端子、数字量信号输入端子、数字量信号输出端子及可供装置程序下载及升级的通讯接口；

所述信号隔离器与DCS系统及模拟量信号输入端子连接；所述信号隔离器采用信号一进二出的方式，用于将所需原始模拟量4-20mA信号一分二后分别传输至DCS系统及模拟量信号输入端子；所述原始模拟量4-20mA信号包括主汽压力、主汽压力设定值、发电机功率、发电机功率设定值、功率升降速率、锅炉主控手动输出、汽机主控手动输出信号；

所述数字量输入端子与DCS系统连接，用于从DCS系统获取所需的数字量信号；所述数字量信号包括锅炉主控切自动、汽机主控切自动、RB信号和甩负荷信号；

所述模拟量信号输出端子与DCS系统连接，用于将输出的模拟量4-20mA信号输出至DCS系统；所述输出的模拟量4-20mA信号包括锅炉综合指令输出和汽机综合指令输出信号；

所述数字量信号输出端子与DCS系统连接，用于将输出的数字量信号输出至DCS系统；所述输出的数字量信号包括装置故障、装置锅炉控制在自动状态、装置汽机控制在自动状态、锅炉主控切手动、汽机主控切手动信号。

本发明还提供了一种应用所述装置的火电厂负荷独立控制方法，包括：

闭合电源空开，检查电源指示灯是否处于亮起状态，检查故障指示灯是否为绿色，此时，装置开始运行，装置处于手动状态，装置锅炉综合指令输出跟踪DCS系统锅炉主控手动输出，装置汽机综合指令输出跟踪原DCS系统汽机主控手动输出；

装置接收到锅炉主控切自动信号后，锅炉综合指令输出为装置运算后的输出结果，汽机综合指令输出仍跟踪DCS系统汽机主控手动输出；装置接收到汽机主控切自动信号后，汽机综合指令输出为装置运算后的输出结果，锅炉综合指令输出仍跟踪DCS系统锅炉主控手动输出；装置同时接收到锅炉主控切自动和汽机主控切自动信号后，锅炉综合指令输出和汽机综合指令输出均为装置运算后的输出结果；

DCS系统接收到装置的锅炉综合指令输出和汽机综合指令输出后，将其通过原内部组态传递给各子系统；

当装置出现故障时，发出装置故障报警信号；当装置接收到锅炉主控切自动信号后发出装置锅炉控制在自动状态信号；当装置接收到汽机主控切自动信号后发出装置汽机控制在自动状态信号；当装置运算过程中出现参数超限的情况时发出锅炉主控切手动或汽机主控切手动信号。

借由上述方案，通过火电厂负荷独立控制装置及方法，具有如下技术效果：

(1)结构简单，装置几乎不需要调试，通电后可直接使用。

(2)实现了火电厂负荷的独立控制，让负荷控制不受原DCS系统的影响，同时保证了和原DCS系统的无扰切换。

(3)兼容性强，适用于任意电厂、任意DCS系统中，对原系统的运行不造成任何影响

(4)升级简单，且升级过程中不影响原系统运行。

附图说明

图1是本发明火电厂负荷独立控制装置的结构示意图。

图中标号：

1-主板；2-信号隔离器；3-控制器；4-模拟量信号输入模块；5-模拟量信号输出模块；6-数字量信号输入模块；7-数字量信号输出模块；8-电源空开；9-电源指示灯；10-故障指示灯；11-模拟量信号输入端子；12-模拟量信号输出端子；13-数字量信号输入端子；14-数字量信号输出端子；15-通讯端口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种火电厂负荷独立控制装置，包括主板1及信号隔离器2，主板1包括控制器3、模拟量信号输入模块4、模拟量信号输出模块5、数字量信号输入模块6、数字量信号输出模块7、电源空开8、电源指示灯9、故障指示灯10、模拟量信号输入端子11、模拟量信号输出端子12、数字量信号输入端子13、数字量信号输出端子14及可供装置程序下载及升级的通讯接口15。

信号隔离器2与DCS系统及模拟量信号输入端子11连接，信号隔离器2采用信号一进二出的方式，用于将所需原始模拟量4-20mA信号一分二后分别传输至DCS系统及模拟量信号输入端子11；原始模拟量4-20mA信号包括主汽压力、主汽压力设定值、发电机功率、发电机功率设定值、功率升降速率、锅炉主控手动输出、汽机主控手动输出信号；

数字量输入端子13与DCS系统连接，用于从DCS系统获取所需的数字量信号；数字量信号包括锅炉主控切自动、汽机主控切自动、RB信号和甩负荷信号；

模拟量信号输出端子12与DCS系统连接，用于将输出的模拟量4-20mA信号输出至DCS系统；输出的模拟量4-20mA信号包括锅炉综合指令输出和汽机综合指令输出信号；

数字量信号输出端子14与DCS系统连接，用于将输出的数字量信号输出至DCS系统；输出的数字量信号包括装置故障、装置锅炉控制在自动状态、装置汽机控制在自动状态、锅炉主控切手动、汽机主控切手动信号。

该火电厂负荷独立控制装置的结构及使用方法如下：

(1)将所需原始模拟量4-20mA信号(主汽压力、主汽压力设定值、发电机功率、发电机功率设定值、功率升降速率、锅炉主控手动输出、汽机主控手动输出)通过信号隔离器一分二后分别连接至原DCS系统和装置主板的模拟量信号输入端子；将所需的数字量信号(锅炉主控切自动、汽机主控切自动、RB信号和甩负荷信号)通过原DCS系统连接至装置的数字量输入端子；将装置所输出的模拟量4-20mA信号(锅炉综合指令输出和汽机综合指令输出)连接至原DCS系统；将装置所输出的数字量信号(装置故障、装置锅炉控制在自动状态、装置汽机控制在自动状态、锅炉主控切手动、汽机主控切手动)连接至原DCS系统。

(2)闭合主板电源空开，检查电源指示灯是否处于亮起状态，检查故障指示灯是否为绿色(控制器工作正常)，此时，装置程序已经开始运行，装置处于手动状态，装置“锅炉综合指令输出”跟踪原DCS系统“锅炉主控手动输出”，装置“汽机综合指令输出”跟踪原DCS系统“汽机主控手动输出”。

(3)装置接收到“锅炉主控切自动”信号后，“锅炉综合指令输出”为装置运算后的输出结果，“汽机综合指令输出”仍跟踪原DCS系统“汽机主控手动输出”；装置接收到“汽机主控切自动”信号后，“汽机综合指令输出”为装置运算后的输出结果，“锅炉综合指令输出”仍跟踪原DCS系统“锅炉主控手动输出”；装置同时接收到“锅炉主控切自动”和“汽机主控切自动”信号后，“锅炉综合指令输出”和“汽机综合指令输出”均为装置运算后的输出结果。

(4)DCS系统接收到装置的“锅炉综合指令输出”和“汽机综合指令输出”后，将其通过原内部组态传递给各子系统。

(5)当装置出现故障时，装置会发出“装置故障”报警信号；当装置接收到“锅炉主控切自动”信号后会发出“装置锅炉控制在自动状态”信号；当装置接收到“汽机主控切自动”信号后会发出“装置汽机控制在自动状态”信号；当装置运算过程中出现参数超限的情况时会发出“锅炉主控切手动”或“汽机主控切手动”信号。

该火电厂负荷独立控制装置及方法，具有如下技术效果：

(1)结构简单，装置几乎不需要调试，通电后可直接使用。

(2)实现了火电厂负荷的独立控制，让负荷控制不受原DCS系统的影响，同时保证了和原DCS系统的无扰切换。

(3)兼容性强，适用于任意电厂、任意DCS系统中，对原系统的运行不造成任何影响

(4)升级简单，且升级过程中不影响原系统运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种火电厂负荷独立控制装置，其特征在于，包括主板及信号隔离器，所述主板包括控制器、模拟量信号输入模块、模拟量信号输出模块、数字量信号输入模块、数字量信号输出模块、电源空开、电源指示灯、故障指示灯、模拟量信号输入端子、模拟量信号输出端子、数字量信号输入端子、数字量信号输出端子及可供装置程序下载及升级的通讯接口；

所述信号隔离器与DCS系统及模拟量信号输入端子连接；所述信号隔离器采用信号一进二出的方式，用于将所需原始模拟量4-20mA信号一分二后分别传输至DCS系统及模拟量信号输入端子；所述原始模拟量4-20mA信号包括主汽压力、主汽压力设定值、发电机功率、发电机功率设定值、功率升降速率、锅炉主控手动输出、汽机主控手动输出信号；

所述数字量输入端子与DCS系统连接，用于从DCS系统获取所需的数字量信号；所述数字量信号包括锅炉主控切自动、汽机主控切自动、RB信号和甩负荷信号；

所述模拟量信号输出端子与DCS系统连接，用于将输出的模拟量4-20mA信号输出至DCS系统；所述输出的模拟量4-20mA信号包括锅炉综合指令输出和汽机综合指令输出信号；

所述数字量信号输出端子与DCS系统连接，用于将输出的数字量信号输出至DCS系统；所述输出的数字量信号包括装置故障、装置锅炉控制在自动状态、装置汽机控制在自动状态、锅炉主控切手动、汽机主控切手动信号。

2.一种应用权利要求1所述装置的火电厂负荷独立控制方法，其特征在于，包括：

闭合电源空开，检查电源指示灯是否处于亮起状态，检查故障指示灯是否为绿色，此时，装置开始运行，装置处于手动状态，装置锅炉综合指令输出跟踪DCS系统锅炉主控手动输出，装置汽机综合指令输出跟踪原DCS系统汽机主控手动输出；

装置接收到锅炉主控切自动信号后，锅炉综合指令输出为装置运算后的输出结果，汽机综合指令输出仍跟踪DCS系统汽机主控手动输出；装置接收到汽机主控切自动信号后，汽机综合指令输出为装置运算后的输出结果，锅炉综合指令输出仍跟踪DCS系统锅炉主控手动输出；装置同时接收到锅炉主控切自动和汽机主控切自动信号后，锅炉综合指令输出和汽机综合指令输出均为装置运算后的输出结果；

DCS系统接收到装置的锅炉综合指令输出和汽机综合指令输出后，将其通过原内部组态传递给各子系统；

当装置出现故障时，发出装置故障报警信号；当装置接收到锅炉主控切自动信号后发出装置锅炉控制在自动状态信号；当装置接收到汽机主控切自动信号后发出装置汽机控制在自动状态信号；当装置运算过程中出现参数超限的情况时发出锅炉主控切手动或汽机主控切手动信号。

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