CN114575941B - 一种基于rbp2卡的调门控制系统及方法 - Google Patents

一种基于rbp2卡的调门控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种基于RBP2卡的调门控制系统及方法，涉及发电厂控制系统的调门调控技术领域。本发明是为了解决调门异常关闭的问题。本发明利用RBP2卡采集阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号之间的偏差信号并判断是否超出偏差范围并获得故障结果，对偏差信号进行PI调节，获得调门指令信号；将故障结果与调节系统未投入信号进行逻辑或运算，并作为RS触发器的S端输入信号，将调节系统投入脉冲信号与手动复位信号进行逻辑或运算，并作为RS触发器的R端输入信号，根据RS触发器两个输入端的输入信号获得输出结果，当RS触发器输出复位结果时，输出调门指令信号对调门进行控制，当RS触发器输出置位结果时，使调门输出指令置0，关闭调门。

Description

一种基于RBP2卡的调门控制系统及方法
技术领域
本发明属于发电厂控制系统的调门调控技术领域。
背景技术
现有一些发电厂中1号机组电调系统采用的是MICROREC(励磁调节器)-K系列控制系统，其转速、负荷、压力、高中压调门是由MICROREC-K系列控制系统通过RBP2卡(用于控制调门阀位的伺服控制卡)控制的。当该控制卡使用年限较长并且出现设备老化时，会造成调门突关的现象频繁发生，这严重影响了机组的安全与稳定运行。
发明内容
本发明是为了解决当RBP2控制卡使用年限较长且出现设备老化时，会造成调门突关的现象频繁发生，严重影响机组的安全与稳定运行的问题，现提供一种基于RBP2卡的调门控制系统及方法。
一种基于RBP2卡的调门控制系统，所述RBP2卡包括以下功能单元：
偏差采集单元：采集阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号之间的偏差信号，
故障判断单元：判断偏差信号是否超出偏差范围进而获得故障结果，
PI调节单元：对偏差信号进行PI调节，获得调门指令信号，
运算单元：将故障结果与调节系统未投入信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发单元的S端输入信号，
将调节系统投入脉冲信号与手动复位信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发单元的R端输入信号，
RS触发单元：根据其两个输入端的输入信号获得输出结果，
逻辑切换单元：当RS触发单元输出复位结果时，输出调门指令信号对调门进行控制，
当RS触发单元输出置位结果时，使调门输出指令置0，关闭调门。
进一步的，上述故障判断单元中，偏差信号超出偏差范围，则调门出现故障，故障结果记为1，偏差信号未超出偏差范围，则调门未出现故障，故障结果记为0。
进一步的，上述调节系统投入脉冲信号记为1，调节系统未投入信号记为0；存在手动复位信号记为1，不存在手动复位信号记为0。
进一步的，上述RBP2卡的阀门位置反馈信号输出端连接DCS的信号输入端，DCS的阀门位置指令信号输出端连接RBP2卡的信号输入端。
进一步的，上述RBP2卡的信号通过信号隔离器发送至DCS中，DCS中的信号通过信号隔离器发送至RBP2卡中。
进一步的，上述DCS将阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号作差，获得偏差信号。
进一步的，上述RBP2卡发送至DCS中的信号包括：阀门位置反馈信号、供电信号和位置回路故障信号，DCS发送至RBP2卡中的信号包括：阀门位置指令信号、调节系统投入信号和手动复位信号。
进一步的，当4个高调门中至少两个调门发生故障，则触发汽轮机跳闸；或者，当2个中调门均发生故障，则触发汽轮机跳闸。
进一步的，上述偏差范围为[-2,2]。
一种基于RBP2卡的调门控制方法，利用RBP2卡执行以下步骤：
采集阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号之间的偏差信号；
判断偏差信号是否超出偏差范围进而获得故障结果，对偏差信号进行PI调节，获得调门指令信号；
将故障结果与调节系统未投入信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发器的S端输入信号，将调节系统投入脉冲信号与手动复位信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发器的R端输入信号，根据RS触发器两个输入端的输入信号获得输出结果，
当RS触发器输出复位结果时，输出调门指令信号对调门进行控制，当RS触发器输出置位结果时，使调门输出指令置0，关闭调门。
本发明针对现有火电厂MICROREC-K系列控制系统多次出现故障，无法正常工作，影响机组安全运行的问题，将该系统移植到DCS系统中进行集中控制，并对控制策略进行优化。本发明具有以下效果：
1)由之前的MICROREC-K系列控制系统改到DCS(分布式控制系统)集中控制，使运行人员操作起来更加容易，不易出错。
2)将输入RBP2卡中的指令信号与位置反馈信号的偏差进行PI运算，然后输出调门指令信号；当调节系统投入或调门无位置回路故障信号时RBP2卡输出指令正常，否则，则使调门输出为零，以保证调门全关。
3)增加位置回路故障时输出跳机指令逻辑，提高可靠性。
附图说明
图1为DCS与RBP2卡的连接结构示意图；
图2为RBP2卡的内部流程图；
图3为调门故障与汽轮机闸门的控制逻辑图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施方式一：参照图1至图3具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于RBP2卡的调门控制系统，在硬件上，RBP2卡的信号输出端通过信号隔离器连接DCS的信号输入端，信号隔离器能够消除干扰对模拟量的影响。DCS的信号输出端通过隔离继电器连接RBP2卡的信号输入端，隔离继电器能够防止电压波动烧坏DCS通道。其中，RBP2卡发送至DCS中的信号包括：阀门位置反馈信号、供电信号和位置回路故障信号，DCS发送至RBP2卡中的信号包括：阀门位置指令信号、调节系统投入信号和手动复位信号。
所述RBP2卡包括以下功能单元：
偏差采集单元：采集阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号之间的偏差信号。
故障判断单元：判断偏差信号是否超出偏差范围，其中偏差范围为[-2,2]。若偏差信号超出偏差范围，则调门出现故障，故障结果记为1；若偏差信号未超出偏差范围，则调门未出现故障，故障结果记为0。
PI调节单元：对偏差信号进行PI调节，获得调门指令信号。
运算单元：将故障结果与调节系统未投入信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发单元的S端输入信号。
将调节系统投入脉冲信号与手动复位信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发单元的R端输入信号。
调节系统投入脉冲信号记为1，调节系统未投入信号记为0。
存在手动复位信号记为1，不存在手动复位信号记为0。
RS触发单元：根据其两个输入端的输入信号获得输出结果。
逻辑切换单元：当RS触发单元输出复位结果时，输出调门指令信号对调门进行控制，
当RS触发单元输出置位结果时，使调门输出指令置0，关闭调门。
在实际应用中，本实施方式所述系统能够控制汽轮机中的四个高调门和两个中调门。当4个高调门中至少两个调门发生故障，则触发汽轮机跳闸；或者，当2个中调门均发生故障，则触发汽轮机跳闸。实际运行时，位置回路故障时或者调节系统未投入时，不会手动复位。
具体实施方式二：参照图1至图3具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于RBP2卡的调门控制方法，利用RBP2卡执行以下步骤：
采集阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号之间的偏差信号；
判断偏差信号是否超出偏差范围进而获得故障结果，对偏差信号进行PI调节，获得调门指令信号；
将故障结果与调节系统未投入信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发器的S端输入信号，将调节系统投入脉冲信号与手动复位信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发器的R端输入信号，根据RS触发器两个输入端的输入信号获得输出结果，
当RS触发器输出复位结果时，输出调门指令信号对调门进行控制，当RS触发器输出置位结果时，使调门输出指令置0，关闭调门。
以上两种实施方式的工作原理如下：
1)把MICROREC-K系列控制系统移植到DCS系统控制，可以减轻运行人员的劳动强度，操作容易，不易出错。逻辑组态清晰明了，易于事故分析。信号传递加隔离器，消除了干扰对模拟量的影响，防止电压波动烧坏DCS通道。
2)当位置回路故障时或者调节系统未投入时，将调门指令切为0，保证了调节系统未投入或位置回路故障时调门可以可靠关闭。
3)采取手动复位两种方式对卡件进行复位操作，避免了当调门故障消除之后无法复位卡件的问题发生。
4)采用4个高调门任意2个位置回路故障或者2个中调门全部位置故障信号触发汽轮机跳闸，避免了多个调门故障状态下造成汽轮机动静部件摩擦损坏汽轮机的问题发生。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。

Claims (7)

1.一种基于RBP2卡的调门控制系统，其特征在于，所述RBP2卡包括以下功能单元：
偏差采集单元：采集阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号之间的偏差信号，
故障判断单元：判断偏差信号是否超出偏差范围进而获得故障结果，
PI调节单元：对偏差信号进行PI调节，获得调门指令信号，
运算单元：将故障结果与调节系统未投入信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发单元的S端输入信号，
将调节系统投入脉冲信号与手动复位信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发单元的R端输入信号，
RS触发单元：根据RS触发单元的S端和R端的输入信号获得输出结果，
逻辑切换单元：当RS触发单元输出复位结果时，输出调门指令信号对调门进行控制，
当RS触发单元输出置位结果时，使调门指令信号置0，关闭调门；
RBP2卡的阀门位置反馈信号输出端连接DCS的信号输入端，DCS的阀门位置指令信号输出端连接RBP2卡的信号输入端；
RBP2卡的信号通过信号隔离器发送至DCS中，DCS中的信号通过隔离继电器发送至RBP2卡中；
RBP2卡发送至DCS中的信号包括：阀门位置反馈信号、供电信号和位置回路故障信号，
DCS发送至RBP2卡中的信号包括：阀门位置指令信号、调节系统投入信号和手动复位信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于RBP2卡的调门控制系统，其特征在于，故障判断单元中，
偏差信号超出偏差范围，则调门出现故障，故障结果记为1，
偏差信号未超出偏差范围，则调门未出现故障，故障结果记为0。
3.根据权利要求2所述的一种基于RBP2卡的调门控制系统，其特征在于，
调节系统投入脉冲信号记为1，调节系统未投入信号记为0，
存在手动复位信号记为1，不存在手动复位信号记为0。
4.根据权利要求1所述的一种基于RBP2卡的调门控制系统，其特征在于，DCS将阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号作差，获得偏差信号。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种基于RBP2卡的调门控制系统，其特征在于，
当4个高调门中至少两个调门发生故障，则触发汽轮机跳闸；
或者，当2个中调门均发生故障，则触发汽轮机跳闸。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种基于RBP2卡的调门控制系统，其特征在于，偏差范围为[-2,2]。
7.基于权利要求1至6任一所述一种基于RBP2卡的调门控制系统的调门控制方法，其特征在于，利用RBP2卡执行以下步骤：
采集阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号之间的偏差信号；
判断偏差信号是否超出偏差范围进而获得故障结果，对偏差信号进行PI调节，获得调门指令信号；
将故障结果与调节系统未投入信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发器的S端输入信号，将调节系统投入脉冲信号与手动复位信号进行逻辑或运算，并将运算的结果作为RS触发器的R端输入信号，根据RS触发器S端和R端的输入信号获得输出结果，
当RS触发器输出复位结果时，输出调门指令信号对调门进行控制，当RS触发器输出置位结果时，使调门指令信号置0，关闭调门。
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