CN114635760A - 核电厂用汽轮机盘车控制系统和汽轮机盘车设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及汽轮机辅助系统技术领域，公开一种核电厂用汽轮机盘车控制系统和汽轮机盘车设备，汽轮机盘车控制系统包括PLC控制器和输入输出模块，PLC控制器连接输入输出模块，输入输出模块连接汽轮机盘车设备的分散控制系统和盘车执行机构装置；PLC控制器在接收到分散控制系统发送的盘车指令后，检测到汽轮机转速在设定转速范围时启动盘车电机；在汽轮机转速低于盘车转速时，控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合。在检测到汽轮机转速在设定转速范围时启动盘车电机，然后在汽轮机转速低于盘车转速时，控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合，避免汽轮机转速过快而导致盘车齿轮甩开，有效提高了转动啮合成功率。

Description

核电厂用汽轮机盘车控制系统和汽轮机盘车设备

技术领域

本申请涉及汽轮机辅助系统技术领域，特别是涉及一种核电厂用汽轮机盘车控制系统和汽轮机盘车设备。

背景技术

核电厂汽轮机配有盘车装置，盘车装置用于在汽轮机启动前或停机惰转过程至较低转速时对汽轮机转子进行持续盘动，防止汽轮机转子发生大轴弯曲等严重事故，以确保汽轮机安全稳定地运行。

汽轮机盘车装置包含盘车执行机构装置和盘车控制系统，在汽轮机启动前或停机时，通过盘车控制系统控制盘车执行机构装置动作保持汽轮机转子的持续盘动。然而在实际控制中，盘车执行机构装置中的盘车齿轮容易被甩开而无法与主齿轮啮合，转动啮合成功率低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高转动啮合成功率的核电厂用汽轮机盘车控制系统和汽轮机盘车设备。

一种核电厂用汽轮机盘车控制系统，包括PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器和输入输出模块，所述PLC控制器连接所述输入输出模块，所述输入输出模块连接汽轮机盘车设备的分散控制系统和盘车执行机构装置；

所述PLC控制器在接收到所述分散控制系统发送的盘车指令后，检测到汽轮机转速在设定转速范围时启动盘车电机；以及在汽轮机转速低于盘车转速时，控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合。

在其中一个实施例中，所述PLC控制器在控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合之后，还用于在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位时输出转动投盘车失败提示信息。

在其中一个实施例中，所述PLC控制器还用于在接收到所述分散控制系统发送的盘车指令后，检测到汽轮机转速为0时，延时预设时长后控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合；并在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合到位时启动盘车电机。

在其中一个实施例中，所述PLC控制器在延时预设时长后控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合之后，还用于在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位时启动盘车电机微动设定次数后，若仍检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位，则输出静止投盘车失败提示信息。

在其中一个实施例中，所述输入输出模块包括连接所述PLC控制器的开关量输入模块、脉冲输入模块和开关量输出模块。

在其中一个实施例中，核电厂用汽轮机盘车控制系统还包括连接所述PLC控制器的监控触控屏和报警装置。

在其中一个实施例中，所述报警装置为声光报警装置。

在其中一个实施例中，核电厂用汽轮机盘车控制系统还包括连接所述PLC控制器的就地钥匙开关。

在其中一个实施例中，核电厂用汽轮机盘车控制系统还包括机柜，所述PLC控制器、所述输入输出模块、所述监控触控屏、所述报警装置和所述就地钥匙开关均设置于所述机柜。

一种汽轮机盘车设备，包括分散控制系统、盘车执行机构装置以及上述的核电厂用汽轮机盘车控制系统。

上述核电厂用汽轮机盘车控制系统和汽轮机盘车设备，PLC控制器在接收到分散控制系统发送的盘车指令后，首先在检测到汽轮机转速在设定转速范围时启动盘车电机，然后在汽轮机转速低于盘车转速时，控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合，避免汽轮机转速过快而导致盘车齿轮甩开，有效提高了转动啮合成功率。

附图说明

图1为一实施例中核电厂用汽轮机盘车控制系统的结构框图；

图2为另一实施例中核电厂用汽轮机盘车控制系统的结构框图；

图3为一实施例中汽轮机转子盘车设备的结构示意图；

图4为一实施例中6槽机架的结构示意图；

图5为一实施例中核电厂用汽轮机盘车控制系统的架构示意图；

图6为一实施例中机柜的正面设备布置示意图；

图7为一实施例中机柜的内部设备布置示意图；

图8为一实施例中机柜的电源冗余设计示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在一个实施例中，提供了一种核电厂用汽轮机盘车控制系统，适用于核电厂汽轮机转子盘车控制。如图1所示，核电厂用汽轮机盘车控制系统包括PLC控制器110和输入输出模块120，PLC控制器110连接输入输出模块120，输入输出模块120连接汽轮机盘车设备的分散控制系统(DCS)和盘车执行机构装置。PLC控制器110在接收到分散控制系统发送的盘车指令后，检测到汽轮机转速在设定转速范围时启动盘车电机；以及在汽轮机转速低于盘车转速时，控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合。

其中，PLC控制器110可采用国产PLC设备，具体可采用GCU521-S控制器等。采用国产PLC对电动盘车控制设备进行国产化改造，实现汽轮机盘车控制系统的国产化，大大提高了可维护性和保障了备件供应，同时降低了设备运维成本。进一步地，输入输出模块120可包括连接PLC控制器110的输入模块和输出模块，分别用作进行信息接收和指令输出。例如，输入模块可用于接收DCS的指令以及相关传感器传输到采集信号。输入模块具体包括连接PLC控制器110的开关量输入模块和脉冲输入模块，可根据DCS和传感器传输信号的类型，采用相应类型的输入模块进行连接。此外，输出模块具体可包括开关量输出模块。

设定转速范围的具体取值也并不是唯一的，具体地，汽轮机从高转速开始停机，从DCS发出盘车指令至PLC控制器110，通过转速探头监测汽轮机的主轴转速，当转速在8-1350rpm之间时，启动盘车电机，可以是启动盘车电机后维持盘车转速在固定值(如8rpm)。当转速探头检测到主轴转速已减速至比盘车转速低时，PLC控制器110控制用于励磁供油的电磁阀通电预设时长，例如控制电磁阀通电30s，盘车执行机构装置在内部液压作用下使盘车齿轮向与汽轮机主齿轮啮合的方向轴向移动，当离合器部分接合时电磁阀断电，盘车执行机构装置的内部液压力消除。由于盘车齿轮的旋转与汽轮机转子的减速相反，在螺旋滑动组件上产生扭矩，从而使盘车齿轮完全进入啮合状态。其中，螺旋滑动组件可以是螺旋花键或导向齿轮，本实施例中螺旋滑动组件采用螺旋花键。当盘车齿轮到达其末端止动块时，盘车齿轮离合器驱动汽机转主轴转动。需要说明的是，PLC控制器110可以是在检测到汽轮机转速低于盘车转速时则立即控制电磁阀通电进行励磁供油，也可以是在汽轮机转速低于盘车转速且差值达到一定预设阈值，例如汽轮机转速比盘车转速低0.3rpm时，再控制电磁阀通电进行励磁供油。

上述核电厂用汽轮机盘车控制系统，在检测到汽轮机转速在设定转速范围时启动盘车电机，然后在汽轮机转速低于盘车转速时，控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合，避免汽轮机转速过快而导致盘车齿轮甩开，有效提高了转动啮合成功率。

在一个实施例中，PLC控制器110在控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合之后，还用于在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位时输出转动投盘车失败提示信息。具体地，可通过传感器检测盘车齿轮与主齿轮啮合是否到位，在啮合到位时输出啮合到位信号至PLC控制器110。PLC控制器110在电磁阀通电后检测是否收到啮合到位信号，如果啮合到位信号有效，则盘车自动投入成功，控制电磁阀断电。如果电磁阀通电达到预设的时长阈值(如10s)后仍未收到啮合到位信号，可认为盘车齿轮与主齿轮啮合不到位，此时PLC控制器110自动跳盘车电机，输出转动投盘车失败提示信息。其中，PLC控制器110可以是将转动投盘车失败提示信息上传至DCS，也可以是通过报警装置输出转动投盘车失败提示信息进行报警。

在一个实施例中，如图2所示，核电厂用汽轮机盘车控制系统还包括连接PLC控制器110的监控触控屏130和报警装置140。通过配置监控触摸屏130以实现就地人机交互，以及配置报警装置140进行提示报警。报警装置140的具体类型并不唯一，本实施例中，报警装置140为声光报警装置。在盘车齿轮与主齿轮啮合不到位时，PLC控制器110控制声光报警装置发出声光报警信号，同时还可控制监控触摸屏130的画面显示“转动投盘车失败，盘车未能自动投入”，以提醒作业人员转动投盘车失败。此外，当作业人员在监控触摸屏130输入确认报警信息后，PLC控制器110控制声光报警装置停止发出声光报警信号。

在一个实施例中，PLC控制器110还用于在接收到分散控制系统发送的盘车指令后，检测到汽轮机转速为0时，延时预设时长后控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合；并在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合到位时启动盘车电机。

具体地，需要在汽轮机启动前进行静止投盘车时，DCS发出盘车指令至PLC控制器110，PLC控制器110检测汽轮机的主轴状态确认汽轮机转速为0时，延时预设时长后控制电磁阀通电设定时长，预设时长和设定时长的取值可相同也可不同，本实施例中预设时长和设定时长均设置为30s。电磁阀通电后盘车执行机构装置在内部液压作用下使盘车齿轮向与汽轮机主齿轮啮合的方向轴向移动。PLC控制器110在电磁阀通电达到设定的时间阈值(如1s)后检测是否接收到传感器在检测到啮合到位时输出的啮合到位信号，如果接收到有效的啮合到位信号，则盘车自动投入成功，PLC控制器110启动盘车电机，并控制电磁阀断电。当离合器部分接合时电磁阀断电，内部液压力消除，齿轮旋转使螺旋花键产生扭矩，从而使盘车齿轮完全进入啮合状态。当盘车齿轮到达其末端止动块时，盘车齿轮离合器驱动汽机转主轴转动。

进一步地，在一个实施例中，PLC控制器110在延时预设时长后控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合之后，还用于在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位时启动盘车电机微动设定次数后，若仍检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位，则输出静止投盘车失败提示信息。

具体地，如果PLC控制器110未接收到啮合到位信号，则认为盘车齿轮未能与主齿轮完全啮合，PLC控制器110启动盘车电机微动设定次数，例如微动2次，具体可以是每次启动4s停1s，使得盘车齿轮继续旋转一定角度，方便盘车齿轮与主齿轮啮合。如果在控制盘车电机进行微动设定次数后仍未接收到啮合到位信号，则PLC控制器110同样控制声光报警装置发出声光报警信号，同时还可控制监控触摸屏130的画面显示“静止投盘车失败，盘车未能自动投入”，以提醒作业人员静止投盘车失败。同样地，当作业人员在监控触摸屏130输入确认报警信息后，PLC控制器110控制声光报警装置停止发出声光报警信号。

在一个实施例中，核电厂用汽轮机盘车控制系统还包括连接PLC控制器110的就地钥匙开关150。作业人员可通过就地钥匙开关150进行盘车控制模式的切换，例如，在自动控制投盘车模式下，PLC控制器110接收DCD发出的盘车指令后执行静止投盘车或转动投盘车控制程序。在手动控制投盘车模式下，则将PLC控制器110旁路，作业人员通过手动操作电磁阀励磁供油，以及控制盘车电机的启停。

此外，在一个实施例中，核电厂用汽轮机盘车控制系统还包括机柜，PLC控制器110、输入输出模块120、监控触控屏130、报警装置140和就地钥匙开关150均设置于机柜。进一步地，核电厂用汽轮机盘车控制系统还包括设置于机柜的电源模块，电源模块连接PLC控制器110、监控触控屏130、报警装置140和盘车执行机构装置，对相应装置进行供电。

在一个实施例中，还提供了一种汽轮机盘车设备，包括分散控制系统、盘车执行机构装置以及上述的核电厂用汽轮机盘车控制系统。

上述汽轮机盘车设备，在检测到汽轮机转速在设定转速范围时启动盘车电机，然后在汽轮机转速低于盘车转速时，控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合，避免汽轮机转速过快而导致盘车齿轮甩开，有效提高了转动啮合成功率。

为便于更好地理解上述核电厂用汽轮机盘车控制系统和汽轮机盘车设备，下面结合具体实施例进行详细解释说明。

如背景技术所述，汽轮机盘车装置是在汽轮机启动前或停机惰转过程至较低转速时对汽轮机转子进行持续盘动，防止汽轮机转子发生大轴弯曲等严重事故。图3所示为汽轮机转子盘车设备的结构示意图，其中，大齿轮即主齿轮，小齿轮即盘车齿轮。保证汽轮机的可靠盘车对汽轮机稳定运行至关重要，主要体现在以下3个方面：

1、机组冲转前盘车，使转子连续转动，避免因阀门漏汽和汽封送汽等因素产生的温差所造成的转子弯曲。

2、启机冲转时使机组在盘车状态下冲转，避免在静止状态下冲转转子因摩擦力太大导致轴承损伤。

3、机组停机后盘车，使转子连续转动，避免因汽缸自然冷却产生的上、下缸温差造成的转子弯曲。

目前国内阿尔斯通机型的核电厂用汽轮机盘车控制系统采用基于美国AB公司MicroLogix 1400系列可编程控制器开发的一套控制系统，该套控制系统内部的控制和保护逻辑不对用户开发，因此阿尔斯通机型的汽轮机主盘车控制装置的“黑匣子”问题成了困扰国内群厂的一个共性问题，该套控制系统存在以下问题：

1、内部编程源代码不对用户开放，无法准确获知该套系统的控制和保护逻辑；

2、该套系统选用的可编程控制器非常落后，技术限制条件多，替代升级难度大；

3、该套系统未设计人机交互设备，现场一旦出现异常，很难快速排查故障原因；

4、该套系统实现的盘车控制逻辑设计不合理，经常出现汽轮机惰转时无法自动驱动执行机构啮合盘车的情况。

阿尔斯通机型的汽轮机主盘车控制装置的“黑匣子”问题是困扰群厂的一个共性问题，控制器内的控制逻辑程序不对用户开放，在无法获取原控制逻辑的情况下，本申请采用完全开放的PLC技术，重新设计主盘车装置控制工艺和逻辑，经测试及现场实际静态测试和动态验证，新盘车控制系统不仅完美解决了目前核电厂的“黑匣子”问题，也给后续群厂的改造升级提供了样板。

具体地，本申请提供的核电厂用汽轮机盘车控制系统，基于国产PLC设备，选用浙江中控的G5系列PLC，使用的控制器为GCU521-S控制器。GCU521-S控制器通过信号输入模块采集现场实时过程信息，执行逻辑处理后，输出控制信号，实现对现场控制对象的实时控制。

核电厂用汽轮机盘车控制系统的主要系统硬件有控制器GCU521、电源模块PW521、开关量输入模块DI751、脉冲输入模块PI751、开关量输出模块DO751各一个，安装于6槽机架CN523，6槽机架CN523的结构如图4所示。各模块通过匹配的基座与机架连接，具体地，整体安装架构如图5所示，控制器GCU521及电源模块PW521通过电源/控制器基座(MB512-S)安装到机架POWER/MASTER槽位；开关量输入模块DI751及脉冲输入模块PI751通过I/O模块基座(MB771-S)安装到机架的IO0、IO1槽位；开关量输出模块DO751通过I/O模块基座(MB775-S)安装到机架的IO2槽位；IO3槽位为空，安装空盖板。

此外，本系统还配置有监控触摸屏PPC-3150SW以实现就地人机交互，监控触摸屏通过网线与控制器GCU521进行连接通讯，通讯接口为RJ45。触摸屏操作系统为Win7，并安装有监控软件VxSCADA，可显示盘车运行画面，并存储历史趋势，硬盘存储容量可满足24个月运行需求。触摸屏中还安装了组态软件GCS Contrix，可对控制器进行组态，组态软件为中文界面，支持功能框图组态方式。

本系统中改进后的机柜尺寸为800(H)×600(W)×300(D)mm，设置有前开门，为壁挂式箱体设计，颜色为RAL5024(蓝色)，防护等级IP54。前门面板上安装有触摸显示屏、按钮、指示灯、选择开关，机柜内部设备分上、中、下三层布置，上层设备为控制器及I/O模块，中间层为电源转换模块及继电器，下层为端子排。机柜采用下进线，格兰密封。机柜结正面构及内部设备布置分别如图6和图7所示。

机柜供电电源来自自LNE 220V交流不间断电源，抽屉开关编号LNE-5F2，额定功率1.0KW，额定电流4.7A。交流电源输入接到机柜总电源开关GGR201JA，电源开关容量为3A。电源经过开关后通过端子排分为四个回路输出，分别为机柜直流电源、控制器电源、电磁阀、电源指示灯供电，如图8所示。机柜直流电源(24VDC)回路的使用两块电源转换模块并行供电，输出端接到二极管模块GGR201DY合并为一路输出接口，实现转换电源模块冗余。控制器电源通过控制器电源模块GGR211AN转换为24VDC进行供电。

本申请改进后的新主盘车控制系统具备原有的自动控制投主盘车功能，并新增加就地手动控制投盘车功能。其中：

自动控制投盘车：控制器接收DCS发出的盘车允许信号，自动执行静止投盘车或是转动投盘车的程序；

手动投盘车：通过就地钥匙开关切换到手动模式，将PLC控制器旁路，纯手动操作电磁阀励磁，以及盘车电机启停。

以下对自动控制投盘车和手动投盘车分别进行详细说明。

自动控制投盘车

自动控制投盘车的控制逻辑设计主要分为转动投盘车逻辑、静止投盘车逻辑、保护逻辑三部分。具体说明如下：

(1)自动控制转动投盘车逻辑：

远方控制：

将GGR301CC钥匙开关打到“远方自动”位置。

汽轮机从高转速开始停机，在汽机转速高于其盘车转速时，从DCS发出“盘车指令”。转速探头监测主轴转速，转速在8-1350rpm之间时，启动盘车电机。

当转速探头检测到主轴转速已减速至比盘车转速(8rpm)低(预设阈值0.3)时，电磁阀通电30s，内部液压作用使小齿轮向与主齿轮啮合的方向轴向移动。

当离合器部分接合时，电磁阀断电，内部液压力消除。由于盘车齿轮的旋转与汽机转子的减速相反，在螺旋花键(导向齿轮)上产生扭矩，从而使小齿轮完全进入啮合状态。

当小齿轮到达其末端止动块时，小齿轮离合器驱动主轴转动。

PLC控制器在电磁阀通电后检测是否收到啮合到位信号，如果啮合到位信号有效，则盘车自动投入成功，电磁阀自动断电。

如果电磁阀通电10s后仍未收到啮合到位信号，自动跳盘车电机，发出声光报警信号，监控触控屏画面显示“转动投盘车失败，盘车未能自动投入”。

在监控触控屏上确认报警信息后，声光报警信号消失。

(2)自动控制静止投盘车逻辑：

远方控制：

将GGR301CC钥匙开关打到“远方”位置。

当收到“盘车指令”时，PLC控制器检测轴系状态，确认转速为0后，延时30s为电磁阀通电30s，内部液压作用使小齿轮向与主齿轮啮合的方向轴向移动。

PLC控制器在电磁阀通电后1s开始检测是否收到啮合到位信号，如果啮合到位信号有效，则盘车自动投入成功，盘车电机启动，电磁阀自动断电。

当离合器部分接合时，电磁阀断电，内部液压力消除。齿轮旋转会使螺旋花键产生扭矩，从而使小齿轮完全进入啮合状态。

当小齿轮到达其末端止动块时，小齿轮离合器驱动主轴转动。

如果小齿轮未能与主齿轮完全啮合，则启动盘车电机微动2次，每次4秒停1秒，使得齿轮继续旋转几度，方便小齿轮与盘车齿轮啮合。

如果仍未收到啮合到位信号，发出声光报警信号，监控触控屏画面显示“静止投盘车失败，盘车未能自动投入”。

在监控触控屏上确认报警信息后，声光报警信号消失。

(3)保护逻辑

盘车保护功能，如：顶轴油压低、润滑油压低、电机电流大等由其他装置完成，本申请的盘车控制系统不作考虑。当发生以下情况时，跳盘车电机，输出盘车故障信号，就地发出声光报警信号。

盘车电机运行10s后，GGR001MC转速低于5rpm(表明盘车电机、液力耦合器或者软启动器有故障)。

GGR401ST温度开关反馈信号低于10Hz。GGR401ST温度开关的测量原理是当耦合器正在转动且低于125℃的动作温度时，传感器每经过接收器一次，就会发出一个脉冲信号，正常运行时输出频率约12.5Hz，PLC控制器可从PI751脉冲输入模块直接读取该频率值。当耦合器的温度因为运行故障升高到125℃以上时，传感器将不会发出脉冲信号，此时可判定GGR401ST温度开关动作，动作值设置为10Hz。为防止误报警，在盘车电机启动后15s，开始GGR401ST温度开关超限检测。

收到GGR001SM啮合到位信号10s后，GGR001MC转速低于5rpm(表明汽轮机轴系存在机械故障，盘不动转子)。比较GGR002/003MC的测量值，偏差超过5％。

手动投盘车

手动控制：

将GGR301CC开关打到“就地手动”位置。

长按GGR301TO“盘车啮合”按钮并保持，电磁阀带电，驱动盘车齿轮与汽轮机主盘车齿轮啮合。

按下GGR302TO“启盘车”按钮(自动保持)，盘车电机运行，松开按钮后盘车电机持续运行。

再次按下“启盘车”按钮，盘车电机将停止运行。

手动投盘车模式只适用于静止投盘车，当机组需要紧急投盘车，而自动投盘车功能不可用的情况下，可切换为手动投盘车。由于手动投盘车模式会将自动控制回路旁路，所以在使用手动投盘车前必须人工检查确认是否具备投盘车条件，并根据实际情况评估风险，以优先保护汽轮机大轴为原则。同时因为手动投盘车的操作按钮位于GGR001AR，距离盘车装置较远，手动投盘车时应注意与现场人员保持密切通讯，确认正常后再执行操作。

正常停机

一旦汽轮机轴系完全冷却下来，达到停盘车条件，盘车控制系统即可停止工作，可切断电源，待机组上行需要盘车时再上电。或者将钥匙开关GGR301CC打到“远方自动”位置，将急停按钮303TO处于“锁定”位置(拍下自锁定)。确保盘车装置处于禁用状态。

本申请提供的核电厂用汽轮机盘车控制系统主要涉及控制器的修改，现场信号探头设备以及被控制设备均可保持不变，而且输入/输出信号通道也保持原有的信号电缆通道。原有主盘车控制器内的组态逻辑程序不对用户开放，只有此控制逻辑简图，无法获取原控制器逻辑程序的详细参数设置。本申请综合主盘车工艺以及当前存在的问题和运行经验反馈，进行优化设计。主要的优化设计如下：

(1)原控制逻辑转动投盘车的供油电磁励磁电的条件为汽机转速＝盘车转速＝8rpm，改后的逻辑为汽轮机转速减速至比盘车转速(8rpm)低(预设阈值0.3，实际值根据现场试验结果确定)。电磁阀励磁供油将盘车齿轮推进到与大轴齿轮预啮合位，由导向齿轮的机械转矩力使盘车齿轮与大轴齿轮完全啮合。如果汽轮机转速大于盘车转速，导向齿轮的反向机械转矩力会使盘车齿轮甩开，不能与大轴齿轮啮合。由于转速测量的误差，不能保证汽机转速和盘车转速绝对相等，会造成啮合不成功或者啮合成功又被自动甩开的情况。设置汽机转速略小于盘车转速，有利于提高转动啮合成功率。

(2)改造后自动控制静止投盘车的逻辑增加电机微动的逻辑，若静止投盘车1次啮合不成功，则启动盘车电机微动2次，使盘车齿轮旋转调整位置后再次与大轴上的齿轮啮合，提高静止投盘车啮合成功率。

本申请基于成熟PLC对核电厂用汽轮机盘车控制系统进行国产化升级改造，对原进口控制柜进行整体更换，实现核电厂用汽轮机盘车控制系统的国产化，大大提高了可维护性和保障了备件供应，同时降低了设备运维成本。此外，本申请还增加了触摸屏组件，与PLC控制器实时通讯，可显示当前转速、电磁阀、限位开关、温度开关等的值和状态，并可存储历史趋势，方便分析定位故障原因。

经过部分核电厂对核电厂用汽轮机盘车控制系统的国产化改造测试，改造后电动盘车系统一直运行正常，100％自动投入成功，解决了故障率高、经常不能自动投入、维护工作量巨大的老大难问题。受当前的形势影响，个别重要系统涉及的进口设备出现了断货停供现象，给国内核电机组的安全生产带来了隐患，也给加快重要系统和设备的国产化步伐提出了更高的要求，后续“AB”等传统PLC品牌的采购、应用、维护、升级等在国内核电行业也将受到严重影响。项目组提前布局，积极开拓国产PLC的升级应用，本项目的成功实施，给后续重要控制系统的数字化升级提供了参考样板，也为后续与国外供应商的谈判打足底气，防止被高价挟持。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，包括PLC控制器和输入输出模块，所述PLC控制器连接所述输入输出模块，所述输入输出模块连接汽轮机盘车设备的分散控制系统和盘车执行机构装置；

所述PLC控制器在接收到所述分散控制系统发送的盘车指令后，检测到汽轮机转速在设定转速范围时启动盘车电机；以及在汽轮机转速低于盘车转速时，控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮推进与主齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，所述PLC控制器在控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合之后，还用于在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位时输出转动投盘车失败提示信息。

3.根据权利要求1所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，所述PLC控制器还用于在接收到所述分散控制系统发送的盘车指令后，检测到汽轮机转速为0时，延时预设时长后控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合；并在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合到位时启动盘车电机。

4.根据权利要求3所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，所述PLC控制器在延时预设时长后控制盘车执行机构装置进行励磁供油将盘车齿轮与主齿轮啮合之后，还用于在检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位时启动盘车电机微动设定次数后，若仍检测到盘车齿轮与主齿轮啮合不到位，则输出静止投盘车失败提示信息。

5.根据权利要求1所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，所述输入输出模块包括连接所述PLC控制器的开关量输入模块、脉冲输入模块和开关量输出模块。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，还包括连接所述PLC控制器的监控触控屏和报警装置。

7.根据权利要求6所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，所述报警装置为声光报警装置。

8.根据权利要求6所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，还包括连接所述PLC控制器的就地钥匙开关。

9.根据权利要求8所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统，其特征在于，还包括机柜，所述PLC控制器、所述输入输出模块、所述监控触控屏、所述报警装置和所述就地钥匙开关均设置于所述机柜。

10.一种核电厂用汽轮机盘车设备，其特征在于，包括分散控制系统、盘车执行机构装置以及权利要求1-9任意一项所述的核电厂用汽轮机盘车控制系统。

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