CN202579260U - 工频变频混用工况下电站风机rb控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工频变频混用工况下电站风机RB控制系统，现场测量控制参数经过测量变送器送到模拟量输入单元和数字量输入单元，模拟量输入单元、数字量输入单元分别与核心处理器单元相连，核心处理单元经过数据处理、计算后，控制指令通过模拟量输出单元送至现场风机执行调节机构，过程状态送LED报警显示器，完成RB发生后的系统控制调节，其改善了优化机组自动控制系统，提高机组RB成功率，保证发电机组的安全生产运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制系统，尤其是一种工频变频混用工况下电站风机RB控制系统。
背景技术
火力发电机组占我国电力生产的重要地位，电站系统中送风机、引风机、一次风机功率损耗比较大，如何降低其能源消耗，是电站风机优化提高的一个重要课题。随着大型变频器技术的成熟，许多火电机组在技术改造中，都对这些高耗能系统改造加装了变频节能装置，将原来的挡板节流控制模式，改造为节能的变频无级调节运行方式，一方面减少了运行中的节流损失，降低了电机运行电流，起到理想的节能作用；另一方面改善了大功率电机启动电流冲击问题，实现大电机平稳启动。
电站风机变频改造的优点是节能降耗，但同时也给风机的自动控制带来了较大的改变。由于变频器自身或系统设计缺陷，常出现变频故障退出，转为工频旁路运行，这样就出现两台风机一台工频运行挡板调节运行，另一台变频转速调节运行，而挡板调节与转速调节两种控制方式，控制调节特性不同，在机组正常运行时，通过算法补偿，可以实现两种调节方式共存，但是当机组出现RB等工况突变时，现行的控制方案很难满足系统要求。
电站大型风机，如引风机、送风机、一次风机，配置一般采取对称两台布置，单台风机出力一般设计在机组最大出力需求的60%左右，正常运行时两台风机平衡出力，当单台风机故障时，机组需要快减负荷，尽快在单台风机出力工况下建立新的系统平衡，维持机组平稳运行，这个过程即机组RB技术。
实用新型内容
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的电站系统中对称布置的两台风机一台工频运行挡板调节运行，另一台变频转速调节运行工况下，机组发生RB时，工频运行风机与变频运行风机设备调节特性不一致的问题，提供一种工频变频混用工况下电站风机RB控制系统，其改善了优化机组自动控制系统，提高机组RB成功率，保证发电机组的安全生产运行。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种工频变频混用工况下电站风机RB控制系统，包括模拟量输入单元（AI模块，型号1C31224G01）、数字量输入单元（DI模块，型号1C31234G01）、核心处理器单元（DPU处理器，型号5X00247G01）、模拟量输出单元（AO模块，型号1C31129G03）及现场风机执行调节机构（通用挡板执行器和变频器），所述模拟量输入单元（AI模块）和数字量输入单元（DI模块）分别与核心处理器单元（DPU处理器）通信相连，核心处理器单元（DPU处理器）分别与模拟量输出单元（AO模块）和报警器相连，模拟量输出单元（AO模块）与现场风机执行调节机构相连。
现场风机执行调节机构包括#1风机挡板执行器和#2风机调速执行器。
系统核心处理器单元即DPU处理器，其内部结构设计包括参数偏差发生器，所述参数偏差发生器分别与调节控制器I和调节控制器II通信相连，调节控制器I和调节控制器II之间相互通信相连，调节控制器I和调节控制器II均与控制输出选择器通信相连，控制输出选择器与平衡输出块通信相连，平衡输出块分别与#1风机挡板执行器和#2风机调速执行器通信相连；核心处理单元还包括风机运行状态识别器，风机运行状态识别器分别与调节控制器I、调节控制器II、控制输出选择器、报警显示器和RB发生识别器通信相连；RB发生识别器和报警显示器通信相连。
利用工频变频混用工况下电站风机RB控制系统的控制方法，现场测量控制参数经过测量变送器送到模拟量输入单元和数字量输入单元，模拟量输入单元、数字量输入单元分别与核心处理器单元相连，核心处理单元经过数据处理、计算后，控制指令通过模拟量输出单元送至现场风机执行调节机构，过程状态送LED报警显示器，完成RB发生后的系统控制调节；当系统发生RB时，系统工作过程如下：
a）RB发生识别器根据机组运行负荷、两台风机是否运行，识别判断RB发生，将信号传送风机运行状态识别器和报警显示器；报警显示器完成报警显示，提示机组运行人员，RB发生；
b）风机运行状态识别器根据运行风机的变频还是工频与RB发生识别器的RB发生信号形成RB方式选择信号，送调节控制器I、调节控制器II、控制输出选择器；同时将风机运行状态送报警显示器完成状态显示；
c）如果风机运行状态识别器送出的RB方式选择信号是变频运行风机故障停止，工频风机保持运行，则控制输出选择器选择调节控制器I输出作为控制指令输出通过平衡输出块送到#1风机挡板执行器上，完成对工频运行风机挡板控制；此时调节控制器II的输出自动跟踪调节控制器I的输出值，保证两个控制器输出无扰切换；
d）如果风机运行状态识别器送出的RB方式选择信号是工频运行风机故障停止，变频风机保持运行，则调节控制器II从跟踪状态切换至自动调节状态，同时控制输出选择器选择调节控制器II的输出作为控制指令输出通过平衡输出块送到#2风机调速执行器块上，完成对变频运行风机调速控制。此时调节控制器I由调节控制切换为跟踪状态，输出自动跟踪调节控制器II的输出值，保证两个控制器输出无扰切换。
本实用新型中的各模块功能如下：
参数偏差发生器，根据参数设定值与实时机组运行参数作差，得到控制偏差，输入到调节控制器I和调节控制器II。
调节控制器I，主要完成风机正常运行及RB后工频挡板控制过程。
调节控制器II3，主要完成风机RB后变频调速控制过程。
控制输出选择器，根据运行风机状态选择调节控制器I或调节控制器II的输出。
平衡输出块，完成输出指令到两台风机的指令分配。
风机运行状态识别器，完成两台风机运行状态识别。
报警显示器，显示RB发生报警及风机运行状态。
RB发生识别器，识别风机RB发生信号，送风机运行状态识别器和报警显示器。
#1风机挡板执行器，控制风机挡板动作。
#2风机调速执行器，控制风机转速升降。
本实用新型采用机组两台风机运行时由一个控制器完成自动调节，而RB发生时，根据运行风机设备的调节特性不同，实现自动无扰切换不同控制器输出，稳定系统运行参数，提高机组RB成功率，减少机组故障停机次数。
机组两台风机运行时，主要由调节控制器II根据系统被控制参数与运行参数偏差计算参数偏差发生器得到的控制偏差，完成自动调节计算，通过控制输出选择器和平衡输出块将控制指令送到#1风机挡板执行器与#2风机调速执行器器上，实现风机的自动控制。此时调节控制器II的输出自动跟踪调节控制器I的输出值，保证两个控制器输出无扰切换。
本实用新型解决了电站风机一侧变频调速控制运行、一侧工频挡板控制运行工况时，机组发生RB，风机不同运行方式下，设备调节特性不一致的问题，改善优化机组自动控制系统，提高机组RB成功率，保证发电机组的安全生产运行。
附图说明
图1是本实用新型系统结构框图；
图2是本实用新型系统核心处理器构造示意图；
其中1.参数偏差发生器，2.调节控制器I，3.调节控制器II，4.控制输出选择器，5.平衡输出块，6.风机运行状态识别器，7.报警显示器，8.RB发生识别器，9.#1风机挡板执行器，10.#2风机调速执行器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示，工频变频混用工况下电站风机RB控制系统，包括模拟量输入单元（AI模块，型号1C31224G01）、数字量输入单元（DI模块，型号1C31234G01）、核心处理器单元（DPU处理器，型号5X00247G01）、模拟量输出单元（AO模块，型号1C31129G03）及现场风机执行调节机构（通用挡板执行器和变频器）。所述模拟量输入单元（AI模块）和数字量输入单元（DI模块）分别与核心处理器单元（DPU处理器）通信相连，核心处理器单元（DPU处理器）分别与模拟量输出单元（AO模块）和报警器相连，模拟量输出单元（AO模块）与现场风机执行调节机构相连。
现场风机执行调节机构包括#1风机挡板执行器和#2风机调速执行器。
如图2所示，系统核心处理器内部结构及工作流程包括参数偏差发生器1，所述参数偏差发生器1分别与调节控制器I 2和调节控制器II3通信相连，调节控制器I 2和调节控制器II3之间相互通信相连，调节控制器I 2和调节控制器II3均与控制输出选择器4通信相连，控制输出选择器4与平衡输出块5通信相连，平衡输出块5分别与#1风机挡板执行器9和#2风机调速执行器10通信相连；所述系统还包括风机运行状态识别器6，风机运行状态识别器6分别与调节控制器I 2、调节控制器II3、控制输出选择器4、报警显示器7和RB发生识别器8通信相连；RB发生识别器8和报警显示器7通信相连。
现场测量控制参数经过测量变送器送到模拟量输入单元和数字量输入单元，模拟量输入单元、数字量输入单元分别与核心处理器单元相连，核心处理单元经过数据处理、计算后，控制指令通过模拟量输出单元送至现场风机执行调节机构，过程状态送LED报警显示器，完成RB发生后的系统控制调节。
各模块功能如下：
参数偏差发生器1，根据参数设定值与实时机组运行参数作差，得到控制偏差，输入到调节控制器I 2和调节控制器II3。
调节控制器I 2，主要完成风机正常运行及RB后工频挡板控制过程。
调节控制器II3，主要完成风机RB后变频调速控制过程。
控制输出选择器4，根据运行风机状态选择调节控制器I 2或调节控制器II3的输出。
平衡输出块5，完成输出指令到两台风机的指令分配。
风机运行状态识别器6，完成两台风机运行状态识别。
报警显示器7，显示RB发生报警及风机运行状态。
RB发生识别器8，识别风机RB发生信号，送风机运行状态识别器6和报警显示器7。
#1风机挡板执行器9，控制风机挡板动作。
#2风机调速执行器10，控制风机转速升降。
一种利用工频变频混用工况下电站风机RB控制系统的控制方法，当系统发生RB时，工作过程如下（以#1风机工频运行，#2风机变频运行为例说明，同样适用#1风机变频运行，#2风机工频运行工况）：
a）RB发生识别器8根据机组运行负荷、两台风机是否运行，识别判断RB发生，将信号传送风机运行状态识别器6和报警显示器7；报警显示器7完成报警显示，提示机组运行人员，RB发生；
b）风机运行状态识别器6根据运行风机的变频还是工频与RB发生识别器8的RB发生信号形成RB方式选择信号，送调节控制器I 2、调节控制器II3、控制输出选择器4；同时将风机运行状态送报警显示器7完成状态显示；
c）如果风机运行状态识别器6送出的RB方式选择信号是变频运行风机故障停止，工频风机保持运行，则控制输出选择器4选择调节控制器I 2输出作为控制指令输出通过平衡输出块5送到#1风机挡板执行器9上，完成对工频运行风机挡板控制；此时调节控制器II3的输出自动跟踪调节控制器I 2的输出值，保证两个控制器输出无扰切换；
d）如果风机运行状态识别器6送出的RB方式选择信号是工频运行风机故障停止，变频风机保持运行，则调节控制器II3从跟踪状态切换至自动调节状态，同时控制输出选择器4选择调节控制器II3的输出作为控制指令输出通过平衡输出块5送到#2风机调速执行器块10上，完成对变频运行风机调速控制；此时调节控制器I 2由调节控制切换为跟踪状态，输出自动跟踪调节控制器II3的输出值，保证两个控制器输出无扰切换。
本实用新型采用机组两台风机运行时由一个控制器完成自动调节，而RB发生时，根据运行风机设备的调节特性不同，实现自动无扰切换不同控制器输出，稳定系统运行参数，提高机组RB成功率，减少机组故障停机次数。
机组两台风机运行时，主要由调节控制器II3根据系统被控制参数与运行参数偏差计算参数偏差发生器得到的控制偏差，完成自动调节计算，通过控制输出选择器和平衡输出块将控制指令送到#1风机挡板执行器9与#2风机调速执行器10上，实现风机的自动控制。此时调节控制器II3的输出自动跟踪调节控制器I 2的输出值，保证两个控制器输出无扰切换。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (1)
1.一种工频变频混用工况下电站风机RB控制系统，其特征是，包括模拟量输入单元、数字量输入单元、核心处理器单元、模拟量输出单元及现场风机执行调节机构，所述模拟量输入单元和数字量输入单元分别与核心处理器单元通信相连，核心处理器单元分别与模拟量输出单元和报警器相连，模拟量输出单元与现场风机执行调节机构相连。
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