CN206515663U - 一种高调门流量特性在线监测及优化控制器 - Google Patents
一种高调门流量特性在线监测及优化控制器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206515663U CN206515663U CN201720197185.9U CN201720197185U CN206515663U CN 206515663 U CN206515663 U CN 206515663U CN 201720197185 U CN201720197185 U CN 201720197185U CN 206515663 U CN206515663 U CN 206515663U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- high pitch
- embedded board
- discharge characteristic
- line monitoring
- development boards
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种高调门流量特性在线监测及优化控制器，包括分散控制系统、FPGA开发板和嵌入式开发板，在嵌入式开发板上有微处理器和SD卡槽，嵌入式开发板控制连接所述FPGA开发板，一个设置有多个测量信号输入接口的传感器模块输出连接隔离变送器，隔离变送器输出连接一个AD转换器，AD转换器输出连接所述FPGA开发板，所述多个测量信号用于高调门流量特性分析，所述嵌入式开发板设置有UART3串型接口，嵌入式开发板通过UART3串型接口连接所述分散控制系统。本实用新型的抗干扰能力强，运行速度快，数据精度高；可以实现高调门流量特性数据自动在线采集、实时显示、自动优化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高调门流量特性在线监测及优化控制器，是一种基于FPGA技术和ARM嵌入式技术实现的一种高调门流量特性在线监测及优化控制器。
背景技术
火电机组汽轮机大多采用数字式电液控制系统（DEH），高调门是指汽轮机高压缸进汽调门，调门流量特性是指调门开度与通过调门的蒸汽流量之间的函数关系。如果调门流量特性函数与实际调门流量特性相差较大，在机组变负荷工况下和一次调频时，往往造成机组负荷变化过大或不足、调门抖动、AGC不能投入、控制过程调节缓慢、电网频率波动、机组热效率降低等一系列问题，较弱机组深度调峰能力，严重时危害机组运行的安全性。
机组运行后，汽轮机调门一般采用两种运行方式，分别为单阀控制方式和顺序阀控制方式，应用于不同的机组工况下。汽轮机高调门实际流量特性可能存在阶跃现象、流量指令与调门开度线性度不好和调门重叠度设置不合理等问题。针对这些问题，传统解决方案是试验人员完成高调门流量特性试验后，从分散控制系统（DCS）服务器中采集原始高调门流量特性的数据，再将原始数据导入计算机中，经过参数优化仿真试验，优化DCS调门管理系统中相关的调门函数，例如：单阀流量特性函数、流量比例因子、流量权值系数、流量开度修正函数等，高调门流量特性试验通常每隔1—2年进行一次，每次试验时间需要2—3天，甚至更久，现有的技术难以为火电机组提供持续可靠有效的技术服务。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高调门流量特性在线监测及优化控制器，是一种基于FPGA技术和ARM嵌入式技术实现的一种高调门流量特性在线监测及优化系统。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高调门流量特性在线监测及优化控制器，包括分散控制系统、FPGA开发板和嵌入式开发板，在嵌入式开发板上有微处理器和SD卡槽，嵌入式开发板控制连接所述FPGA开发板，其中，一个设置有多个测量信号输入接口的传感器模块输出连接隔离变送器，隔离变送器输出连接一个AD转换器，AD转换器输出连接所述FPGA开发板，所述多个测量信号用于高调门流量特性分析，所述嵌入式开发板设置有UART3串型接口，嵌入式开发板通过UART3串型接口连接所述分散控制系统。
方案进一步是：所述多个测量信号输入接口至少包括用于测量高调门前后压力值的压力传感器输入接口和测量高调门开度值的直线位移传感器输入接口。
方案进一步是：所述隔离变送器采用型号为T1100L-F的无源隔离变送模块。
方案进一步是：所述FPGA开发板采用型号为Cyclone IV EP4CE115的 AlteraFPGA开发板；所述嵌入式开发板采用型号为OK210开发板。
方案进一步是：所述嵌入式开发板连接有LCD触摸显示屏。
本实用新型具有以下优点：
1）实现高调门流量特性数据自动在线采集、实时显示、自动优化；
2）系统的抗干扰能力强，运行速度快，数据精度高；
3）具有良好的人机交互界面；
4）FPGA具有重新擦写的特点，因此系统的可维护性高、可靠性好；
5）S5PV210开发板具有丰富的扩展接口以及支持SD卡脱机一键烧写，有利于系统的升级改造，减少升级改造的成本。
6）改善汽轮机组高调门流量特性，提高火电机组深度调峰能力。
7）本系统具有丰富的I/O接口，可以同时采集多组数据，为高调门流量特性的在线监测及优化提供了支持。
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
图1为本实用新型电路逻辑框图示意图。
具体实施方式
一种高调门流量特性在线监测及优化控制器，包括分散控制系统9、FPGA开发板4和嵌入式开发板5，在嵌入式开发板上有微处理器和用于插入SD卡7的SD卡槽，嵌入式开发板控制连接所述FPGA开发板，其中，一个设置有多个测量信号输入接口的传感器模块1输出连接隔离变送器模块2，隔离变送器模块输出连接一个AD转换器3，AD转换器输出连接所述FPGA开发板，所述多个测量信号用于高调门流量特性分析，所述嵌入式开发板设置有UART3串型接口，嵌入式开发板通过UART3串型接口连接所述分散控制系统9；所述嵌入式开发板同时设置有接口连接鼠标6和触摸LCD显示屏8。
实施例中：所述多个测量信号输入接口至少包括用于测量高调门前后压力值的压力传感器输入接口和测量高调门开度值的直线位移传感器输入接口。
其中：传感器模块1，采用压力传感器测量高调门前后压力值，采用直线位移传感器（LVDT）测量高调门开度值（0-100%），并将非电信号转化为标准电信号（0-5V、4-20mA）输出。
隔离变送器模块2，采用型号为T1100L-F的无源隔离变送模块，输入输出均为标准工业信号（4-20mA）。其目的是提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能，消除电流信号在传输过程中遇到的各种各样干扰，增强现场采集系统的共模抑制比，保证采集信号的精度。
AD转换器3，采用美国BB公司出厂的ADS7805转换器，16位并行输出的A/D芯片，其转换速度快，精度高。
FPGA开发板4，采用Altera FPGA开发板，型号为Cyclone IV EP4CE115，具有114480 个逻辑单元，128M的SDRAM、最多可配置528个IO通道以及RS232、USB 2.0、Ethernet等通讯接口。
嵌入式开发板5，采用飞凌嵌入式生产的OK210开发板，OK210开发板以SAMSUNGS5PV210芯片为主处理器，配置512M的DDR2、1GHz主频、1G SLC NandFlash，具备丰富的人机接口，适用于Android 4.0/2.3/WinCE 6.0/Linux 2.6.35等操作系统。
鼠标6，作为外设，通过USB HOST2.0接口与嵌入式开发板5相连，实现人机交互。
SD卡7，采用32G三星Micro SDHC卡，通过嵌入式开发板6上的SD卡槽相连，用作高调门流量特性在线监测及优化系统的程序烧写、数据存储、启动等。
LCD液晶屏8，采用飞凌8.0寸LCD电阻屏模块，型号FIT-LCD8.0R，通过嵌入式开发板6上的通用液晶显示接口连接，用于显示用户操作界面、高调门流量特性曲线和故障报警。
分散控制系统（DCS）9，是电力行业中广泛应用的，集计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术于一身的计算机控制系统。考虑到火电机组对DCS系统的稳定性和安全性的要求，基于FPGA+S5PV210嵌入式高调门流量特性在线监测及优化系统作为从设备，DCS系统可以在线读取高调门流量特性在线监测品质及优化后的参数值。二者通过嵌入式开发板6上的UART3串口通讯。
电源模块10，嵌入式开发板6采用5V直流供电，FPGA开发板4采用5V直流供电，ADS7805转换器3采用5V直流供电，因此采用电源模块由嵌入式开发板6配套5V适配器和桌面式 DC 适配器（输出5V）组成。
高调门流量特性在线监测及优化控制器具体工作原理如下：
步骤1：电源管理模块10给嵌入式开发板6、FPGA开发板4 以及ADS7805转换器3上电，启动高调门流量在线监测及优化系统。
步骤2：传感器模块1（包括8个压力传感器和4个LVDT）采集汽轮机高压缸各调门开度值和调门前后压力值，并且将压力信号、开度信号转化为电信号传输至隔离变送器模块2。
步骤3：隔离变送器模块2具有较强的共模抑制比，将电流信号经隔离、滤波后获得标准的4-20mA电流信号，作为AD转换器3的输入，AD转换器3由FPGA开发板4供电。AD转换器3将模拟量信号转化为数字量信号。
步骤4：FPGA开发板4通过内部时钟发生器和先进先出双口缓冲器（FIFO），对AD转换器3的输出信号进行高速采集和存储。
步骤5：嵌入式开发板5中S5PV210处理器，通过指令控制以SPI串行接口方式从FPGA开发板4中的FIFO缓冲器中读取数据，采用直接内存访问（DMA）方式，实现高速采集数据。
步骤6：嵌入式开发板5采用Linux 2.6.35系统，基于Qt/Embedded图形界面开发技术，开发一套高调门流量特性在线监测及优化软件。通过鼠标6在LCD液晶屏8上操作软件，软件自动在线分析高调门流量特性曲线及其品质，并实时将计算结果显示在LCD液晶屏8上。软件通过自动优化调门函数，将优化结果保存在SD卡7中。
步骤7：分散控制系统（DCS）9通过RS232串口与嵌入式开发板5通信，并访问嵌入式开发板5的内存，读取调门函数优化结果。
Claims (5)
1.一种高调门流量特性在线监测及优化控制器，包括分散控制系统、FPGA开发板和嵌入式开发板，在嵌入式开发板上有微处理器和SD卡槽，嵌入式开发板控制连接所述FPGA开发板，其特征在于，一个设置有多个测量信号输入接口的传感器模块输出连接隔离变送器，隔离变送器输出连接一个AD转换器，AD转换器输出连接所述FPGA开发板，所述多个测量信号用于高调门流量特性分析，所述嵌入式开发板设置有UART3串型接口，嵌入式开发板通过UART3串型接口连接所述分散控制系统。
2.根据权利要求1所述的高调门流量特性在线监测及优化控制器，其特征在于，所述多个测量信号输入接口至少包括用于测量高调门前后压力值的压力传感器输入接口和测量高调门开度值的直线位移传感器输入接口。
3.根据权利要求1所述的高调门流量特性在线监测及优化控制器，其特征在于，所述隔离变送器采用型号为T1100L-F的无源隔离变送模块。
4.根据权利要求1所述的高调门流量特性在线监测及优化控制器，其特征在于，所述FPGA开发板采用型号为Cyclone IV EP4CE115的 Altera FPGA开发板；所述嵌入式开发板采用型号为OK210开发板。
5.根据权利要求1所述的高调门流量特性在线监测及优化控制器，其特征在于，所述嵌入式开发板连接有LCD触摸显示屏。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720197185.9U CN206515663U (zh) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | 一种高调门流量特性在线监测及优化控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720197185.9U CN206515663U (zh) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | 一种高调门流量特性在线监测及优化控制器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206515663U true CN206515663U (zh) | 2017-09-22 |
Family
ID=59869061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720197185.9U Expired - Fee Related CN206515663U (zh) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | 一种高调门流量特性在线监测及优化控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206515663U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116125916A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-05-16 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种汽轮机调门控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
2017
- 2017-03-02 CN CN201720197185.9U patent/CN206515663U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116125916A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-05-16 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种汽轮机调门控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201382850Y (zh) | 液晶显示模块测试装置 | |
| CN101135579A (zh) | 一种高精度低成本的角度传感器检测方法和装置 | |
| CN204402920U (zh) | 一种潜油电泵控制装置 | |
| CN201259629Y (zh) | 多种总线接口的可配置i/o模块 | |
| CN206515663U (zh) | 一种高调门流量特性在线监测及优化控制器 | |
| CN101876825A (zh) | 小型plc的人机界面装置 | |
| CN103256423B (zh) | 一种仪阀一体化水龙头装置 | |
| CN203640979U (zh) | 水泵测试台 | |
| CN202086996U (zh) | 一种消防车检测系统 | |
| CN201142137Y (zh) | 一种基于嵌入式技术的便携式单通道振动数据采集装置 | |
| CN103019171B (zh) | 一种环境模拟测试设备集中控制的方法 | |
| CN202974663U (zh) | 一种x型航空发动机试车台测控系统 | |
| CN204610227U (zh) | 一种汽车发动机冷却水泵性能测试系统 | |
| CN202255274U (zh) | 便携式集成动态应变测量仪 | |
| CN101441155B (zh) | 嵌入式万能材料试验机测控系统 | |
| CN201391369Y (zh) | 触摸屏式全自动柴油/天然气双燃料发电机组控制装置 | |
| CN2861701Y (zh) | 基于工业现场总线的天然气加气机 | |
| CN202691262U (zh) | 具有参数显示功能的动态平衡电动调节阀 | |
| CN201984112U (zh) | 全自动负载箱测试仪 | |
| CN203025276U (zh) | 电容触摸屏模组测试仪 | |
| CN102063080B (zh) | 具有输出信号显示功能的可编程电源的显示控制方法 | |
| CN209821625U (zh) | 一种智能被检表接线箱 | |
| CN2840224Y (zh) | 多表位计量表 | |
| CN2801823Y (zh) | 一种具有数/模及模/数转换器的纺织机械控制装置 | |
| CN204013562U (zh) | 多功能载波模块测试仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170922 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |