CN206515671U - 一种汽轮机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种汽轮机控制器，包括核心处理单元、信号接口板、人机界面和通讯模块；信号接口板具有第一调理电路和第二调理电路；第二调理电路连接于核心处理单元与汽轮机的转速传感器之间；核心处理单元根据接收到的脉冲频率信号计算得出阀门开度指令，并将阀门开度指令传递给第一调理电路；第一调理电路连接于核心处理单元与汽轮机的调节阀之间；通讯模块用于与集散控制系统通信。本实用新型集成信号接口板，直接接收转速信号和输出调节阀控制信号，实现对汽轮机启停和运行的控制调节，无需配套伺服控制设备，简化了传统汽轮机控制系统的结构，提升了系统的可靠性，降低了构建成本；采用触摸屏进行操作，提升了操作的便捷性和显示的直观性。

Description

一种汽轮机控制器

技术领域

本实用新型涉及汽轮机控制技术领域，具体是一种汽轮机控制器。

背景技术

蒸汽轮机是一类在工业上应用广泛的动力装置，其启停和运行需要按照一定的程序和参数加以控制，否则容易导致汽轮机叶片受损或者效率低下。汽轮机控制需要专用控制器或者调速器，以美国WOODWARD的505/505E型汽轮机调速器为代表，在国内有着广泛的应用。以505系列调速器为代表的汽轮机专用控制设备，其特点是，控制设备内有一套单板计算机，具有输入输出接口，能够测量汽轮机的转速，同时根据预设的参数，输出对汽轮机转速(通过进气阀开度)的调节信号，这种调节信号是4-20mA标准信号，不能直接给予调节阀，需要先给予一套伺服控制设备，通过伺服控制设备，再输出给调节阀，实现对调节阀开度的调节。这类汽轮机控制器技术较老，只带有一个小的数码显示屏，和数个按键，实现参数的设置和控制。

实用新型内容

本实用新型提出一种汽轮机控制器，解决了现有技术中汽轮机调速器需要配套伺服控制设备和控制方式单一的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种汽轮机控制器，包括核心处理单元、信号接口板、人机界面和通讯模块；

所述信号接口板具有第一调理电路和第二调理电路；

所述第二调理电路连接于所述核心处理单元与汽轮机的转速传感器之间，用于将所述转速传感器采集到的正弦波转速信号转换为脉冲频率信号，并将脉冲频率信号传递给所述核心处理单元；

所述核心处理单元根据接收到的脉冲频率信号计算得出阀门开度指令，并将阀门开度指令传递给所述第一调理电路；

所述第一调理电路连接于所述核心处理单元与汽轮机的调节阀之间，用于将所述核心处理单元给出的阀门开度指令转换为驱动电流信号，并将驱动电流信号传递给所述调节阀；

所述通讯模块用于与集散控制系统通信。

进一步地，所述核心处理单元包括主控器、I/O模块、测频模块、开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出；

所述主控器与所述通讯模块、人机界面、I/O模块和测频模块连接；

所述I/O模块与所述开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出连接。

进一步地，所述第一调理电路与所述模拟量输出连接；

所述第二调理电路与所述测频模块连接。

进一步地，所述人机界面为触摸屏和按键。

进一步地，所述通讯模块为RS485通讯模块。

进一步地，所述主控器为PLC、PAC或单板微型计算机。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型以PLC、PAC或单板微型计算机为核心，集成了信号接口板，能够直接接收转速信号和输出调节阀控制信号，实现对汽轮机启停和运行的控制调节，无需配套伺服控制设备，简化了传统的汽轮机控制系统的结构，提升了系统的可靠性，降低了构建成本；采用触摸屏进行操作，提升了操作的便捷性和显示的直观性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例中的汽轮机控制器，包括核心处理单元、信号接口板、人机界面和通讯模块；所述信号接口板具有第一调理电路和第二调理电路；所述第二调理电路连接于所述核心处理单元与汽轮机的转速传感器之间，用于将所述转速传感器采集到的正弦波转速信号转换为脉冲频率信号，并将脉冲频率信号传递给所述核心处理单元；所述核心处理单元根据接收到的脉冲频率信号计算得出阀门开度指令，并将阀门开度指令传递给所述第一调理电路；所述第一调理电路连接于所述核心处理单元与汽轮机的调节阀之间，用于将所述核心处理单元给出的阀门开度指令转换为驱动电流信号，并将驱动电流信号传递给所述调节阀；所述通讯模块用于与集散控制系统通信。

本实施例中，所述核心处理单元包括主控器、I/O模块、测频模块、开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出；所述主控器与所述通讯模块、人机界面、I/O模块和测频模块连接；所述I/O模块与所述开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出连接。所述第一调理电路与所述模拟量输出连接；所述第二调理电路与所述测频模块连接。

本实施例中，所述人机界面为触摸屏和按键。所述通讯模块为RS485通讯模块。所述主控器为PLC，也可以采用PAC或单板微型计算机。

本实施例中，主控器具有一定的处理能力，能存储系统参数，具有所需的输入输出接口。配置适当数量的输入输出接口，包括测频模块，用于测量转速；模拟量输出，用于输出阀门开度指令；以及其它辅助接口，如开度反馈信号模拟量输入，指令丢失开关量输入等。

设计专用的信号接口板，用于连接核心处理单元和汽轮机的转速传感器和调节阀。信号接口板的作用有两个，一是接收转速传感器采集来的转速信号，第二调理电路包括放大电路、钳位电路和比较器，可以把根据转速大小而改变信号幅度的正弦波转速信号调理为规则的脉冲频率信号，给予核心处理单元的频率测量模块。二是接收主控器经过计算输出的4-20mA阀门开度指令，第一调理电路包括信号调整放大电路，可将阀门开度指令调理成±100mA驱动电流信号，给到调节阀，用以调整调节阀开度，从而控制汽轮机的转速。

本实施例根据汽轮机反馈的转速、选配的阀位信号，进行串级PID计算处理后，输出驱动电流信号给调节阀，控制调节阀的开度，从而使汽轮机在负荷情况下按照规定的转速运行。用户操作上采用触摸屏实现本实施例的参数配置。触摸屏能够实时显示汽轮机的当前转速、阀门开度、报警状态。在紧急状态下，具有报警输出，便于就近通知操作人员应急处理。

本实施例在功能上，实现启动、升速过程控制、转速调节、停机、降速过程控制、超速试验、报警及急停。可选DDV阀的伺服驱动功能。操作方式上，实现本地控制、远程控制选择，本地控制优先。本地通过触摸屏和按键进行控制，远程通过RS485总线实现与DCS系统(集散控制系统)的交互。

触摸屏人机界面，在触摸屏中对主要功能画面和参数设定画面进行设计，使得在对触摸屏进行操作时可以实现工业汽轮机的控制系统中的参数输入与输出，以及对系统中的警报信息及时的监控与显示，而且通过对主要功能界面的设置功能进入，用户可以根据自己的需要和工业汽轮机的特点设置不同参数，能够最大程度的实现人机交互。在实施时应该充分考虑到各种潜在的变化因素，对信号的输入与输出画面进行合理设计，并且通过监视信号灯的亮灭来检测信号的输入与输出功能是否实现，以此对工业汽轮机监控系统中触摸屏的故障进行及时的诊断，并进行及时的修理与调整。

报警处理，在每一个控制系统中都有对警报画面的设置，这是为了能够及时的对设备运行的平稳性和安全性进行实时的监控与管理，对于出现的问题能够及时的处理。警报画面的设计通过报警信息功能实现，当设备或者机组在运行的过程中发生了故障，就要触动警报系统，与警报画面链接起来，这样就可以更加直观的显示出工业汽轮机在运行时各个系统的运行状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽轮机控制器，其特征在于，包括核心处理单元、信号接口板、人机界面和通讯模块；

所述信号接口板具有第一调理电路和第二调理电路；

所述第二调理电路连接于所述核心处理单元与汽轮机的转速传感器之间，用于将所述转速传感器采集到的正弦波转速信号转换为脉冲频率信号，并将脉冲频率信号传递给所述核心处理单元；

所述核心处理单元根据接收到的脉冲频率信号计算得出阀门开度指令，并将阀门开度指令传递给所述第一调理电路；

所述第一调理电路连接于所述核心处理单元与汽轮机的调节阀之间，用于将所述核心处理单元给出的阀门开度指令转换为驱动电流信号，并将驱动电流信号传递给所述调节阀；

所述通讯模块用于与集散控制系统通信。

2.如权利要求1所述的汽轮机控制器，其特征在于，所述核心处理单元包括主控器、I/O模块、测频模块、开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出；

所述主控器与所述通讯模块、人机界面、I/O模块和测频模块连接；

所述I/O模块与所述开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出连接。

3.如权利要求2所述的汽轮机控制器，其特征在于，所述第一调理电路与所述模拟量输出连接；

所述第二调理电路与所述测频模块连接。

4.如权利要求3所述的汽轮机控制器，其特征在于，所述人机界面为触摸屏和按键。

5.如权利要求4所述的汽轮机控制器，其特征在于，所述通讯模块为RS485通讯模块。

6.如权利要求5所述的汽轮机控制器，其特征在于，所述主控器为PLC、PAC或单板微型计算机。